Активные фильтры
Active filters
Зачем нужны активные фильтры
Активные фильтры появились в арсенале российских энергетиков относительно недавно (8-10 лет назад).
Компенсация высших гармоник тока, возникающих при работе нелинейных электроприёмников - это наиболее очевидная польза от применения активных фильтров. Некоторые модели способны также компенсировать искажения напряжения, образующиеся на стороне источника электроэнергии.
Компенсация реактивной мощности активными фильтрами часто оказывается более эффективной, чем при использовании статических фильтро-компенсирующих устройств, синхронных компенсаторов и др. Прежде всего это относится компенсации резко переменных нагрузок.
Компенсация несимметрии в трёхфазной сети, фликера и др. также обеспечивается применением активных фильтров.
У Вас есть вопрос...?
Как устроены активные фильтры
Топология, схемотехника и конструкция активного фильтра имеет много аналогий с низковольтными преобразователями частоты.
Что такое «Активный фильтр»
IGBT-модули, конденсаторы звена постоянного тока, блоки питания цепей управления, организация удаления теплоизбытков и др. аналогичны преобразователям частоты.
Каков принцип работы активного фильтра
По сути, активный фильтр - это автономный инвертор напряжения, подключенный к сети (чаще всего трехфазной) через LCL-фильтр. Цепь предзаряда поддерживает напряжение в звене постоянного тока, а система управления формирует с помощью IGBT в выходной цепи инвертора переменное напряжение требуемой формы и амплитуды.
Принцип работы активного фильтра
Разница между мгновенными значениями напряжение в сети и на выходе инвертора определяет ток, протекающий в силовой цепи активного фильтра. В зависимости от настроек фильтра, этот ток компенсирует:
- индуктивный ток в сети, создавая ёмкостную нагрузку;
- ёмкостный ток в сети, создавая индуктивную нагрузку;
- токи высших гармоник в сети и др.
Схемы подключения активных фильтров
Самый простой вариант подключение активного фильтра заключается в присоединении силовых выводов его клеммника к сети через защитный коммутационный аппарат (автомат, блок предохранитель-выключатель и др.). В этом случае активный фильтр может компенсировать только искажения напряжения в сети.
|
|
| Схема подключения активного фильтра без использования трансформаторов тока | Схема подключения активного фильтра с применением трансформаторов тока |
Самый распространённый вариант предполагает дополнительно подключение трансформаторов тока, сигналы с которых заводятся на клеммник вторичных цепей активного фильтра. При этом активный фильтр может компенсировать как высшие гармоники, так и реактивную мощность индуктивного или ёмкостного характера (поскольку ему известен угол сдвига фаз между напряжением сети и током нагрузки). Где установить трансформаторы тока, сколько требуется комплектов, нужны ли суммирующие трансформаторы тока и др. - решается при выборе топологии системы динамической компенсации.
Как работает активный фильтр при компенсации реактивной мощности индуктивного или ёмкостного характера
Активный фильтр. Компенсация реактивной мощности индуктивного или ёмкостного характера
Активный фильтр в схеме с использованием трансформаторов тока определяет угол фазового сдвига между напряжением сети и током нагрузки. С панели управления или по интерфейсу фильтру формируется задание на поддержание Сos φ. Изменяя выходное напряжение первой (основной) гармоники, фильтр создаёт требуемый реактивный ток и обеспечивает компенсацию реактивной мощности в точке подключения.
Как работает активный фильтр при компенсации высших гармоник тока
Активный фильтр. Компенсации высших гармоник тока
Активный фильтр анализирует форму тока, протекающего по вторичным обмоткам измерительного трансформатора, и выполняет преобразование Фурье (преобразование функции, превращающее её в совокупность частотных составляющих). Таким образом, фильтру известен спектр высших гармоник тока. С панели управления или по интерфейсу фильтру сообщается задание на компенсацию высших гармоник тока отдельных порядков. Изменяя выходное напряжение по форме (обеспечивая требуемые мгновенные значения напряжения) фильтр создает реактивный ток компенсации высших гармоник.
Как работает активный фильтр при компенсации искажений напряжения в сети
Активный фильтр. Компенсация искажений напряжения в сети
Активный фильтр анализирует форму напряжения в точке подключения его силовой цепи, выполняет преобразование Фурье и определяет спектр высших гармоник напряжения. С панели управления или по интерфейсу фильтр получает задание на компенсацию высших гармоник напряжения определённых порядков.
Примеры работы активных фильтров на энергетических объектах
Поставленные компанией «ЭСТО» активные фильтры работают на предприятиях различных отраслей.
|
|
| Активный фильтр компенсирует высшие гармоники электропривода гребной установки на судне | Активные фильтры компенсируют высшие гармоники электроприводов на целлюлозно-бумажном производстве |
Компенсация высших гармоник тока и напряжения устраняет искажение в цепях питания ответственных электроприёмников, предотвращает сбои в работе устройств автоматического ввода резерва, устройств контроля напряжения, оборудования связи, систем автоматического управления и др. Улучшается работа систем синхронизации источников бесперебойного питания, систем возбуждения генераторов автономных электростанций, устраняется резонанс в электроустановках на частотах высших гармоник.
|
|
| Активные фильтры компенсируют реактивную мощность электроприводов буровой установки | Активные фильтры компенсируют пусковые токи электродвигателей компрессоров холодильных машин |
Компенсация реактивной мощности разгружает источники электроэнергии и сети, уменьшает провалы напряжения и потери от протекания полного тока. Высокое быстродействие активных фильтров обеспечивает эффективную компенсацию реактивной мощности электроприводов буровых, экскаваторов, подъёмно-транспортных машин и др. Активные фильтры устойчиво работают в электроустановках с мощными нелинейными нагрузками (в металлургии, нефтехимии, горнодобывающей отрасли и др.).
Активные фильтры компенсируют высшие гармоники и реактивную мощность электроприводов на буровой платформе
Специалисты компании ЭСТО работают с активными фильтрами с 2014 года. Накопленный опыт позволяет находить оптимальное решение и предлагать оборудование, соответствующее ожиданиям Заказчика.
Предложения компании ЭСТО
Поставка оборудования:
- Активные фильтры универсальные АДФ-У;
- Активные фильтры компактные АФК;
Техподдержка на всех этапах - от выбора оборудования до пусконаладки и расширенного инструктажа персонала Заказчика.
Планово-предупредительное обслуживание, гарантийный и негарантийный ремонт осуществляет Инженерный центр «Автоматизация ресурсосберегающих технологий» (ИЦ «АРТ», Санкт-Петербург).
