10. Фильтры симметричных составляющих

Фильтрами симметричных составляющих называются технические устройства или схемы, служащие для выделения соответствующих составляющих токов или напряжений из несимметричной трёхфазной системы векторов.

Напряжения и токи, выделяемые фильтрами симметричных составляющих, исполь­зуются на практике в качестве входных величин для релейной защиты энергетических уста­новок (генераторов, трансформаторов, линий электропередачи) от несимметричных режи­мов, возникающих в результате коротких замыканий, или для соответствующей сигнализа­ции о несимметричном режиме.

На рис.4 представлена схема фильтра напряжения нулевой последовательности. Схема фильтра состоит из 3-х одинаковых трансформаторов с коэффициентом трансформа­ции . Первичные обмотки трансформаторов включены на фазные напряжения по схеме звезды с нулевой точкой, а вторичные – в открытый треугольник.

Напряжение на выходе фильтра равно векторной сумме вторичных напряжений трансформаторов:

Учитывая, что , получим

где - коэффициэнт фильтра.

Фильтр напряжений обратной последовательности реализуется схемой рис.5 при следующем соотношении между параметрами элементов: , , .

Напряжение на отдельных участках схемы с учетом заданных соотношений ме­жду параметрами элементов:

Выходное напряжение фильтра:

Преобразуем формулу для напряжения обратной последовательности путем до­бавления и вычитания члена :

Сравнивая полученное уравнение с предыдущим, найдём:

, где  коэффициент фильтра.

Векторная диаграмма напряжений фильтра показана на рис.8а – для симметричной системы напряжений обратной последовательности, и на рис.8б – для симметричной сис­темы напряжений прямой последовательности.

Так как системы прямой и обратной последовательностей отличаются только поряд­ком следования фаз, то из этого следует, что фильтр, выделяющий напряжение одной из этих последовательностей превращается в аналогичный фильтр для выделения напряжений другой последовательности путем перестановки любых двух фаз местами.