Instalace FCU. Filtrační kompenzační zařízení (FKU). Statická kompenzační zařízení pro průmyslové provozy

Filtrační kompenzační zařízení (FKU) jsou navržena tak, aby snižovala harmonické zkreslení napětí a kompenzovala jalový výkon spotřebitelských zátěží v napájecích sítích průmyslových podniků a v elektrických sítích.

Při provozu řady sportovních drah je důležité správně chránit vnitřní mechanismy. za to Silikonové mazivo na běžecké pásy zakoupíte se slevou v našem obchodě. Vytvoření doplňkové receptury parního výkonu pro moderní sportovní vybavení.

Napájení filtry vyšších harmonických je důležitý pro optimalizaci nákladů průmyslových podniků i pro zvýšení stability jejich práce a snížení rizik. Použití výkonových filtrů umožňuje dosáhnout vyšší průmyslové výkonnosti a také využít dodatečné zatížení sítě, což může být při rozšiřování docela důležité. Výkonové filtry pro podniky mají ve většině situací dobu návratnosti kratší než rok, což činí jejich použití ekonomicky oprávněným a nezbytným.

Struktura typového označení filtračního kompenzačního zařízení je dešifrována takto:

Příklad záznamu označení FKU 13. harmonické s napětím 10 kV, výkonem 3000 kvar, klimatickou verzí a kategorií umístění - U3: "Filtrační kompenzační zařízení FKU-13-10-3000 UZ GOST 13109-97 ".

Harmonické filtry jsou navrženy individuálně pro každou jednotlivou aplikaci. To zaručuje možnost dosažení nejvyšších parametrů pro filtraci vyšších harmonických a korekci účiníku PKU.

DATA POTŘEBNÁ PRO NÁVRH VYŠŠÍCH HARMONICKÝCH FILTRU (PHC).

1. Jmenovité napětí.
2. Požadovaná kompenzace jalového výkonu při základní frekvenci.
3. Hodnoty proudů harmonických složek nelineární zátěže, které mají být filtrovány, nebo informace o zátěžích generujících harmonické.
4. Zkratové napájení sítě.
5. Požadované parametry kvality napájení na napájecích sběrnicích nelineární zátěže (nebo na jiném uzlu).
6. Okolní podmínky (vnitřní nebo venkovní instalace, teplotní rozsah).
7. Další požadavky (rozměry, ochrana atd.)

Harmonické filtry sestávají z kondenzátorů zapojených do série s induktorem. Indukčnost je zvolena tak, že filtr je nízkoimpedanční sériový rezonanční obvod na harmonické frekvenci. Je tak zajištěn průchod hlavní části harmonické složky proudu filtrem. Kondenzátory vytvářejí jalový výkon na základní frekvenci.

OOO SPC "ENERCOM-SERVICE" má zkušenosti s výrobou filtrů vyšších harmonických pro napětí 0,4; 6,3; 10 a 35 kV pro podniky hutního, elektrochemického průmyslu a pro energetické sítě zemí blízkého i vzdáleného zahraničí. Kvalifikovaní specialisté mohou provést průzkum sítě za účelem zjištění harmonického složení jejích režimových parametrů a vypracování technického zadání pro návrh zařízení.

PŘÍKLADY PKU VYROBENÝCH SPOLEČNOSTÍ SPC "ENERCOM-SERVICE" LLC
PRO RŮZNÉ APLIKACE A PRO RŮZNÁ NAPĚTÍ.

1. Hlavní technické údaje a vlastnosti

poznámka: přípojnice není zobrazena v pohledu shora

Celkový pohled na FKU-13-10-3000 U3

kondenzátorová banka

Suchý filtrační reaktor

Transformátor napětí

Celkový pohled na FKU-2-35-43000 U1

Statická kompenzační zařízení pro průmyslové podniky.

Široké použití tyristorových elektrických pohonů, usměrňovacích elektrolýz, výkonných elektrických obloukových pecí, válcoven a dalších spotřebičů elektřiny s ostře proměnným zatížením a nesinusovým proudem je doprovázeno značnou spotřebou jalového výkonu a zkreslením napájecího napětí, což může vést ke zvýšení ztrát elektřiny a zhoršení a narušení normálního fungování spotřebitele elektřiny . Mezi takové spotřebitele patří především hutní závody, chemické podniky, neželezné metalurgické podniky, celulózové a papírenské podniky, podniky pro elektrochemické zpracování kovů a drahých kamenů, podniky s elektrickým obloukem a kontaktním svařováním, konvenční podniky používající k osvětlení plynové výbojky, olej a plynárenské podniky a uhelný průmysl, zavlažovací podniky s různými typy elektromotorů a další podniky.

