Активное фильтро-компенсирующее и симметрирующее устройство для подавления высших гармоник и фликера в сетях с быстроменяющейся выпрямительной нагрузкой

Любой из выпускаемых в мире мощных преобразователей частоты, выпрямителей или конверторов является источником нелинейных искажений, а реактивная мощность повышает потери в питающей сети. Негативные последствия, вызванные токами высших гармоник:

• перегрузки на нейтральных проводах;
• перегрев трансформаторов и кабельных линий;
• случайные переключения автоматических выключателей;
• ложные срабатывания релейной защиты;
• перегрузка косинусных конденсаторов;
• добавочные потери от поверхностного эффекта;
• резонансные явления.

На современном этапе развития силовой полупроводниковой продукции наиболее перспективным методом устранения вышеперечисленных негативных явлений с повышением энергоэффективности является разработка и внедрение Активных фильтро-компенсирующих симметрирующих устройств.

Данные необходимые для проектирования фильтров высших гармоник и компенсации реактивной мощности:

• Номинальное напряжение.

Требуемая компенсация реактивной мощности на основной частоте.

• Значения токов гармонических составляющих нелинейной нагрузки, подлежащих фильтрации или информация по генерирующим гармоники нагрузкам.
• Мощность короткого замыкания сети.
• Требуемые параметры качества электроэнергии на шинах питания нелинейной нагрузки (или в другой точке примыкания).
• Условия окружающей среды (внутренней или наружной установки, диапазон температур).

Активные фильтро-компенсирующие и симметрирующие устройства (АФСК) представляют собой комплекс из пассивных и активных фильтров, подсоединяемых параллельно к потребителям, искажающее действие которых на сеть должно быть скомпенсировано. Активные фильтры можно назвать источниками регулируемого тока, которые подают в систему переменный ток любой формы в режиме реального времени. При подключении к нелинейному потребителю токи высших гармоник компенсируются, и сеть становится загруженной только «чистым» током основной гармоники.

                     Сеть 6кВ до установки АФСК                                                                          Сеть 6кВ после установки АФСК

В случае трехфазной сети автоматически осуществляется и симметрирование токов нагрузки, протекающих по фазам. Система управления следит за нужными параметрами сети и способна определять и моментально реагировать, исправляя любые отклонения в токе нагрузки. Время реакции активных фильтров гораздо быстрее, чем у традиционных гармонических фильтров, а так же у других подобных устройств с пассивными компонентами. Во многих режимах работы активного фильтра время реагирования исчисляется микросекундами.

АФСК может применяться:

• в сетях тяговых подстанций электрифицированных железных дорог;

• в сетях мощных электродуговых печей;

• в сетях буровых установок ;

• в сетях питания промышленных предприятий;

• на сборных шинах параллельно нагрузке с сильно несинусоидальным потреблением тока

(UPS, различные электрофизические установки и т.д.).