4.5.4. Компенсация с помощью резонансных контуров

Как видно из рис.4.13, использование конденсаторных бата­рей для компенсации высших гармонических весьма ограничено из-за опасности возникновения резонанса. Лучшим вариантом является включение конденсаторов в состав контура с резонансом напряжений, для чего необходимо последовательно с кон­денсатором емкостью С включить реактор с индуктивностью L_p (рис. 4.14). Такая цепь имеет резонансную частоту _pk с крат­ностью по отношению к частоте сети, определяемой по (4.30).

Отсасывающая цепь и индуктивность сети L_c. также образу­ют резонансный контур с частотой кратности

_рез= (4.32)

Из-за наличия добавочной индуктивности L_ установленная мощность конденсатора уменьшается в раз, и в такое же число раз повышается на нем напряжение.

Целесообразнее кратность частоты контура с резонансом на­пряжений выбирать в диапазоне 4,4 _pk 4,7. Тогда и компенсирующий конденсатор будет

использоваться по напряжению полностью. Так как, согласно (4.32), _рез всегда меньше _pk , опасность возникновения резо­нанса при шестипульсной схеме выпрямления отсутст

Рис. 4.14. Подключение резонансных контуров для фильтрации высших гармонических

вует.

Д альнейшее снижение отрицательного влияния преобразова­теля на сеть достигается за счет параллельного подключения нескольких цепей с различными, наперед заданными резонанс­ными частотами.

В [20] привыходятся основные формулы, справедливые в случае  13, для определения:

• гармоник тока;

• гармоник напряжения;

• коэффициента искажения формы кривой тока,

как для одиночных преобразователей разной схемы выполнения, так и группы преобразователей, работающих и согласованно, и раздельно. При этом также приводятся формулы для опреде­ления сопротивлений элементов сетей 6 -10 кВ при 13, не­обходимые для расчета соответствующих величин и элементов фильтров.

Надо иметь в виду, что для расчета гармоник тока во всех ветвях схемы определяются коэффициенты токораспределения для ветвей k_ij, где i и j — номера секции и преобразователя соответственно

K_qp =

где Х_H — сопротивление нагрузки i-й секции шин; Хс — сопро­тивление питающей энергосистемы qi; pj.

После соответствующих расчетов, имея в качестве исходных данных расчетные и допустимые значения коэффициента иска­жения, гармоник линейного напряжения, гармоник тока, необ­ходимую компенсирующую реактивную нагрузку секции и т. д., приступают к выбору батарей конденсаторов фильтров и реакто­ров фильтра, оценивают эффективность применения фильтра. В конечном счете принимается решение о необходимости приме­нения фильтров и по справочнику выбирается соответствующий фильтр.

В настоящее время промышленностью серийно выпускаются фильтры типа Ф для сетей напряжением 10 кВ и ТКФ для се­тей напряжением 380/220В. Фильтры типа Ф выпускаются на гармоники, равные 5, 7, 11 и 13. При этом обозначения следу­ющие: первая цифра после буквы Ф означает номер гармоники, следующие две — номинальное напряжение в [кВ], далее идут цифры, обозначающие номинальную мощность в [квар].

Например, фильтр на  = 11 с номинальным напряжением 10 кВ и мощностью 2400 квар имеет маркировку Ф11-10-2400. В справочниках приводятся номинальный и длительно допусти­мый токи.

В маркировку фильтров типа ТКФ включаются номиналь­ная мощность в квар и номинальное напряжение в [В]. Напри­мер, фильтр на 340 квар с напряжением 380 В обозначается ТКФ-340/380. При этом приводятся данные по диапазону ре­гулирования мощности и допустимые значения тока на каждой гармонике