Pro kompenzaci jalového výkonu a zlepšení účiníku, vyšší harmonická filtrace proudu, snížení kolísání napětí a zlepšení parametrů kvality elektrické energie se používají statická kompenzační zařízení:

• kondenzátorové jednotky (zvýšení účiníku);
• filtrační kompenzační instalace (zvyšování účiníku a filtrování vyšších harmonických proudu);
• statické tyristorové kompenzátory jalového výkonu (zvýšení účiníku, filtrování vyšších harmonických proudu, snížení nesymetrie napětí a stabilizace napětí).

Použití statických kompenzačních zařízení umožňuje:

• výrazně snížit zatížení jalového výkonu a vyšší harmonické proudové transformátory zásobující spotřebitele, což umožňuje připojit další zátěž;
• zlepšit ukazatele kvality napětí a tím zlepšit kvalitu výrobků a výkonnost technologického procesu odběratele elektřiny.

Například použití SVC v metalurgickém závodě zvýšilo účiník zatížení z 0,7 na 0,97, snížilo kolísání síťového napětí 3x a zkrátilo dobu jednoho tavení kovu ze 150 min. až 130 min. a měrná spotřeba energie na tunu roztavené oceli o 4 % a také snížení spotřeby grafitových materiálů. Obecně platí, že doba návratnosti statických kompenzačních zařízení je v průměru od 0,5 do 1 roku.

V případě potřeby může LLC SPC "enercomserv" provést soubor prací na realizaci STC, počínaje průzkumem elektrických sítí, provedením nezbytných měření pro určení typu, výkonu a přípojných bodů STC, výběrem obvodů a zařízení parametry, jejich regulační zákony a dodávky zařízení STC na klíč, jeho instalace, seřízení, spouštěcí zkoušky, jakož i zaškolení personálu a další údržba zařízení.

Označení produktů:

• Filtr-kompenzační zařízení FKU-5-10-5400 U3 YUPIN.673842.014
• Filtr-kompenzační zařízení FKU-5-10-5400 U3 YUPIN.673842.014-01
• Filtr-kompenzační zařízení FKU-5-10-7200 UHL1 YUPIN.673842.015
• Filtr-kompenzační zařízení FKU-10-18000 U3
• Zařízení výkonových filtrů USFM 0,4-5 / 7-450 U3
• Systém ovládání, regulace a ochrany kompenzačního zařízení SURZA KU

dodatečné informace

Aby bylo možné organicky splnit tyto požadavky, musí být napájecí systém nepřerušovaný a co nejspolehlivější. Instalace výkonové filtry je jedním z nejúčinnějších a nejkvalitnějších způsobů, jak snížit dopad na síť obloukových ocelových pecí, svářecí výrobu, ventilové měničeširoce implementovaný v průmyslovém napájení pro technickou efektivitu výroby.

Vynález se týká oblasti elektrotechniky. Zařízení zajišťuje úpravu jalového výkonu přepínáním dvou nebo více větví, z nichž každá je vybavena přepínačem pro připojení k síťovému napájení a obsahuje kondenzátorové banky, odpory, tlumivky, které plní funkce filtrace a kompenzace. Zařízení také obsahuje jeden nebo více aktivních prvků. Kondenzátorové banky zařízení jsou připojeny k "země" přes společný aktivní prvek pomocí příslušného počtu vysokonapěťových spínačů nebo přes samostatné aktivní prvky a realizují pouze kompenzační funkci. Filtrační funkce provádí pouze aktivní prvek; Za tímto účelem je systém rovnic aktivních prvků kromě obvyklé sady funkčních bloků vybaven třemi softwarově implementovanými specifickými funkčními bloky: tlumicí blok D, balanční blok B, blok selektivního potlačení harmonických složek S, které generují budicí napětí, jejichž součet tvoří hlavní proměnnou řízení měniče. Technickým výsledkem je použití stejného typu výměnných kondenzátorových bank, absence rezistorů rozptylujících energii, absence laděných rezonančních obvodů. 1 z.p. f-ly, 13 nemocných.

