Характеристики взаимодействия гармонических фильтров и нелинейных нагрузок

В энергосистемах оборудование для фильтрации гармоник часто устанавливается вблизи нелинейных нагрузок для улучшения качества электроэнергии. На современных заводах и в коммерческих зданиях нелинейные нагрузки, такие как преобразователи частоты и выпрямители, генерируют значительные гармонические токи. Эти искаженные составляющие циркулируют по всей энергосети, влияя на работу другого оборудования. Стоимость активного фильтра гармоник. Путем регулирования характеристик импеданса фильтрующей сети определенные гармонические токи направляются для циркуляции между фильтром и источником на определенной частоте, тем самым снижая уровень искажения тока в линии электропередачи.

Характеристики гармонического потока в фильтрах гармоник и нелинейных нагрузках
Конструкция устройств фильтрации гармоник AHF обычно основана на принципе низкоимпедансного пути, демонстрирующего низкое значение импеданса на заданной гармонической частоте. При генерации гармонических токов эти составляющие, как правило, циркулируют между фильтром и нагрузкой, а не распространяются полностью по всей энергосети. Такое циклическое поведение означает, что конкретный фильтр не «поглощает» напрямую гармонические токи из источников, отличных от точки его установки. Вместо этого эти гармонические составляющие продолжают распространяться по своим собственным локальным сетевым путям, находясь под влиянием общего импеданса системы.

Локальные петли и отклик фильтра
Локальное циклическое распространение гармоник: В точке установки фильтра гармонические токи, генерируемые локальными нелинейными нагрузками, преимущественно образуют петли между нагрузкой и фильтром.

Влияние импеданса системы: Общий импеданс сети оказывает значительное влияние на распространение гармоник между различными узлами. Более высокий импеданс системы может привести к тому, что гармонические составляющие будут обходить фильтр и напрямую распространяться на другие узлы.

Частотная избирательность: Гармонические фильтры работают на основе своей частоты настройки и, как правило, согласованы по импедансу для конкретных гармоник. Для ненастроенных частот их эффект ослабления ограничен.

Нелокальные гармоники и связь в сети электроснабжения
Гармоники, генерируемые различными нелинейными нагрузками в сети электроснабжения, не обрабатываются равномерно одним гармоническим фильтром. Поскольку распространение гармоник зависит от импеданса пути и параллельной или последовательной конфигурации фильтров, гармоники от других узлов часто распространяются в направлении наименьшего системного импеданса, не подвергаясь сильному притяжению одного фильтра. Это явление очень распространено в промышленных условиях; когда фильтры применяются к главным распределительным щитам или точкам подключения трансформаторов, циклы гармонических токов от различных нагрузок все еще возникают в сети.