Передача, распределение и накопление электроэнергии

Пассивные фильтры гармоник — базовые положения

23 апреля 2021 г. в 11:16

Аннотация: активные, пассивные фильтры и гармоники в силовых сетях с учетом цифровой трансформации. Что такое пассивные фильтры гармоник и как они работают.

Пассивный фильтр

Резкое изменение вектора развития энергетики в сторону цифровой трансформации электросетей после утверждения новой Энергетической стратегии страны в прошлом году обусловило внесение корректив в концепцию качества электроэнергии и электромагнитной совместимости силового оборудования. Причем на фоне стимулирующего влияния введенных в действие с начала текущего года новых версий ГОСТ IEC/TR 61000-3-6-2020 и ГОСТ IEC/TR 61000-3-7-2020, определяющих и нормы электромагнитной эмиссии гармоник, сверх- и интергармоник в сетях разного уровня напряжения, и ответственности сетевой организации и абонента сети:

  • лоббируется интерес к очень дорогим активным фильтрам гармоник (АФГ), пока в основной своей доле поставляемым из-за рубежа и, соответственно не снижающим зависимость от импорта, что сегодня стало лейтмотивом практически всех программных документов и стратегий в стране;
  • Росстандарт, «Россети», ФСК ЕЭС и т. д. не создали даже своих рецепций IEEE 1459, формализующего параллелепипед мощности в сетях с высшими гармониками, базовые формулы расчета и терминологию;
  • буквально остались «за бортом» наработки и разработки недорогих пассивных фильтров гармоник, которые экономично и эффективно решают проблемы наиболее интенсивных гармоник первых порядков, приносят даже большую финансовую выгоду, чем АФГ благодаря «скромным» инвестициям в изготовление, установку, а кроме того, выпускались, собираются и реализуются отечественными предприятиями, т. е. позволяют дополнительно решать и вопросы импортозамещения.

Справка
В силовой электронике для низковольтных сетей большая доля отечественных и зарубежных пассивных фильтров предлагается в виде «дросселей» для нивелирования рисков перегрузки по току конденсаторов установок компенсации реактивной мощности, часто асинхронных двигателей, иногда ШИМ-преобразователей, что по терминологии технически безграмотно и существенно ограничивает реальные возможности всех фильтров.

Таблица. Силовые фильтры для сетей низкого и среднего напряжения

Силовые фильтры для сетей низкого и среднего напряжения

Defacto пассивные фильтры при правильном проектировании на базе энергоаудита объекта с определением спектра и интенсивности высших гармоник позволяют эффективно нивелировать эмиссию и трансмиссию канонических и неканонических гармоник в сегментах сетей и сетях, причем при несоизмеримых с АФГ инвестициях в реализацию проектов.

Что такое пассивные фильтры гармоник и как они работают

Пассивный фильтр

Пассивные фильтры гармоник — колебательные контура из индуктивности L и емкости С (по факту RLC — цепи), в которых (упрощенно) происходит трансформация энергии электрического поля (при разряде конденсатора) в энергию магнитного поля (при протекании тока по катушке индуктивности) и наоборот. По сути, после разряда конденсатора ток идет в катушку, где возникает противодействующее ЭДС с противоположным по знаку напряжением, что приводит к перезарядке конденсатора и т. д. «по кругу» до полного затухания колебаний из-за потерь энергии на активном сопротивлении.

Емкостное сопротивление контура ХС=1/2πfС=1/ωС, индуктивное ХL=2πfL=ωL (угловая частота ω=2πf), а модуль комплексного сопротивления контура:

Расчёт комплексного сопротивления контура

При последовательном соединении в цепочку емкости и индуктивности и параллельном присоединении контура в сеть комплексное сопротивление контура может быть или индуктивным, или емкостным, поскольку с повышением частоты индуктивное сопротивление увеличивается, а емкостное уменьшается.

Зависимость комплексного сопротивления контура от частоты

На определенной частоте f0 (или ω0), называемой резонансной ХС=1/2πf0С=ХL=2πf0L и комплексное сопротивление равно активному, т. е. минимально. Тогда токи резонансной (или близкой к ней) частоты пойдут от нагрузки не в сеть, а через контур, где будут «гаситься» активным сопротивлением цепочки, при частотах больше резонансной контур будет работать, как насыщающийся реактор с ослаблением гармонических колебаний, при более низких частотах — как компенсатор реактивной мощности емкостного характера.

Электрическое сопротивление для гармонических процессов

По этому принципу построены большинство пассивных шунтирующих фильтров, подключаемых параллельно в силовую сеть, а резонансная частота подбирается в зависимости от частоты гармоники с максимальной амплитудой по IEC 61642, где определены безопасные (для информационных каналов телекоммуникаций) частоты резонанса для промышленных и аналогичных им по характеру нагрузок сетей.