Výkresy k RF patentu 2521428

Nárokované technické řešení se týká elektrotechniky, zejména vysokonapěťového stejnosměrného přenosu (HVDC - High Voltage DC Transmission) (nebo stejnosměrných vložek) s nastavitelným přenášeným výkonem a je navrženo tak, aby kompenzovalo jalový výkon a zlepšilo harmonické složení napětí a proudu napájecí sítě.

Ve stejnosměrných přenosech elektroenergetiky jsou v současnosti hlavním technickým prostředkem síťové měniče proudu - měniče (linkový komutovaný měnič, LCC) s tyristorovými ventily. Síťově řízený měnič spotřebovává jalový výkon ze sítě střídavého proudu (AC) a vhání do ní vyšší harmonické proudy. Spotřebovaný jalový výkon se mění, když je přenášený výkon řízen.

Pro kompenzaci jalového výkonu a zlepšení harmonického složení napětí a proudu napájecí sítě se používá filtrační kompenzační zařízení (FKU), připojené na stranu střídavého napětí, složené ze dvou nebo více třífázových větví, z nichž každý je vybaven přepínačem pro připojení k napájecí síti

Donedávna se pro filtrování v instalacích měničů používaly obvody složené z pasivních prvků elektrických obvodů: indukčnosti L, kapacity C a rezistory R. Použití pasivních filtrů ve střídavých energetických sítích je spojeno se zásadním rozporem. V dobrém výkonovém filtru by měla být ztráta výkonu nulová, nebo alespoň malá. Na druhou stranu filtry z reaktivních prvků mají dlouhou dobu ustálení pro přechodné kmity, takže při opakovaném rušení nemusí být takové filtry instalovány vůbec. Zůstáváme-li ve třídě pasivních obvodů, nelze tento rozpor odstranit. Lze pouze zvolit přijatelné kompromisní řešení tlumením jalových LC obvodů odpory R tak, aby výkonová ztráta nebyla příliš velká a doba ustálení byla přijatelná.

Druhý problém při konstrukci FKU je způsoben kombinací funkce filtrování s funkcí úpravy jalového výkonu. Pro nastavení jalového výkonu je sada kondenzátorů rozdělena do samostatných kondenzátorových bank, připojených k AC (střídavému) síti samostatně. S poklesem přenášeného výkonu se baterie odpojí od sítě a se zvýšením se zase připojí. Počet samostatně spínaných baterií Nq je dán přípustnou nesymetrií jalového výkonu a přechodovou odchylkou napětí při spínání.

Toto ladění q-oddílu určuje pouze první rozměr oddílu. Druhým rozměrem je rozdělení na filtrační větve. LCC proudové spektrum obsahuje řadu kanonických harmonických: 11, 13, 23, 25, 35, 37, 47, 49

Je třeba vzít v úvahu i nekanonické harmonické 3, 5, 7. Kondenzátory tedy musí být rozmístěny podél rezonančních větví (H-split). Kombinace harmonického rozdělení a rozdělení jalového výkonu vede k velmi složité FKU s velkým počtem větví.

Zkušenosti s vytvářením přijatelného kompromisního PKU s pasivními prvky jsou shrnuty v doporučeních CIGRE (WG 14.30, č. 139, duben 1999 - ). Konstrukce PKU na převodovce Ballia - Bhiwadi (R-K. Chauhan, M. Kuhnand atd. -) také dává představu o moderní praxi. Výsledný systém PKU je extrémně složitý a to je typické.

Nevýhody pasivních filtrů se tedy objevují ve dvou situacích:

Když se požadavek na kvalitní filtraci spojí s nutností upravit jalový výkon,

Když je jalový výkon požadovaný pro systém menší než výkon získaný z podmínek filtrace.

Obě tyto situace jsou nyní stále důležitější. První z nich je způsoben zvyšujícími se požadavky na pružnost převodů. Druhá situace je spojena s rostoucím používáním sériově kompenzovaných přenosových vedení a kondenzátorově přepínaných ventilových převodníků (schéma CCC). V tomto ohledu se očekává rostoucí využívání hybridních filtrů, s jejichž pomocí jsou filtrační úlohy řešeny efektivněji. Zlepšení výkonových tranzistorů (zvýšení jednotkového výkonu, snížení dynamických a statických ztrát), jakož i zlepšení signálových procesorů (zvýšení rychlosti, zvýšení bitové hloubky) jsou dalšími faktory ve prospěch zvýšení použití aktivních filtrů.

