800 matches
-
de funcționare Așa cum arătat mai sus, o metodă importantă pentru reducerea nivelului de armonici (generate de o sursă de armonici dată: instalație de redresare, cuptor electric cu arc, etc.), este aceea de a realiza o instalație specială de filtrare a armonicilor superioare de curent. Aceste instalații denumite curent, filtre de absorbție, se compun dintr-o baterie de condensatoare legată în serie cu o bobină de reactanță, ale căror caracteristici sunt astfel alese încât să realizeze rezonanța pe o frecvență corespunzătoare unei
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de curent. Aceste instalații denumite curent, filtre de absorbție, se compun dintr-o baterie de condensatoare legată în serie cu o bobină de reactanță, ale căror caracteristici sunt astfel alese încât să realizeze rezonanța pe o frecvență corespunzătoare unei anumite armonici, adică: (7.1) în care k este ordinul armonicii, L -inductanța bobinei; C -capacitatea bateriei de condensatoare. Conectate în paralel cu sursa de armonici filtrele de absorbție asigură scurtcircuitarea armonicilor superioare de curent, astfel încât acestea nu se mai propagă în
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
se compun dintr-o baterie de condensatoare legată în serie cu o bobină de reactanță, ale căror caracteristici sunt astfel alese încât să realizeze rezonanța pe o frecvență corespunzătoare unei anumite armonici, adică: (7.1) în care k este ordinul armonicii, L -inductanța bobinei; C -capacitatea bateriei de condensatoare. Conectate în paralel cu sursa de armonici filtrele de absorbție asigură scurtcircuitarea armonicilor superioare de curent, astfel încât acestea nu se mai propagă în rețea (fig. 7.1), reactanța rezultantă a filtrului pentru
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
ale căror caracteristici sunt astfel alese încât să realizeze rezonanța pe o frecvență corespunzătoare unei anumite armonici, adică: (7.1) în care k este ordinul armonicii, L -inductanța bobinei; C -capacitatea bateriei de condensatoare. Conectate în paralel cu sursa de armonici filtrele de absorbție asigură scurtcircuitarea armonicilor superioare de curent, astfel încât acestea nu se mai propagă în rețea (fig. 7.1), reactanța rezultantă a filtrului pentru frecvența de rezonanță fiind egală cu zero. Reactanța rezultantă a filtrului de absorbție, pentru frecvența
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
încât să realizeze rezonanța pe o frecvență corespunzătoare unei anumite armonici, adică: (7.1) în care k este ordinul armonicii, L -inductanța bobinei; C -capacitatea bateriei de condensatoare. Conectate în paralel cu sursa de armonici filtrele de absorbție asigură scurtcircuitarea armonicilor superioare de curent, astfel încât acestea nu se mai propagă în rețea (fig. 7.1), reactanța rezultantă a filtrului pentru frecvența de rezonanță fiind egală cu zero. Reactanța rezultantă a filtrului de absorbție, pentru frecvența de rezonanță, are valoarea zero: Schema
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
rezonanță, are valoarea zero: Schema de principiu a unei instalații de filtrare cu circuite rezonanță serie Pentru p < k, paranteza are valoare negativă, adică reactanța filtrului are un caracter capacitiv, iar pentru p >k un caracter inductiv. Rezultă că pentru armonici de ordin inferior celei de rezonanță, deci și pentru armonica fundamentală, filtrul având un caracter capacitiv va produce putere reactivă, iar pentru armonici de ordin superior celei de rezonanță va absorbi putere reactivă. Deci, orice filtru de absorbție va putea
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de filtrare cu circuite rezonanță serie Pentru p < k, paranteza are valoare negativă, adică reactanța filtrului are un caracter capacitiv, iar pentru p >k un caracter inductiv. Rezultă că pentru armonici de ordin inferior celei de rezonanță, deci și pentru armonica fundamentală, filtrul având un caracter capacitiv va produce putere reactivă, iar pentru armonici de ordin superior celei de rezonanță va absorbi putere reactivă. Deci, orice filtru de absorbție va putea fi folosit și pentru producerea de energie reactivă în vederea îmbunătățirii
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
adică reactanța filtrului are un caracter capacitiv, iar pentru p >k un caracter inductiv. Rezultă că pentru armonici de ordin inferior celei de rezonanță, deci și pentru armonica fundamentală, filtrul având un caracter capacitiv va produce putere reactivă, iar pentru armonici de ordin superior celei de rezonanță va absorbi putere reactivă. Deci, orice filtru de absorbție va putea fi folosit și pentru producerea de energie reactivă în vederea îmbunătățirii factorului de putere a receptoarelor conectate la același sistem de bare. 7.2
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