В целом мощность фильтра зависит от нагрузки, амплитуды шунтируемых токов и основным элементом контура считается индуктивность, а конденсатор (или модуль, батарея) подбирается по реактору для вывода RLC — цепи на требуемую резонансную частоту.

В следующей статье этой серии пойдет речь о резонансе напряжений, токов, фильтрах различного уровня и их применении.

Источник: Завод конденсаторных установок «МИРКОН»

👉 Подписывайтесь на Elec.ru. Мы есть в Телеграм, ВКонтакте и Одноклассниках

Информация о компании

Завод конденсаторных установок «МИРКОН» осуществляет полный цикл мероприятий по вопросам компенсации реактивной мощности.
Читайте также
Новости по теме
Объявления по теме

ПРОДАМ: Активный фильтр гармоник АФГ до 600А

Активный фильтр гармоник серии АФГ к поставке от производителя ГК ЭТАЛОН в диапазоне мощностей тока до 600А и более. Это блочно-модульная система с динамической компенсацией реактивной мощности для подавления гармонических искажений в низкольвольтной сети с помощью модулей IGBT противоположные по фазе токам гармоник до 50-й. На заметку покупателю! По отдельному требованию заказчика возможно изготовление шкафов на другие значения мощности климатическое исполнение под заказ: У1, У2, У3, УХЛ, УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3, УХЛ4 и УХЛ5. Степени защиты шкафа — под заказ: IP00, IP21, IP31, IP44, IP54, климатический блок контейнер для крайнего севера (-60+50t). АФГ 25А; АФГ 30А; АФГ 35А; АФГ 40А; АФГ 45А; АФГ 50А; АФГ 60А; АФГ 70А; АФГ 75А; АФГ 80А; АФГ 90А; АФГ 100А; АФГ 120А; АФГ 150А; АФГ 175А; АФГ 200А; АФГ 225А; АФГ 250А; АФГ 270А; АФГ 300А; АФГ 350А; АФГ 400А; АФГ 500А; АФГ 600А и др. Реализуем продукцию с доставкой на территории: России, Казахстан, Беларусь, Армении, Киргизии. Купить Активный фильтр гармоник АФГ по выгодной цене, Вы можете по телефону или эл.почтеl, наши специалисты проконсультируют Вас в рабочее время. По отдельному требованию заказчика возможно изготовление Активных фильтров на другие значения мощности, степени защиты и др.
Иванов Сергей · ООО "ГК "ЭТАЛОН" · 28 февраля · Россия · г Санкт-Петербург
Активный фильтр гармоник АФГ до 600А

ПРОДАМ: Входные фильтры Веспер для преобразователей частоты до 315 кВт

Входной фильтр переменного тока применяется для сглаживания фронта и уменьшения амплитуды выброса при всплеске силового переменного питающего напряжения. Дополнительно он уменьшает амплитуду пульсаций тока, потребляемого частотным преобразователем от сети. Технические характеристики Входные фильтры устанавливаются при подключении преобразователя малой мощности (менее 15 кВт) в сеть с большой мощностью (более 600 кВА), или при наличии мощных потребителей в этой сети. Выбор входного фильтра определяется мощностью преобразователя частоты. ООО «СВ-Техноэлектро» в настоящее время является официальным дилером следующих заводов — производителей оборудования для частотно-регулируемых электроприводов: ООО «Компания Веспер», ООО «INSTART», ООО «Лидер». Кроме того, ООО «СВ-Техноэлектро» является торговым партнером ООО «Интехникс» — официального дистрибьютера в России Invertek Drives (Великобритания), Delta Electronics (Тайвань), AuCom (Новая Зеландия), ABB (Швеция, Швейцария) специализирующихся в выпуске оборудования в сфере промышленной автоматизации, специализирующихся в выпуске оборудования в сфере промышленной автоматизации. Оборудование сертифицировано, с гарантией от производителя. Отгружается со склада производителя. Доставка осуществляется в любой регион России. Предоставляется техническая поддержка. Для каждого Заказчика предоставляется скидка от прайс листа производителя. Возникли вопросы — напишите нам по электронной почте или позвоните. Мы будем рады сотрудничеству и гарантируем полное соблюдение нами взятых обязательств перед Вами.
Журавель Валерий · СВ-ТЕХНОЭЛЕКТРО · 12 марта · Россия · г Москва
Входные фильтры Веспер для преобразователей частоты до 315 кВт