Vytvoření tranzistorů s izolovaným hradlem (Insulated Gate Bipolar Transistor, IGBT) otevřelo cestu k implementaci výkonných měničů napětí s pulzně-šířkovou modulací (PWM) (Voltage Sourced Converter, VSC), které se již staly hlavním nástrojem v řízeném elektrické pohony a nepřerušitelné systémy.výživa. Rychlý pokrok IGBT otevřel možnost využití měničů tohoto typu v elektroenergetice, kde konkurují tradičním LCC systémům a otevírají nové možnosti pro budování flexibilních systémů řízení výkonu v AC (střídavých) systémech (Flexible Alternate Přenos proudu, FAKTA). Rozhodující význam pro rozšíření aplikací systémů VSC v elektroenergetice má vynález modulárního víceúrovňového obvodu R. Marquardta (Modular Multilevel Converter, MMC) (Markwardt R., 2002 - ). Modulární víceúrovňové obvody umožňují zvýšit třídu napětí a výkonu napěťových měničů a zároveň zlepšit dynamické schopnosti a snížit ztráty energie

U energetických filtrů je aktivní prvek připojen k systému přes kondenzátorovou banku a shuntován pomocí reaktoru nebo složitějšího pasivního obvodu, čímž tvoří hybridní filtr. Meziobvod aktivního prvku obsahuje kapacitní zásobník energie, ale není připojen ke zdroji energie ani ke spotřebiči.

Myšlenku použití PWM měniče jako aktivního prvku filtru elektrické energie navrhl jeden z prvních L. Guigi (Guigi, 1976 - ).

Známý hybridní filtrační obvod (viz obrázek 1) pro AC sítě (Sadek, Pereira, 2002 - ). V něm je aktivní prvek připojen jako pomocné zařízení k dvoufrekvenčnímu tlumenému filtru 12, 24 (kanonické harmonické filtrování: 11, 13, 23, 25) pro zlepšení jeho výkonu. Výstup filtru je odpojen přídavným LC obvodem naladěným na základní harmonickou; tento obvod se nepodílí na filtrování, ale snižuje zatížení aktivního prvku ve stacionárních režimech.

V dubnu 2003 vydala CIGRE WG 14.28 Paper 223 on Active Filtration in HVDC. Hlavní část doporučení 223 je věnována filtrování ve stejnosměrných obvodech. Jako aplikace v AC síti je uvedeno použití schématu Sadek-Pereira. Toto schéma bylo testováno v měnírně Tjele (Eitra) v Dánsku jako demonstrační projekt v roce 1998.

Je také známé filtr-kompenzační zařízení (viz obrázek 2), používané v projektu Neptun (Neptune Regional Transmission System, 2007) (což je vývoj technického řešení.

Nevýhodou technických řešení je použití pomocných rezonančních obvodů a tlumicích rezistorů zavedených do aktivního filtračního obvodu a připojených paralelně ke vstupu aktivního prvku - modulárního víceúrovňového PWM převodníku (PWM-MMC). To výrazně komplikuje a zvyšuje náklady na PKU jako celek, což způsobuje další energetické ztráty. Nevýhodou je také instalace více aktivních filtrů v paralelních větvích, protože při úpravě jalového výkonu (při poklesu přenášeného výkonu se kondenzátorové banky odpojí od sítě a při zvýšení přenášeného výkonu se opět připojí) je možné vypnout větev obsahující aktivní filtr, čímž se sníží ekonomickou efektivitu jeho použití.

Úkolem, který má být řešen nárokovaným technickým řešením, je zajistit:

Použití stejného typu výměnných kondenzátorových bank (homogenní PKU);

Žádné rezistory rozptylující energii;

Nedostatek laděných rezonančních obvodů.