7.2. Compensarea simultană a puterii reactive Să admitem că pentru îmbunătățirea factorului de putere este necesară o baterie de condensatoare având o putere reactivă pe faza. Întrucât pierderile de putere reactivă pe bobină sunt mici, 0,04 Qc pentru armonica de ordinul 5 și 0,02 Qc pentru armonica de ordinul 7, se poate considera că puterea reactivă a instalației de îmbunătățire a factorului de putere este afectată în mică măsură de bobina prevăzută pentru realizarea filtrului. În plus, bobina
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
că pentru îmbunătățirea factorului de putere este necesară o baterie de condensatoare având o putere reactivă pe faza. Întrucât pierderile de putere reactivă pe bobină sunt mici, 0,04 Qc pentru armonica de ordinul 5 și 0,02 Qc pentru armonica de ordinul 7, se poate considera că puterea reactivă a instalației de îmbunătățire a factorului de putere este afectată în mică măsură de bobina prevăzută pentru realizarea filtrului. În plus, bobina de reactanță servește și la limitarea șocului de curent
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
este întotdeauna o oscilație păguboasă de energie (datorită defazajului oscilațiile au și valori negative). Faptul forma undelor de tensiune și de curent electric nu variază proporțional, este o condiție suficientă pentru existența puterii reactive. Dacă se iau în considerație și armonicile de curent nu este clar dacă acestea pot fi considerate ca o alta formă a puterii reactive. Armonicile de curent pot să apară în sisteme în care ele nu determină energie și când pe întreaga durată a unei perioade, curbele
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
tensiune și de curent electric nu variază proporțional, este o condiție suficientă pentru existența puterii reactive. Dacă se iau în considerație și armonicile de curent nu este clar dacă acestea pot fi considerate ca o alta formă a puterii reactive. Armonicile de curent pot să apară în sisteme în care ele nu determină energie și când pe întreaga durată a unei perioade, curbele de tensiune și de curent electric total pot să aibă același semn (de exemplu, în cazul variatoarelor de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
perioade, curbele de tensiune și de curent electric total pot să aibă același semn (de exemplu, în cazul variatoarelor de tensiune alternativă pentru controlul lămpilor cu incandescență). Noțiunea de „curent reactiv” se aplică uneori curenților armonici când aceștia nu determină armonici de tensiune substanțiale, de același rang, astfel că produsul între curentul și tensiunea de același rang rezultă zero. În calculul puterii instantanee, la un moment dat poate fi o valoarea momentană redusă a curentului electric (chiar zero ca în cazul
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
valorilor efective ale tensiunii și curentului electric. Acest lucru înseamnă că undeva trebuie să existe putere reactivă, deși în nici un moment nu are loc un transfer de energie de la receptor spre rețea, așa cum are loc în cazul puterii reactive pe armonica fundamentală. Totuși armonicile de curent au multe aspecte comune cu puterea reactivă: ambele conduc la încărcarea suplimentară nedorită a generatoarelor, cablurilor și transformatoarelor, deși nu participă la producerea și transferul de energie electrică utilă; Calitatea energiei electrice 108 ambele determină
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
tensiunii și curentului electric. Acest lucru înseamnă că undeva trebuie să existe putere reactivă, deși în nici un moment nu are loc un transfer de energie de la receptor spre rețea, așa cum are loc în cazul puterii reactive pe armonica fundamentală. Totuși armonicile de curent au multe aspecte comune cu puterea reactivă: ambele conduc la încărcarea suplimentară nedorită a generatoarelor, cablurilor și transformatoarelor, deși nu participă la producerea și transferul de energie electrică utilă; Calitatea energiei electrice 108 ambele determină pierderi suplimentare − deoarece
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
generatoarelor, cablurilor și transformatoarelor, deși nu participă la producerea și transferul de energie electrică utilă; Calitatea energiei electrice 108 ambele determină pierderi suplimentare − deoarece căderea de tensiune este proporțională cu curentul electric, produsul lor este real și diferit de zero; armonicile apar, în cea mai mare parte, la consumator și se propagă în sens invers transferului de energie (fig. 7.2) (cu excepția surselor distribuite cu energie regenerabilă, care sunt conectate la rețea prin intermediul unui invertor și a cărui armonici se propagă
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de zero; armonicile apar, în cea mai mare parte, la consumator și se propagă în sens invers transferului de energie (fig. 7.2) (cu excepția surselor distribuite cu energie regenerabilă, care sunt conectate la rețea prin intermediul unui invertor și a cărui armonici se propagă de la sursa de energie). Puterea reactivă pe armonica fundamentală nu are un sens definit, cu excepția faptului că absorbția puterii reactive inductive se consideră identică cu producerea de putere reactivă capacitivă și invers. Ar fi astfel posibil, ca atât