ПРОДАМ: Активные фильтры гармоник PQSine EPCOS TDK Electronics AG до 600А

Активные фильтры гармоник PQSine EPCOS (Германия) серии PQvar™ и PQSine™ от TDK Electronics AG (до 01.10.2018 EPCOS AG), к поставке от официального дистрибьютера и производителя АФГ ГК ЭТАЛОН в диапазоне мощностей тока до 300А и более. Это блочно-модульная система с динамической компенсацией реактивной мощности для подавления гармонических искажений в низкольвольтной сети до 50-й гармоники. На заметку покупателю! По отдельному требованию заказчика возможно изготовление шкафов на другие значения мощности климатическое исполнение под заказ: У1, У2, У3, УХЛ, УХЛ1, УХЛ2, УХЛ3, УХЛ4 и УХЛ5. Степени защиты шкафа — под заказ: IP00, IP21, IP31, IP44, IP54, климатический блок контейнер для крайнего севера (-60+50t). PQSM4025S303 B44066F4025S303 PQSM4035S303 B44066F4035S303 PQSM4050S303 B44066F4050S303 PQSM4060S303 B44066F4060S303 PQSM4100S303 B44066F4100S303 PQSM4150S303 B44066F4150S303 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ МОНТАЖА PQSM4025S300 B44066F4025S300 PQSM4035S300 B44066F4035S300 PQSM4050S300 B44066F4050S300 PQSM4060S300 B44066F4060S300 PQSM4100S300 B44066F4100S300 PQSM4150S300 B44066F4150S300 ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ МОНТАЖА PQSM3025S303 B44066F4025S303 PQSM3035S303 B44066F4035S303 PQSM3050S303 B44066F4050S303 PQSM3060S303 B44066F4060S303 PQSM3100S303 B44066F4100S303 PQSM3150S303 B44066F4150S303 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ МОНТАЖА PQSM3025S300 B44066F4025S300 PQSM3035S300 B44066F4035S300 PQSM3050S300 B44066F4050S300 PQSM3060S300 B44066F4060S300 PQSM3100S300 B44066F4100S300 PQSM3150S300 B44066F4150S300 СПЕЦИАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ PQSF3150S615 B44066F3150S615 PQSF3225S615 B44066F3225S615 PQSF3300S615 B44066F3300S615 НАСТЕННЫЙ ВАРИАНТ PQSW4025S344 B44066F4025S344 PQSW4035S344 B44066F4035S344 PQSW4050S344 B44066F4050S344 PQSW4060S344 B44066F4060S344 PQSW4100S344 B44066F4100S344 PQSW4150S344 B44066F4150S344 ВЕРТИКАЛЬНЫЙ ВАРИАНТ МОНТАЖА PQSF4000S310 B44066F4150S310 PQSF4150S310 B44066F4150S310 PQSF4200S310 B44066F4200S310 PQSF4250S310 B44066F4250S310 PQSF4300S310 B44066F4300S310 ГОРИЗОНТАЛЬНЫЙ...
Иванов Сергей · ООО "ГК "ЭТАЛОН" · 28 февраля · Россия · г Санкт-Петербург
Активные фильтры гармоник PQSine EPCOS TDK Electronics AG до 600А

ПРОДАМ: Потенциометры wxd3-13-2w 10 kOm Фильтры АФГ-0, 4-25..500У3.1

Потенциометры wxd3-13-2w 10 kOm в наличии новые Активные фильтры гармоник АФГ--0.4-25.500-У3.1
Семенов Евгений · Юнит-пром · 18 марта · Россия · Свердловская обл
Потенциометры wxd3-13-2w 10 kOm Фильтры АФГ-0, 4-25..500У3.1

ПРОДАМ: Преобразовательная техника

1. Цифровые системы возбуждения. 2. Частотно-регулируемые привода (ЧРП) и устройства плавного пуска (УПП), низкого и среднего напряжения до 20 МВт. Предлагаем к поставке всю гамму продукции Siemens, Schneider Electric, Phoenix Contact, Eaton, WAGO, Rockwell Automation, GE Fanuc, Rittal, ABB, General Electric, Вalluff, Allen-Bradley, AuCom, Ansaldo, Leroy Somer, AEG, Baumuller, Faurndau, T-T Electric, Menzel Electromotoren, CEAR, Stipaf, Oemer, VEM, WEG, TES, и других производителей.
Тарасов Сергей · ООО "ЭСМ" · Вчера · Россия · Нижегородская обл
Преобразовательная техника
Российский производитель и бренд низковольтной аппаратуры: электрооборудования для ввода, распределения и учета электричества, локальной автоматизации технологических процессов, а также комплексных энергоэффективных решений для любой отрасли индустрии.