Při řešení problému je dosažený technický výsledek:

Zjednodušení obvodu PKU (homogenní PKU), radikální snížení počtu větví PKU pro podmínky regulace jalového výkonu přepínáním baterií. Důsledkem toho by mělo být zmenšení prostoru zabraného PKU a v tomto ohledu zvýšení konkurenceschopnosti LCC systému s alternativním systémem technického řešení (HVDS-lights) - měniči napětí s tranzistory (Voltage Sourced Converter, VSC );

Snížení výkonových ztrát PKU v důsledku tlumení virtuálními odpory namísto tlumení reálnými odpory (funkci vykonává řídicí systém aktivních prvků bez zapojení jakéhokoli hardwaru);

Zjednodušení nastavení FKU při uvádění do provozu a restrukturalizaci při změně parametrů AC sítě. V navrhované homogenní PKU jsou všechny úpravy a restrukturalizace prováděny výhradně úpravou ovládacího programu aktivního prvku,

což v konečném důsledku může výrazně snížit kapitálové a provozní náklady a zároveň zlepšit spolehlivost a snadnou údržbu.

Hlavní podstatou tohoto technického řešení je použití třísložkového algoritmu řízení aktivních prvků (algoritmus DBS: D - tlumení; B - vyvážení; S - selektivní potlačení harmonických), který umožňuje plně využít potenciál aktivní filtrace. Na základě algoritmu DBS je možné:

Realizace tlumení přechodových vibrací bez použití odporů;

Kompletní absorpce vyšších harmonických bez použití laděných rezonančních obvodů.

Modulární víceúrovňové převodníky (MMC) jsou v současnosti implementovány jako vysoce spolehlivá zařízení a požadavek na zajištění provozu bez aktivního prvku se stal irelevantním.

V souladu s navrženým technickým řešením je výše uvedený problém vyřešen tím, že u známého filtračně-kompenzačního zařízení kompletní instalace měniče pro přenos výkonu stejnosměrným proudem na bázi síťově řízeného ventilového (tyristorového) měniče proudu ( linkový komutovaný převodník, LCC) s nastavitelným přenášeným výkonem, upravující jalový výkon přepínáním dvou nebo více větví, z nichž každá je vybavena přepínačem pro připojení k napájecí síti a obsahuje kondenzátorové banky, rezistory, tlumivky, které plní funkce filtrace a odškodnění; filtrační kompenzační zařízení dále obsahuje jeden nebo více aktivních prvků (napěťový měnič s vysokofrekvenční šířkovou modulací, proudové a napěťové snímače), dle nárokovaného technického řešení:

kde: Nq - počet baterií kondenzátorů,

Blok B - rovnováha (bal),

vz=vdemp+vbal+vsel a:

vdemp(t)=Rae iae(t),

a skládá se z několika programových modulů (dílčích bloků):

Proporcionálně integrální regulátor (PI-regulátor) výkonu, působící jako funkce energie akumulované kondenzátory, účinně přivádí energii Ed na danou hodnotu Ez:

.,

Kde; - úkol energetiky; je energie akumulovaná kondenzátory, p je Laplaceův operátor, Kd, ​​​​td je zesílení a časová konstanta PI regulátoru, Pbal je nastavení výkonu;

Výpočtový modul (založený na bilančním výkonu určeném bilančním regulátorem) komplexní amplitudy bilanční složky napětí Vbal,norm, normální k vektoru síťového napětí:

,

vbal(t)=Vbal,norm j e j

kde e j je rotační vektor síťového napětí;

Blok S je tvořen pomocí zpětné vazby na síťový proud za účasti síťového napětí vs na vytvoření tohoto spojení a skládá se z několika softwarových modulů (podbloků):

Modul pro selektivní extrakci komplexních amplitud, vyšších harmonických, pomocí výrazu:

kde k je harmonické číslo, je komplexní amplituda k-té harmonické síťového proudu je, e j·k· je rotační jednotkový vektor k-té harmonické síťového proudu;

,

kde: p je Laplaceův operátor, je časová konstanta integrátoru;

Modul pro generování úlohy k-té harmonické napětí převodníku podle získané hodnoty komplexní amplitudy napětí:

a následné shrnutí:

,

11, 13; -23, 25; -35, 37 ,

5, -7; -17, 19; .

Tento problém je řešen i tím, že u známého filtračně kompenzačního zařízení je do obvodu kondenzátorových baterií zavedena proudově omezující tlumivka, jejíž reaktance je dána podmínkou pro omezení amplitudy přechodového proudu při spínání. kondenzátorové banky.

Pro vysvětlení slouží následující ilustrace.

Obrázek 1 ukazuje schéma hybridního filtru pro AC sítě (Sadek, Pereira, 2002 - ).

Obrázek 2 ukazuje schéma zařízení pro kompenzaci filtru používaného v projektu Neptune (Neptune Regional Transmission System, 2007) (.

