Влияние гармоник
Существует три возможных способа подавления или, по крайней мере, уменьшения влияния гармоник. Четвертый путь - особый случай.
3 способа подавления (или уменьшения) влияния гармоник (на фото: фильтр широтно-спектрального спектра), предназначенный для обеспечения более 18 импульсных гармонических характеристик (5-6% Ithd) при всех рабочих условиях, кредит: harmonicsolutions-oilandgas.com)
Содержание:
- Уменьшение генерируемых гармонических токов
- Изменение установки
- фильтрация
- Специальный корпус - автоматические выключатели
1. Уменьшение генерируемых гармонических токов
Сгенерированные гармонические токи могут быть уменьшены на:
1.1 Линейный дроссель
Трехфазный дроссель соединен последовательно с источником питания (или встроен в шину постоянного тока для преобразователей частоты). Он уменьшает гармоники линейного тока (особенно высокие гармоники числа) и, следовательно, среднеквадратичное значение потребления тока и искажений в точке подключения инвертора.
Можно установить дроссель, не влияя на генератор гармоник и использовать дроссели для нескольких приводов.
Трехфазный дроссель (фото: elhand.pl)
1.2 Использование 12-фазных выпрямителей
Здесь, комбинируя токи, гармоники низкого порядка, такие как 5 и 7, устраняются вверх по течению (они часто вызывают наибольшее возмущение из-за их большой амплитуды). Для этого решения требуется трансформатор с двумя вторичными обмотками (звезда и треугольник) и генерирует только гармоники 12 k ± 1.
1.3 Синусоидальные входные токовые устройства
Этот метод заключается в использовании статических преобразователей, в которых выпрямитель использует коммутацию PWM для поглощения синусоидального тока.
Вернуться назад ↑
2. Изменение установки
Модификация установки может быть выполнена путем иммунизации чувствительных нагрузок фильтрами, увеличения мощности короткого замыкания установки, оборудования, снижающего износ, или:
2.1. Разделить загрязняющие нагрузки
В качестве первого шага чувствительное оборудование должно быть подключено как можно ближе к источнику питания.
Затем загрязняющие нагрузки должны быть идентифицированы и отделены от чувствительных нагрузок, например, путем включения их из отдельных источников или из специализированных трансформаторов. Эти решения включают работу над структурой установки и, конечно, обычно сложны и дорогостоящи.
2.2. Измените защитные устройства и увеличьте мощность конденсаторов
Выбор решения зависит от характеристик установки. Простое правило используется для выбора типа оборудования, где Gh - кажущаяся мощность всех генераторов гармоник, поставляемых из той же системы сборных шин, что и конденсаторы, а Sn - кажущаяся мощность трансформатора (ов) восходящего потока:
- Если Gh / Sn ≤ 15%, стандартное оборудование подходит
- Если Gh / Sn> 15%, существует два возможных решения.
Для загрязненных сетей (15% <Gh / Sn ≤ 25%):
Текущий рейтинг распределительных устройств и последовательных соединений должен быть увеличен, как и номинальное напряжение конденсаторов.
Для очень загрязненных сетей (25% <Gh / Sn ≤ 60%):
Антигармонические дроссели должны быть подключены к конденсаторам и установлены на частоту ниже частоты самой низкой гармоники (например, 215 Гц для сети с частотой 50 Гц). См. Рисунок 1 ниже. Это устраняет любой риск резонанса и помогает уменьшить гармоники.
Рисунок 1 - Влияние антигармонического дросселя на сопротивление сети
Вернуться назад ↑
3. Фильтрация (пассивная, активная и гибридная)
Где Gh / Sn> 60%, специалисты должны рассчитать и установить фильтр гармоник (см. Рисунок 2 ниже - Принципы и характеристики пассивной, активной и гибридной фильтрации).
| Фильтр | Принцип | Характеристики |
| пассивный |
Байпасная серия LC, настроенная на каждую гармоническую частоту, которая должна быть устранена. |
|
| активный |
Генерация тока, отменяющая все гармоники, создаваемые нагрузкой. |
|
| Гибридный |
Предлагает преимущества пассивных и активных фильтрующих решений и охватывает широкий диапазон мощности и производительности:
|
3.1 Пассивная фильтрация
Это связано с подключением низкоомного байпаса к частотам, которые должны быть ослаблены с использованием пассивных компонентов (индуктор, конденсатор, резистор). Для устранения нескольких компонентов может потребоваться несколько пассивных фильтров, подключенных параллельно.
Тщательное внимание должно быть уделено определению гармонических фильтров: плохо разработанный пассивный фильтр может привести к резонансу и усилить частоты, которые не вызвали бы помехи перед установкой фильтра.
400V в реальном времени пассивный гармонический фильтр (фото: enspecpower.com)
3.2 Активная фильтрация
Это заключается в нейтрализации гармоник, вызванных нагрузкой. Сначала анализ тока идентифицирует их по амплитуде и фазе. Затем активные активные гармоники создаются активным фильтром. Возможно одновременное подключение нескольких активных фильтров.
Например, активный фильтр может быть подключен к ИБП для уменьшения гармоник, которые были введены вверх по течению.
Диапазон диапазонов активных гармонических фильтров PQF от ABB - доступен в диапазоне от 30 А до 450 А, а единицы могут быть расположены кратно, чтобы получить требуемый рейтинг. Модули PQF могут фильтровать до 20 гармоник одновременно в трехпроводных системах (15 гармоник в 4-проводных системах) и до 50-й гармоники.
3.3 Гибридная фильтрация
Это состоит из активного фильтра и пассивного фильтра, установленного порядка доминирующей гармоники (например, 5), которая обеспечивает необходимую реактивную мощность.
Вернуться назад ↑
4. Специальный корпус - Автоматические выключатели
Гармоники могут вызвать нежелательное отключение защитных устройств. Во избежание этого необходимо соблюдать осторожность при выборе защитных устройств.
Автоматические выключатели могут быть оснащены двумя типами расцепителей, термомагнитными или электронными.
Тепловые датчики термомагнитных выключателей особенно чувствительны к гармоникам и могут идентифицировать фактическую нагрузку на проводники, вызванные наличием гармоник. Таким образом, они хорошо подходят для использования на схемах с низким током, в основном в быту или в промышленности.
Метод, используемый электронными автоматическими выключателями для расчета переносимого тока, может представлять опасность нежелательного отключения, поэтому при выборе этих устройств следует учитывать, что измеряется истинное среднеквадратичное значение тока.
Преимущество этих устройств заключается в том, что они лучше способны отслеживать изменения температуры кабелей, особенно в случае циклических нагрузок, поскольку их тепловая память превосходит температуру косвенно нагретых биметаллических полос.
Вернуться назад ↑
Гармоники для начинающих (ВИДЕО)
Этот модуль электронного обучения обеспечивает базовое понимание электрических гармоник с объяснением того, как они создаются и как их можно исключить из электрической сети.
Ссылка // Cahier Technique Schneider Electric no. 199 - Качество питания Филиппа FERRACCI