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

Напряжение на выходе фильтра равно векторной сумме вторичных напря­жений трансформаторов:

Учитывая, что , получим, гдекоэффициент фильтра.

Фильтр напряжений обратной последовательности реализуется схе­мой рис. 116 при следующих соотношениях между параметрами элемен­тов: ,,.

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

Выходное напряжение фильтра:

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

Сравнивая полученное уравнение с предыдущим, найдём:

, где  коэффициент фильтра.

Векторная диаграмма напряжений фильтра показана на рис. 117а – для симметричной системы напряжений обратной последовательности, и на рис. 117б – 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.