Obrázek 3 ukazuje zjednodušené jednolinkové schéma filtračního kompenzačního zařízení z nekonfigurovaných identických kondenzátorových bank a aktivního prvku s třísložkovým regulátorem napětí.

Obrázek 4 ukazuje schéma stavby modulárního víceúrovňového měniče stejného typu modulů (napěťových měničů).

Obrázek 5 a) ab) jsou ekvivalentní obvody, které vysvětlují princip tlumení zpětné vazby.

Obrázek 6 ukazuje blokové schéma bilančního bloku obecného obvodu homogenní PKU s aktivním prvkem.

Obrázek 7 ukazuje ekvivalentní obvod pro ilustraci činnosti vyvažovacího bloku.

Obr. 8 je ekvivalentní obvod pro ilustraci činnosti jednotky selektivního potlačení harmonických složek.

Obrázek 9 ukazuje funkční schéma kalkulátoru selektivního potlačení harmonických napětí na základě naměřeného proudu podřízeného měniče (feedforward).

Obrázek 10 ukazuje blokové schéma regulátoru selektivního potlačení k-té harmonické síťového proudu.

Obrázek 11 ukazuje blokové schéma součásti kalkulátoru selektivního potlačení harmonických pomocí zpětné vazby (zpětné vazby) na síťový proud.

Obrázky 12 a 13 ukazují grafy FKU získané matematickým modelováním:

Obr.12. Grafy činnosti homogenní PKU a jejího aktivního prvku při jmenovitém přenášeném výkonu.

Obr.13. Proud na výstupu převodníku a proud vedení s poklesem přenášeného výkonu s odpojením třetí baterie FKU.

Zařízení nárokovaného technického řešení - filtrační kompenzační zařízení z nekonfigurovaných identických kondenzátorových baterií a aktivní prvek s třísložkovým regulátorem napětí - ve statickém stavu lze popsat pomocí vyobrazení na obr. 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

Obrázek 3 ukazuje zjednodušené jednolinkové schéma filtračního kompenzačního zařízení z nekonfigurovaných identických kondenzátorových bank a aktivního prvku s třísložkovým regulátorem napětí. Filtr-kompenzační zařízení (FKU) je na AC straně zapojeno mezi AC sběrnice 1 a sekundární vinutí transformátoru 2, na jehož primární vinutí je připojen síťově řízený měnič 3, který odebírá jalový výkon z AC. sítě (AC síť - střídavý proud) a vlévá do ní vyšší harmonické proudu.

Sada kondenzátorů nutných pro práci na síti jím řízeného měniče 3 je rozdělena do Nq baterií stejného typu 4 pro každou třífázovou větev sítě. Je-li součet Q jalový výkon požadovaný při nejvyšším přenášeném výkonu, pak výkon každé baterie je:

Qk =Q suma/Nq, k=1, 2 Nq.

Každá baterie 4 (s admitancí Yo) je připojena k přípojnicím 1 AC sítě přes vysokonapěťový spínač 5 a uzemněna přes reaktor 6 (s reaktancí X 0). Spojovací uzly baterie 4 a uzemňovací tlumivky 6 jsou připojeny k přípojnicím 7 aktivního prvku 8 prostřednictvím vysokonapěťových spínačů 9.

Pokud je nutné snížit nebo zvýšit jalový výkon, lze odpojit nebo připojit kteroukoli z identických kondenzátorových baterií 4 homogenní FKU. Kondenzátorové baterie 4 je vhodné zapojit v okamžicích přechodu napětí přes nulu s využitím moderní úrovně synchronizace spínání vysokonapěťových spínačů 5 a 9. Filtrování vyšších proudových harmonických v homogenní PKU pomocí aktivního prvku 8 lze provádět ven přes všechny kondenzátorové baterie 4 připojené k AC síti nebo přes část těchto baterií.

Dělicí faktor Nq sady kondenzátorů do kondenzátorových baterií je určen obvyklým způsobem síťovými režimy: dovolená chyba kompenzace a dovolená změna střídavého síťového napětí se skokovou změnou jalového výkonu.

