800 matches
-
de circuite de filtre rezonanță are un alt înțeles: impedanța circuitului devine maximă și, în cazul unor elemente ideale (fără pierderi), tinde la infinit. 7.8. Concluzii privind filtrele pasive Sunt necesare eforturi și costuri relativ reduse pentru a limita armonicile dominante împreună cu compensarea puterii reactive, deoarece aceasta este necesară în orice caz și cele mai multe instalații de compensare sunt prevăzute cu bobine pentru „dezacordare”. În cele mai multe cazuri, reglarea unui asemenea circuit la o frecvență de rezonanță care ar putea corespunde unei
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
dominante împreună cu compensarea puterii reactive, deoarece aceasta este necesară în orice caz și cele mai multe instalații de compensare sunt prevăzute cu bobine pentru „dezacordare”. În cele mai multe cazuri, reglarea unui asemenea circuit la o frecvență de rezonanță care ar putea corespunde unei armonici din rețea este evitată deliberat. Cea mai mare eficiență se obține dacă se dimensionează la rezonanță − curentul armonic este redus cel mai mult și riscul supraîncărcării instalației de compensare nu este atât de mare pe cât este în general considerat. Bine
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
mai scumpe și țintesc deseori în afara scopului sau determină, deși prezintă o eficiență mai ridicată a unui echipament, rezultate slabe în general. Aceasta este determinată de faptul că datorită structurii de cost, sunt utilizate mai mult centralizat decât descentralizat. Curenții armonici Figura 7.4 Schemă combinată cuprinzând circuite refulante ale unui filtru și un circuit refulant contra pierderii semnalului audio determină mai multe probleme în rețeaua electrică decât puterea reactivă, încât este de prevăzut că întreprinderile de electricitate vor lua în
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
reactivă, încât este de prevăzut că întreprinderile de electricitate vor lua în considerare pierderile datorită armonicelor la fel ca cele datorate puterii reactive fundamentale − nu are sens să se ia în considerare numai puterea reactivă pe fundamentală și nu și armonicile. În nici un caz, instalarea echipamentelor de filtrare, cu excepția filtrelor instalate odată cu sarcina sau chiar în interiorul acestuia, nu poate fi utilizată ca argument convingător pentru a reduce secțiunea conductorului neutru sau să nu se ia în considerație armonicile la dimensionarea cablurilor
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
și nu și armonicile. În nici un caz, instalarea echipamentelor de filtrare, cu excepția filtrelor instalate odată cu sarcina sau chiar în interiorul acestuia, nu poate fi utilizată ca argument convingător pentru a reduce secțiunea conductorului neutru sau să nu se ia în considerație armonicile la dimensionarea cablurilor sau a altor echipamente. Menținerea impedanței sistemului la valoare redusă este mai importană atunci când există filtru decât în cazul în care acesta lipsește. În caz contrar, efectul filtrului ar putea fi dăunător. 8. FILTRE ACTIVE DE REȚEA
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
clienții lor. O mare parte din sarcina industrială, comercială și casnică are caracteristici neliniare și nivelul distorsiunii armonice în rețeaua de distribuție de joasă tensiune a devenit o problemă serioasă. Problemele care ar putea fi determinate de nivelul excesiv al armonicilor de tensiune în rețeaua electrică sunt cunoscute de mult timp și au fost stabilite proceduri și standarde pentru a limita aceste distorsiuni. Aceste măsuri au cunoscut un succes deosebit, atunci când problemele pe care le au consumatorii au fost determinate, aproape
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
aspecte din interiorul societății și rareori au fost introduse de rețeaua electrică de alimentare. Dacă această situație se menține, consumatorii trebuie să-și limiteze curentul armonic absorbit din rețea. În consecință, consumatorii trebuie să se asigure că este prevăzută filtrarea armonicilor și dacă este necesar să realizeze acest lucru. În general, există trei metode disponibile, fiecare cu avantajele și dezavantajele sale. Acestea sunt: filtre pasive soluții utilizând transformatoare − de izolare, zig-zag, grupare fazorială filtre active. În această secțiune sunt discutate filtrele
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
lucru. În general, există trei metode disponibile, fiecare cu avantajele și dezavantajele sale. Acestea sunt: filtre pasive soluții utilizând transformatoare − de izolare, zig-zag, grupare fazorială filtre active. În această secțiune sunt discutate filtrele active, numite în prezent condiționere active de armonici (Active Harmonic Conditioners AHC). Exemplele analizate în lucrare se referă la versiunea comercială realizată de MGE UPS Systems Limited și care se comercializează sub denumirea de „SineWave”. Echipamentele de limitare a armonicilor pot fi destinate pentru a satisface cerințele furnizorilor
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
