Какие устройства применяются в СЭС для борьбы с гармониками

Снижение несинусоидального напряжения достигается:

1) схемными решениями: выделение нелинейных нагрузок на отдельную систему шин; рассредоточение нагрузок по различным узлам питания с подключением параллельно им электродвигателей; группировка преобразователей по схеме умножения фаз; подключение нагрузки к системе с большей мощностью;

2) использованием фильтровых устройств: включение параллельно нагрузке узкополосных резонансных фильтров; фильтрокомпенсирующих устройств (ФКУ); фильтросимметрирующих устройств (ФСУ); ИРМ, содержащих ФКУ;

симметрирования напряжения.

Таким образом, устройства типа ФКУ и ФСУ воздействуют одновременно на несколько показателей (несинусоидальность, несимметрию, отклонение напряжения). Такие устройства для повышения качества электрической энергии получили название многофункциональных оптимизирующих устройств. Целесообразность их разработки возникла в связи с тем, что резкопеременные нагрузки типа ДСП вызывают одновременное искажение напряжения на ряду показателей, что и потребовало комплексного решения проблемы.

К категории таких устройств относятся быстродействующие статистические источники реактивной мощности (ИРМ).

Развитие современной базы силовой электроники и методов высокочастотной модуляции привело к созданию устройств, улучшающих качество электроэнергии – активных фильтров, классифицируемых на последовательные и параллельные, на источники тока и напряжения.Былисозданы четыре базовые схемы. В качестве накопителя энергии в преобразователе – источнике тока используется индуктивность, а в преобразователе, служащем источником напряжения – емкость. Схема замещения резонансного фильтра приведена на рис. Сопротивление фильтра Z на частоте равно

При Х_L = Х_C на частоте наступает резонанс напряжений, означающий, что сопротивление фильтра для гармонической составляющей напряжения с частотой равно 0. При этом гармонические составляющие с частотой будут поглощаться фильтром и не проникать в сеть. На этом явлении основан принцип построения резонансных фильтров. В сетях с нелинейными нагрузками возникают, как правило, гармоники канонического ряда, порядковый номер которых =3, 5, 7,..,. Уровни гармоник с таким порядковым номером обычно убывают с увеличением частоты. Поэтому на практике применяют цепочки из параллельно включенных фильтров, настроенных на 3, 5, 7 и 11-ю гармоники. Такие устройства называются узкополосными резонансными фильтрами. ФКУ – фильтрокомпенсирующее устройство, помимо фильтрации гармоники, он будет генерировать реактивную мощность и компенсировать потери мощности в сети и напряжения.

Если устройство, помимо фильтрации высших гармоник, выполняет функции симметрирования напряжения, то такое устройство называют фильтросимметрирующим (ФСУ).