Описание

Трехфазные гармонические фильтры моделей блока Three-Phase Harmonic Filter, которые являются элементами шунта, которые используются в энергосистемах для уменьшения искажения напряжения и для коррекции коэффициента мощности. Нелинейные элементы, такие как степень электронные конвертеры, генерируют гармонические токи или гармонические напряжения, которые введены в энергосистему. Получившиеся искаженные токи, текущие через системный импеданс, производят гармоническое искажение напряжения. Гармонические фильтры уменьшают искажение занимательными гармоническими токами в путях низкого импеданса. Гармонические фильтры являются емкостными на основной частоте, таким образом, они также используются, чтобы произвести реактивную энергию, требуемую конвертерами и для коррекции коэффициента мощности.

Чтобы достигнуть приемлемого искажения, несколько банков фильтров различных типов соединяются параллельно. Обычно используемые типы фильтра:

Блок Three-Phase Harmonic Filter создается из элементов RLC. Сопротивление, индуктивность и значения емкости определяются из типа фильтра и:

Четыре типа фильтров, которые могут быть смоделированы с блоком Three-Phase Harmonic Filter, показывают ниже:

Самый простой тип фильтра является одно настроенным фильтром. Следующая фигура дает определение добротности Q и формулы для вычисления реактивной мощности Q _C и потери (активная мощность P). Добротностью Q фильтра является добротность реактивного сопротивления на настраивающейся частоте Q = (n X _L)/R. Добротность определяет полосу пропускания B, который является мерой резкости настраивающейся частоты.

где:

Дважды настроенный фильтр выполняет ту же функцию как два одно настроенных фильтра, несмотря на то, что это имеет определенные преимущества: его потери намного ниже и величина импеданса на частоте параллельного резонанса, который возникает между двумя настраивающимися частотами, ниже.

Дважды настроенный фильтр состоит из серийной LC-цепи и параллельной схемы RLC. Если f ₁ и f ₂ является двумя настраивающимися частотами, и последовательная схема и параллельная схема настраиваются приблизительно на среднюю геометрическую частоту, $$f_m=\sqrt{f_1{f}_2}$$.

Добротность Q дважды настроенного фильтра задана как добротность параллели L и элементов R на средней частоте _fm: Q = R /(L · 2_πfm).

Фильтр высоких частот является одно настроенным фильтром, где L и элементы R соединяются параллельно вместо ряда. Эта связь приводит к широкополосному фильтру, который имеет импеданс на высоких частотах, ограниченных сопротивлением R.

Добротностью фильтра высоких частот является добротность параллельной схемы RL на настраивающейся частоте: Q = R /(L · 2_πfn).

Фильтр высоких частот C-типа является изменением фильтра высоких частот, где индуктивность L заменяется серийной LC-цепью, настроенной на основной частоте. На основной частоте сопротивление исключено резонирующей LC-цепью, и потери являются пустыми.

Добротность фильтра C-типа все еще дана отношением: Q =R / (L · 2_πfn).

Следующие фигуры дают значения R, L, и C и типичный импеданс по сравнению с плотностями распределения, полученный для четырех типов фильтров, примененных на сеть на 60 Гц. Каждый фильтр оценивается 315 кВ и 49 MVAr.

Этот рисунок иллюстрирует одно настроенный фильтр на уровне 315 кВ и 49 MVAr с 5-м фильтром гармоники порядка, когда Q является 30.

Этот рисунок иллюстрирует дважды настроенный фильтр на уровне 315 кВ и 49 MVAr с 11-ми и 13-ми фильтрами гармоники порядка, когда Q является 16.

Этот рисунок иллюстрирует фильтр высоких частот на уровне 315 кВ и 49 MVAr с 24-м фильтром гармоники порядка, когда Q является 10.

Этот рисунок иллюстрирует фильтр высоких частот C-типа на уровне 315 кВ и 49 MVAr с 3-м фильтром гармоники порядка, когда Q является 1.75.