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
consumator și se propagă în sens invers transferului de energie (fig. 7.2) (cu excepția surselor distribuite cu energie regenerabilă, care sunt conectate la rețea prin intermediul unui invertor și a cărui armonici se propagă de la sursa de energie). Puterea reactivă pe armonica fundamentală nu are un sens definit, cu excepția faptului că absorbția puterii reactive inductive se consideră identică cu producerea de putere reactivă capacitivă și invers. Ar fi astfel posibil, ca atât puterea reactivă pe fundamentală cât și armonicile să fie „compensate
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
Puterea reactivă pe armonica fundamentală nu are un sens definit, cu excepția faptului că absorbția puterii reactive inductive se consideră identică cu producerea de putere reactivă capacitivă și invers. Ar fi astfel posibil, ca atât puterea reactivă pe fundamentală cât și armonicile să fie „compensate” cu aceleași mijloace. 1. Bobinele de inductivitate L și condensatoarele de capacitate C au în comun cu rezistorul de rezistența electrică R mult mai puțin decât s-ar putea crede. Practic în toată literatura tehnică din domeniul
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
lucru corespunde numai în cazul curbelor pur sinusoidale. Dacă se consideră valorile instantanee, tensiunea la bornele bobinei este proporțională cu variația în raport cu timpul a curentului electric, iar în cazul condensatorului curentul este proporțional cu variația în Figura 7.2 Apariția armonicilor la receptor și propagarea în sens invers, spre sursa de alimentare raport cu timpul a tensiunii la borne. Aceste observații conduc direct la cel doilea aspect prezentat mai jos. 2. Într-un element rezistiv, o tensiune sinusoidală determină un curent
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
în perioada următoare. În acest fel, reziduul deformant este asigurat de către filtrul activ, iar curentul fundamental este preluat din rețeaua de alimentare. Dacă curentul rezidual este peste capacitatea filtrului, atunci acesta realizează numai parțial corecția necesară și o parte dintre armonicile de curent sunt preluate din rețea. Filtrele active acționează numai pentru armonicile de curent care sunt prezente în curentul de sarcină, adică în curentul din punctul de măsurare. Efectiv acest lucru înseamnă că atâta timp cât parametrii filtrului sunt suficienți pentru sarcină
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
activ, iar curentul fundamental este preluat din rețeaua de alimentare. Dacă curentul rezidual este peste capacitatea filtrului, atunci acesta realizează numai parțial corecția necesară și o parte dintre armonicile de curent sunt preluate din rețea. Filtrele active acționează numai pentru armonicile de curent care sunt prezente în curentul de sarcină, adică în curentul din punctul de măsurare. Efectiv acest lucru înseamnă că atâta timp cât parametrii filtrului sunt suficienți pentru sarcină, aceasta nu va afecta calitatea energiei electrice din rețea. Dacă sarcina nu
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
în funcțiune, filtrul activ nu are nici un efect, deși ar putea fi utilizat, în acest timp, pentru îmbunătățirea calității energiei electrice în rețea. Filtrul pasiv, din contră, este totdeauna în funcțiune și este pregătit, în orice moment, să asigure absorbția armonicii pentru care este dimensionat. Datorită controlului electronic, filtrele active nu pot să fie supraîncărcate. Atunci când capacitatea de lucru a filtrului activ este depășită, se asigură o reducere parțială a nivelului de distorsiune. Filtrele pasive, din contră, acordate, de exemplu la
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
lucru a filtrului activ este depășită, se asigură o reducere parțială a nivelului de distorsiune. Filtrele pasive, din contră, acordate, de exemplu la 150 Hz (11 % grad de dezacordare) sau 250 Hz (4 % grad de dezacordare) absorb orice nivel al armonicii de rang trei respectiv de cinci, până la limita lor de supraîncărcare. Curenții absorbiți depind de nivelul total de distorsiune din rețea și nu de o anumită sarcină. Circuitul de filtrare prezentat în figura 7.1 este un filtru pasiv, în
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de o anumită sarcină. Circuitul de filtrare prezentat în figura 7.1 este un filtru pasiv, în sensul că el conține numai elemente pasive de rețea. De obicei în cazul filtrelor pasive se utilizează circuite de filtrare separat pentru fiecare armonică (5, 7, 11, 13, etc.) O anumită inductivitate L și o anumită capacitate C determină, într-un circuit, pentru o anumită frecvență, o așa numită frecvență de rezonanță f0. Unul dintre elemente determină un defazaj de 90° și altul de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]