filtrele active, numite în prezent condiționere active de armonici (Active Harmonic Conditioners AHC). Exemplele analizate în lucrare se referă la versiunea comercială realizată de MGE UPS Systems Limited și care se comercializează sub denumirea de „SineWave”. Echipamentele de limitare a armonicilor pot fi destinate pentru a satisface cerințele furnizorilor de energie (adică să corespundă condițiilor impuse de norme) sau de a rezolva problemele ridicate de curentul armonic în interiorul instalației. Poziționarea și selectarea echipamentului depinde de condițiile particulare și necesită în mod
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
satisface cerințele furnizorilor de energie (adică să corespundă condițiilor impuse de norme) sau de a rezolva problemele ridicate de curentul armonic în interiorul instalației. Poziționarea și selectarea echipamentului depinde de condițiile particulare și necesită în mod obișnuit o analiză detaliată privind armonicile. Acolo unde sunt în funcțiune echipamente informatice (IT), toate armonicile impare existente determină probleme, precum supraîncărcarea conductorului neutru cu armonici de rang multiplu de trei (respectiv multiplu de trei impare). Asemenea probleme pot să fie evitate printr-o proiectare corespunzătoare
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de norme) sau de a rezolva problemele ridicate de curentul armonic în interiorul instalației. Poziționarea și selectarea echipamentului depinde de condițiile particulare și necesită în mod obișnuit o analiză detaliată privind armonicile. Acolo unde sunt în funcțiune echipamente informatice (IT), toate armonicile impare existente determină probleme, precum supraîncărcarea conductorului neutru cu armonici de rang multiplu de trei (respectiv multiplu de trei impare). Asemenea probleme pot să fie evitate printr-o proiectare corespunzătoare − prin dimensionarea corectă a cablurilor la instalarea lor − însă, de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
armonic în interiorul instalației. Poziționarea și selectarea echipamentului depinde de condițiile particulare și necesită în mod obișnuit o analiză detaliată privind armonicile. Acolo unde sunt în funcțiune echipamente informatice (IT), toate armonicile impare existente determină probleme, precum supraîncărcarea conductorului neutru cu armonici de rang multiplu de trei (respectiv multiplu de trei impare). Asemenea probleme pot să fie evitate printr-o proiectare corespunzătoare − prin dimensionarea corectă a cablurilor la instalarea lor − însă, de multe ori, modificarea funcționalităților și amenajărilor într-o clădire poate
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
foarte scumpă și să ducă la demolări mult prea mari, astfel încât pentru a fi luate în considerare sunt necesare alte metode de limitare. Utilizarea filtrelor pasive este posibilă, însă este dificil de proiectat un circuit pasiv eficient, de filtrare pentru armonica de rang trei. Un filtru pasiv va răspunde numai la armonicile pentru care a fost proiectat, încât vor fi necesare noi circuite de filtrare individuale pentru alte frecvențe armonice nedorite care apar. În unele cazuri, atunci când spectrul armonic se modifică
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
pentru a fi luate în considerare sunt necesare alte metode de limitare. Utilizarea filtrelor pasive este posibilă, însă este dificil de proiectat un circuit pasiv eficient, de filtrare pentru armonica de rang trei. Un filtru pasiv va răspunde numai la armonicile pentru care a fost proiectat, încât vor fi necesare noi circuite de filtrare individuale pentru alte frecvențe armonice nedorite care apar. În unele cazuri, atunci când spectrul armonic se modifică, este necesară reamplasarea sau suplimentarea filtrului pasiv. Transformatoarele în zig-zag sau
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
necesare noi circuite de filtrare individuale pentru alte frecvențe armonice nedorite care apar. În unele cazuri, atunci când spectrul armonic se modifică, este necesară reamplasarea sau suplimentarea filtrului pasiv. Transformatoarele în zig-zag sau transformatoarele în triunghi de izolare sunt eficiente contra armonicilor cu rang multiplu de trei, dar nu au efect asupra altor armonici. În aceste cazuri, utilizarea filtrelor active reprezintă o soluție foarte bună. 8.2. Topologia filtrelor active Ideea care stă la baza filtrelor active este relativ veche, însă lipsa
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
apar. În unele cazuri, atunci când spectrul armonic se modifică, este necesară reamplasarea sau suplimentarea filtrului pasiv. Transformatoarele în zig-zag sau transformatoarele în triunghi de izolare sunt eficiente contra armonicilor cu rang multiplu de trei, dar nu au efect asupra altor armonici. În aceste cazuri, utilizarea filtrelor active reprezintă o soluție foarte bună. 8.2. Topologia filtrelor active Ideea care stă la baza filtrelor active este relativ veche, însă lipsa unor mijloace tehnice, la un preț competitiv, a întârziat punerea în practică
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
