Описание

Блок Three-Phase Harmonic Filter моделирует трехфазные гармонические фильтры, которые являются элементами шунта, которые используются в степенях для уменьшения искажения напряжения и для коррекции коэффициента степени. Нелинейные элементы, такие как силовые электронные преобразователи, генерируют гармонические токи или гармонические напряжения, которые вводятся в степень. Получившиеся искаженные токи, протекающие через импеданс системы, создают гармоническое искажение напряжения. Гармонические фильтры уменьшают искажения путем отвода гармонических токов в низкоимпедансных путях. Гармонические фильтры емкостны на основной частоте, поэтому они также используются, чтобы получить реактивную степень, необходимую преобразователям, и для коррекции коэффициента степени.

Для достижения приемлемого искажения параллельно соединяются несколько банков фильтров разных типов. Наиболее часто используемые типы фильтров:

Блок Three-Phase Harmonic Filter построен из элементов RLC. Значения сопротивления, индуктивности и емкости определяются из типа фильтра и:

Четыре типа фильтров, которые могут быть смоделированы с помощью блока Three-Phase Harmonic Filter, показаны ниже:

Самым простым типом фильтра является параметризированный фильтр. Следующий рисунок дает определение фактора качества Q и формулы для вычисления реактивной мощности <reservedrangesplaceholder7> C и потерь (активная степень P). Коэффициент качества Q фильтра является фактором качества реактивного напряжения на частоте настройки Q = (n X L )/ R. Коэффициент качества определяет B полосы пропускания, которая является мерой резкости частоты настройки.

где:

Двойная настройка фильтра выполняет ту же функцию, что и два однонастройных фильтра, хотя и имеет определенные преимущества: его потери значительно ниже, а величина импеданса на частоте параллельного резонанса, возникающего между двумя частотами настройки, ниже.

Двойная настройка фильтра состоит из последовательной LC-схемы и параллельной RLC-схемы. Если f 1 и _f 2 являются двумя частотами настройки, и последовательная схема, и параллельная схема настраиваются приблизительно на среднюю геометрическую частоту,$$f_m=\sqrt{f_1{f}_2}$$.

Коэффициент качества Q двойной настройки фильтра определяется как коэффициент качества параллельных элементов L и R при средней частоте _fm: Q =  R/ (L· 2 _πfm).

Фильтр верхних частот является однонаправленным фильтром, где элементы L и R соединены параллельно, а не последовательно. Это соединение приводит к широкополосному фильтру, который имеет импеданс на высоких частотах, ограниченных сопротивлением R.

Коэффициент качества высокочастотного фильтра является фактором качества параллельной RL-схемы на частоте настройки: Q =  R/ (L· 2 _πfn).

Фильтр высоких частот C-типа является изменением фильтра высоких частот, где индуктивность L заменяется последовательной схемой LC, настроенной на основной частоте. На основной частоте сопротивление обходится резонансной LC-схемой, и потери являются нулевыми.

Коэффициент качества фильтра C-типа по-прежнему определяется отношением: Q =  R/ (L· 2 _πfn).

Следующие рисунки дают значения R, L и C, и типичные кривые импеданса/частота, полученные для четырех типов фильтров, применяемых в сети с частотой 60 Гц. Каждый фильтр имеет номинальную мощность 315 кВ и 49 МВАр.

Этот рисунок иллюстрирует один настроенный фильтр на 315 кВ и 49 МВАр с гармоническим фильтром 5-го порядка, когда Q 30.

Этот рисунок иллюстрирует двойную настройку фильтра на 315 кВ и 49 МВАр с гармоническими фильтрами 11-го и 13-го порядка, когда Q 16.

Этот рисунок иллюстрирует фильтр высоких частот на 315 кВ и 49 МВАр с гармоническим фильтром 24-го порядка, когда Q 10.

Этот рисунок иллюстрирует фильтр верхних частот C-типа на 315 кВ и 49 МВАр с гармоническим фильтром 3-го порядка, когда Q 1.75.