19. Способы снижения несинусоидальности напряжения в сетях 0,4 кВ. Выбор параметров силовых резонансных фильтров (срф) и фильтрокомпенсирующих устройств (фку).

Причины возникновения несинусоидальности напряжений и токов — наличие вентильных преобразовательных установок и электроприемников с нелинейной вольт-амперной характерстикой. Основное влияние оказывают вентильные преобразователи, которые в настоящее время широко применяются в промышленности и на транспорте. Наиболее распространены вентильные преобразователи на полупроводниках (тиристорные преобразователи). Вентильные преобразователи широко применяются для преобразования переменного тока в постоянный и используются в качестве источников питания на металлургических заводах для термических установок, на химических заводах и предприятиях цветной металлургии для электролизных установок, на машиностроительных и других предприятиях для установок электродуговой и контактной сварки.

Электроприемники с нелинейной вольт-амперной характеристикой – это, например, газоразрядные линии (ртутные и люминесцентные), распространенные в промышленных и городских сетях.

В энергосистемах в линиях постоянного тока, а также во вставках, предназначенных для параллельной работы энергосистем с различной частотой, используются вентильные преобразователи переменного тока в постоянный и наоборот. В энергосистемах применяют токоограничивающие устройства и источники реактивной мощности (ИРМ), использующие тиристорные преобразователи.

Снижение несинусоидальности можно осуществить одним из следующих способов:

1. снижением уровня высших гармоник, генерируемых вентильными преобразователями;

2. рациональным построением схемы электрической сети;

3. использованием фильтров высших гармоник.

Снижение уровней высших гармоник, генерируемых преобразователями, можно осуществить за счет увеличения числа фаз выпрямления в преобразовательных установках (как правило, до 12) или применения специальных схем преобразователей и законов управлениями ими, обеспечивающих улучшение формы кривой их первичных, т.е. сетевых, токов.

Рациональное построение схемы сети с точки зрения снижения несинусоидальности состоит, например, в питании нелинейных нагрузок от отдельных линий или трансформаторов либо подключении их к отдельным обмоткам трехобмоточных трансформаторов.

Использование фильтров — распространенный способ снижения уровня высших гармоник. Фильтр высших гармоник представляет собой последовательно соединенные реактор и БК. Параметры реактора и БК подбирают так, чтобы их результирующее сопротивление для определенной частоты гармоники было равно нулю. В общем случае на каждую гармонику нужен свой фильтр. Фильтр образует ветвь с очень малым сопротивлением, параллельную электрической сети, шунтирует ее на частоте заданной гармоники и соответственно снижает напряжение этой гармоники.

Батареи конденсаторов, применяемые в фильтрах, целесообразно одновременно использовать для компенсации реактивной мощности. Экономически целесообразно применение таких многофункциональных устройств, предназначенных не только для снижения синусоидальности, но и для компенсации Q. Такие установки часто называют фильтро-компенсирующими (ФКУ). При определенных условиях ФКУ могут использоваться также для симметрирования напряжения в сети.

, , .

Для токов пятой гармоники:

L и C подбирают таким образом, чтобы выполнялось равенство.

Для токов первой гармоники из L-C цепочки преобладает Х_С поэтому оно действует как компенсирующее устройство – ФКУ

- таким образом определяются параметры ФКУ

ФКУ не регулируется.

Параметры емкости зависят от температуры и со временем изменяются очень сильно.

Если в одной точке поставить 2 фильтра (например, для 5 и 11 гармоник), то при отключении фильтра пятых гармоник фильтр 11-ых гармоник будет подпитывать токи пятой гармоники из-за преобладания емкостного сопротивления.