disponibilitate a semiconductoarelor IGBT (insulated gate bipolar transistors) și a procesoarelor numerice de semnal (Digital Signal ProcessorsDSP) au determinat ca filtrele active să devină o soluție practică. Principiul unui filtru activ este simplu; electronica de putere este utlizată pentru generarea armonicilor de curent electric cerute de sarcina neliniară, astfel încât sursa normală de alimentare este destinată să asigure numai componenta fundamentală a curentului. În figura 8.1 este indicat principiul filtrului activ paralel. Curentul de sarcină este măsurat cu ajutorul transformatorului de curent
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
principiul filtrului activ paralel. Curentul de sarcină este măsurat cu ajutorul transformatorului de curent TC, al cărui curent secundar este analizat de procesorul DSP pentru a determina spectrul armonic. Această informație este utilizată de sursa de curent pentru a genera exact armonicile de curent cerute de sarcină, în perioada următoare a fundamentalei. În realitate, curentul armonic cerut de la sursa de alimentare se reduce până la circa 90%. Deoarece filtrul activ se bazează pe datele de la transformatorul de măsurare de curent electric, este adaptabil
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de la transformatorul de măsurare de curent electric, este adaptabil rapid la modificarea componenței spectrale a sarcinii. Deoarece procesul de analiză și generare este controlat prin soft, în fond este simplu de programat echipamentul astfel încât să asigure eliminarea numai a unor armonici în vederea realizării unei eficiențe maxime, în limitele posibile ale echipamentului. Sunt mai multe topologii propuse pentru aceste echipamente și unele dintre acestea sunt prezentate mai jos. Fiecare topologie are condiții proprii privind dimensionarea componentelor și metode specifice de dimensionare a
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
care trebuie luată în considerare. Figura 8.1 Filtru activ paralel 8.2.1. Filtre active serie Acest tip de filtru (FAT − filtru activ de tensiune) − figura 8.2 − conectat în serie în rețelele de distribuție, asigură compensarea atât a armonicilor de curent electric generate de sarcină cât și tensiunea deformată care există în mod obișnuit în rețeaua electrică de alimentare. Această soluție este asemănătoare din punct de vedere tehnic cu un filtru de rețea și trebuie dimensionat pentru întreaga sarcină
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
de rețea și trebuie dimensionat pentru întreaga sarcină. 8.2.2. Filtrele active paralel Sunt denumite filtre active paralel (FAC − filtre active de curent) − figura 8.3 − echipamentele conectate în paralel cu sursa de alimentare și dimensionate numai pentru curenții armonici absorbiți de sarcina (sarcinile) neliniară. Filtrul activ de curent este conectat în paralel cu rețeaua de alimentare și în mod constant injectează curenți armonici care corespund în mod exact componentelor armonice absorbite de sarcină. Ca rezultat curentul electric asigurat de
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
curent este conectat în paralel cu rețeaua de alimentare și în mod constant injectează curenți armonici care corespund în mod exact componentelor armonice absorbite de sarcină. Ca rezultat curentul electric asigurat de sursa de alimentare rămâne sinusoidal. Întregul spectrul al armonicilor de joasă frecvență, de la cea de rang doi până la cea de rang 25 este compensat. Dacă curentul armonic absorbit de sarcină este mai mare decât valoarea de dimensionare a filtrului, acesta își limitează automat curentul de ieșire la valoarea maximă
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
sarcină este mai mare decât valoarea de dimensionare a filtrului, acesta își limitează automat curentul de ieșire la valoarea maximă de dimensionare; filtrul nu poate fi supraîncărcat și va funcționa corect până la valoarea maximă a curentului de dimesionare. Excesul de armonici va fi absorbit de la rețeaua de alimentare; filtrul poate funcționa în mod permanent în această stare, fără a fi deteriorat. Această soluție, combinând un filtru activ cu unul pasiv (fig. 8.4) poate fi întâlnită atât la filtrul paralel cât
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
a fi deteriorat. Această soluție, combinând un filtru activ cu unul pasiv (fig. 8.4) poate fi întâlnită atât la filtrul paralel cât și la cel serie. În unele cazuri este soluția cea mai eficientă economic. Filtrul pasiv realizează filtrarea armonicilor principale (de exemplu, armonica de rang 5), iar filtrul activ, determinat de exactitatea și dinamica sa, asigură filtrarea celorlalte armonici. 8.3. Conectarea filtrelor Filtrul activ poate fi amplasat în diferite puncte din rețeaua de distribuție: centralizat, în punctul comun
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]
-
soluție, combinând un filtru activ cu unul pasiv (fig. 8.4) poate fi întâlnită atât la filtrul paralel cât și la cel serie. În unele cazuri este soluția cea mai eficientă economic. Filtrul pasiv realizează filtrarea armonicilor principale (de exemplu, armonica de rang 5), iar filtrul activ, determinat de exactitatea și dinamica sa, asigură filtrarea celorlalte armonici. 8.3. Conectarea filtrelor Filtrul activ poate fi amplasat în diferite puncte din rețeaua de distribuție: centralizat, în punctul comun de cuplare (PCC), pentru
CALITATEA ENERGIEI ELECTRICE by Gheorghe Hazi () [Corola-publishinghouse/Science/488_a_1170]