ПРИМЕНЕНИЯ АКТИВНЫХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ СНИЖЕНИЯ НЕСИНУСОИДАЛЬНОСТИ НАПРЯЖЕНИЯ

Ухудшение качества электроэнергии, спровоцированное ростом количества используемых нелинейных потребителей в последние годы, становится все более серьезной проблемой для распределительных сетей. Главной причиной возникновения этой проблемы является негативное воздействие высших гармоник на синусоидальность напряжения.

На сегодняшний день большинство промышленных организаций не имеют такого оборудования, который мог бы полноценно обеспечить защиту сети от негативных воздействий высших гармоник, что порождает острую проблему негативного воздействия технических средств между собой.

Возникновение высших гармоник в сети приводит к снижению эффективности работы промышленного электрооборудования, вычислительной техники, бытовых приборов, что приводит к увеличению потерь электроэнергии, вызывает ускоренное старение изоляции. В связи с важностью данной проблемой, к вопросу компенсации высших гармоник в электрических сетях уделяется значительное внимание.

Существует множество способов для снижения влияния преобразователей электрической энергии на питающую сеть. Но к сожалению это все приводит к усложнению их структуры, снижению надежности, увеличению потерь и дополнительных затрат. И все же все существующие методы можно разделить на две группы: снижение воздействия за счет изменения схемы и за счет применения специальных технических средств.

Наиболее перспективным решением данной задачи является использование специальных компенсирующих устройств – активных и пассивных фильтров гармоник.

Активный фильтр — один из видов аналоговых электронных фильтров, в котором используется минимум один активный компонент (к примеру, транзистор или операционный усилитель) для компенсации ВГ тока и напряжения энергосистемы.

АФ классифицируются:

- по типу инвертора: с индуктивным накопителем / с емкостным накопителем

- по числу фаз: однофазный / трехфазный

- по способу подключения: параллельный / последовательный

- по формированию компенсирующего сигнала: частотный / временной

Активный фильтр гармоник в отличие от пассивного узкополосного работает не с одной частотой (гармоникой), а «подстраивается» под гармоники по их порядку (частоте), величине в интервале от 1 до 25 или 50, и имеет совершенно другой принцип работы – он «выплескивает» в сеть токи такой же частоты и амплитуды, но с обратной кривой синусоиды (в противофазе).

В итоге наложения «противотока» активного фильтра на ток гармоники последняя просто исчезает (условно) и чем быстрее срабатывает фильтр, тем чище становится сеть, хотя и выше места подключения, поскольку на промежутке сети фильтр-нагрузка собственно и идет «борьба» противотоков с токами гармоник.

Эффективность работы АФ заключается в том, что он может работать в режиме реального времени и имеет возможность компенсировать сразу несколько высших гармоник вне зависимости от начальной частоты и других характеристик, а так же имеет улучшенные массогабаритные показатели устройства. Так же за счет параллельного подключения АФ можно увеличивать мощность компенсации до необходимого уровня.

Активные фильтры помогают компенсировать практически полный спектр гармонических составляющих и реактивную мощность, потребляемую из питающей сети электроснабжения, возвращая ее обратно в сеть, лишь тогда, когда это необходимо и предотвращают резонансные явления в питающей сети, помогают сбалансировать несимметрии нагрузки и оказывают влияние на уменьшение фликера.