Analiza ograniczania wyższych harmonicznych nieliniowych odbiorników przy wykorzystaniu filtru aktywnego

W artykule przedstawiono wyniki pomiarów związane z ograniczaniem wyższych harmonicznych nieliniowych odbiorników energii elektrycznej przy wykorzystaniu filtru aktywnego. Na wstępie artykuł omawia zagadnienia związane z problematyką filtracji wyższych harmonicznych przy wykorzystaniu filtrów pasywnych i aktywnych w sieciach 0,4 kV. W punkcie tym dokonane zostało krótkie
porównanie możliwych typów filtrów oraz ich charakterystycznych cech. Kolejno przedstawione zostały analityczne rozważania dotyczące filtracji wyższych harmonicznych w sieci trójfazowej, czteroprzewodowej przy wykorzystaniu filtru aktywnego, które mają na celu przedstawienie zasady generowania napięć przez filtr aktywny oraz ukazanie złożoności procesu filtracji wyższych harmonicznych .
Przy tym przedstawiony i omówiony został schemat wydzielonej części instalacji przemysłowej, która poddana została analizie przy wykorzystaniu analizatorów sieci PM870 a także oscyloskopu cyfrowego z możliwością analizy FFT. W celu zbierania danych z analizatorów wykorzystany został zainstalowany na obiekcie system BMS, który pozwolił na zebranie dużej liczby wartości pomiarowych. Dzięki zebranym danym możliwe było określenie poziomów wartości asymetrii
napięć oraz prądów, a także zawartości THD w przebiegach prądów przed oraz za filtrem wyższych harmonicznych. Pozwoliło to na ukazanie realnego oddziaływanie filtru. Poza tym dokonano analizy FFT, na podstawie której można zaobserwować oraz określić udział poszczególnych harmonicznych w tych przebiegach. Analiza ta pozwoliła również na określenie wpływu odzysku energii przy wykorzystaniu prądnic asynchronicznych z układami przekształtnikowymi na jakość energii elektrycznej. Dzięki uzyskanym wynikom pomiarów możliwe było określenie wpływu filtracji aktywnej na daną część sieci, a także udzielenie odpowiedzi na pytanie czy stosowanie tego typu filtracji jest potrzebne, a może wręcz niezbędne. Artykuł kończy się zebraniem wniosków z przeprowadzonej
analizy oraz podsumowaniem.

Pełny tekst (pdf)

[1] J. Czornik, M. Łukiewski: Filtry harmonicznych gwarancją kompatybilności elektromagnetycznej i wysokiej sprawności przekształtnikowych układów napędowych, ZP-ME NR106, 2/2015 r.
[2] S. Rustemli, M. Cengiz: Active filter solutions in energy systems, Department of Electrical and Electronics Engineering, Bitlis Eren University, Bitlis, Turkey 2015 r.
[3] D. Wojciechowski, R. Strzelecki, B. Bałkowski: Równoległy filtr aktywny sterowany predykcyjnie, Akademia Morska, Katedra Automatyki Okrętowej, Prace Instytutu Elektrotechniki, zeszyt 231, 2007 r.
[4] L. Gołębiowski, J. Lewicki: Układy elektromagnetyczne w energoelektronice, Politechnika Rzeszowska 2012 r.
[5] Z. Hanzelka: Jakość energii elektrycznej część 4, Akademia Górniczo-Hutnicza, Kraków.