Якими засобами та способами можна зменшити рівень вищих гармонік

Пониження рівня вищих гармонік в електричних мережах є частиною загального завдання зменшення впливу нелінійних навантажень на мережу

ж ивлення та покращання якості електроенергії в системах електропостачання промислових підприємств.

Комплексне розв'язання цього завдання ґрунтується на:

- зменшенні генерування вищих гармонік від таких їх джерел, на які можна вплинути тим чи іншим способом;

-зменшенні впливу вищих гармонік на решту мережі за рахунок застосування схемних вирішень;

-комплексному застосуванні пристроїв, які, крім зниження рівнів вищих гармонік забезпечують компенсацію реактивної потужності та симетрування напруг.

Зменшення генерування вищих гармонік від перетворювачів можна досягти збільшенням фазності схеми перетворення. Тому переважно застосовують 12-фазні перетворювачі.

Схемним заходом щодо зменшення впливу вищих гармонік є нарізне живлення електроприймачів з нелінійною вольт-амперною характеристикою та загальнопромислових електроприймачів, яке здійснюють від різних секцій шин головних понижувальних підстанцій або розподільних пунктів, чи від різних віток здвоєного реактора, або взагалі від різних трансформаторів.

Прикладом багатофункціональних пристроїв є силові резонансні фільтри (СРФ) вищих гармонік, які ще називають фільтрокомпенсувальними установками (ФКУ). За певних умов ФКУ можна використовувати також для симетрування системи лінійних напруг. ФКУ можна використовувати і як фільтри-загороджувачі для розділення лінійних та нелінійних навантажень або як шунтові фільтри для поглинання (шунтування) струмів вищих гармонік.

Фільтри-загороджувачі - це паралельно з'єднані ємність та індуктивність, значення опорів яких на відповідній частоті мають бути однаковими за абсолютною величиною, а фільтри-шунти складаються з тих самих елементів, тільки з'єднаних послідовно.

Рис. 4.6. Електричні частотні фільтри: а - фільтр-загороджувач; б- фільтр-шунт

У першому випадку результуючий опір наближається до нескінченності, а в другому - до нуля залежно від точності підбору складових елементів та активної складової їх опору.

Найбільшого поширення набули шунтові фільтри вищих гармонік - силові резонансні фільтри (СРФ), які на промисловій частоті являють собою до того ж компенсувальний пристрій реактивної потужності. їх виконують з увімкнених послідовно реактивних елементів (ємність, індуктивність), сумарний опір яких на певній частоті V є мінімальний, тобто кажуть, що фільтр налаштований на частоту V . За основною гармонікою такі фільтри є джерелами реактивної потужності. Вони можуть бути вузькосмуговими та широкосмуговими. Фільтри з вузькою смугою мають мінімальний активний опір котушки індуктивності й призначені для пропускання струму однієї гармоніки, а широкосмугові - мають підвищений активний опір (інколи за рахунок додаткового резистора) і можуть пропускати струми двох чи трьох частот. СРФ налаштовують на частоти однієї чи декількох гармонік, які переважають в амплітудному спектрі напруги мережі залежно від виду нелінійності навантаження та значення коефіцієнта К_р.