Část aktivního prvku 8 převádějící výkon je vysokofrekvenční pulsně-šířková modulace (PWM) PWM měnič 10 napětí, který je připojen k přípojnicím 7 přímo nebo přes oddělovací transformátor. Modulace zvlnění šířkové modulace PWM převodníku 10 je odfiltrována přímo na výstupu PWM převodníku 10 pomocí širokopásmového filtru skládajícího se z indukčnosti 11 (Lae) a kapacity 12 (Cae) a neproniká do AC sítě z důvodu vysoký modulační kmitočet (současně je zanedbatelný kmitočet sítě s, reaktance s ·Lae a admitance s ·Cae filtru).

Jako PWM převodník 10 aktivního prvku 8 v homogenní FKU lze použít modulární víceúrovňový převodník napětí (MMC). Je vybaven obvyklou sadou bloků pro provoz v režimu sledovacího PWM měniče: pomocné zdroje, budiče tranzistorů, proudová a napěťová čidla (na obr. 3 neznázorněné) a modulátor 13 (mdl). Kromě uvedených nespecifických hardwarových a funkčních bloků je pro provoz v rámci PKU řídicí systém aktivního prvku 8 vybaven třemi specifickými funkčními bloky pro generování třísložkového nastavení napětí MMC s jejich odpovídajícími ohlasy:

blok tlumení 14 - D (demp),

blok 15 zůstatek - B (zůstatek),

blok 16 selektivní potlačení harmonických - S (výběr).

Výstupní signály bloků 14, 15, 16: vdemp, vbal, vsel jsou postupně sečteny sčítačkou 17. Tento třísložkový součet je nastavení napětí vz(t):

je hlavní řídící veličinou PWM měniče 10.

Každý z bloků 14, 15, 16 má svou zpětnou vazbu a plní svou funkci v komplexu filtračních úloh.

Tlumicí jednotka 14 přijímá zpětnovazební signál ze snímače 18 výstupního proudu iae aktivního prvku 8.

Balanční blok 15 přijímá zpětnovazební signály ze snímače 19, 20 napětí akumulačního kondenzátoru stejnosměrných napěťových spojů PWM měniče 10 a ze snímače 21 síťového napětí vs.

Blok 16 pro selektivní potlačení harmonických přijímá zpětnovazební signály ze snímače 22 síťového proudu a ze snímače 21 síťového napětí vs.

Modulární víceúrovňový PWM převodník 10 se skládá ze stejného typu modulů 23 (viz obrázek 4), z nichž každý je napěťový převodník schopný pracovat v režimu šířkové modulace (PWM převodník). Moduly 23 jsou zapojeny do série přes porty střídavého napětí w a z.

Obrázek 5 a) ab) jsou ekvivalentní obvody, které vysvětlují princip tlumení zpětné vazby. Obrázek 5 a) ukazuje zjednodušený ekvivalentní obvod systému znázorněného na obrázku 3. Byly zavedeny některé nové konvence. Proudový měnič 3 řízený sítí je v ekvivalentním obvodu reprezentován proudovým zdrojem iw(t) 24, střídavá síť je reprezentována třísvorkovým Zs 25 a emf. síť us(t) 26, a PWM převodník 10 s modulátorem 13 jsou prezentovány ve formě bloku 27. Na obr.5b) je stejný obvod znázorněn s virtuálním rezistorem Rae 28. V náhradním zapojení na Obr. 5b) s virtuálním odporem 28 zůstávají pouze dvě zpětné vazby.

Na obr. 6 je blokové schéma bilančního bloku 15 obecného obvodu homogenní PKU s aktivním prvkem 8. Obvod obsahuje: bloky násobení 29, 30, 31 a dělení 32, 33, funkční blok 34, sčítačku 35, regulátor 36, synchronizační blok 37, blok 38 výběr magnitudového modulu. Vstupní signály bloku 15 jsou:

Signál vs ze snímače síťového napětí 21 vs,

Signal Ez - nastavení akumulačních kondenzátorů 20.

Obrázek 7 ukazuje obvod ekvivalentního obvodu zařízení pro kompenzaci filtru zobrazeného na obrázku 3. Označení ve schématu odpovídají označení na obr.5: proudový měnič 3 buzený sítí je prezentován v náhradním zapojení proudovým zdrojem iw(t) 24, AC síť je reprezentována třípólovým Zs 25 ; další označení: kondenzátorové baterie 4, zemnící tlumivka 6, aktivní prvek 8.

Obr. 8 je ekvivalentní obvod pro ilustraci činnosti jednotky selektivního potlačení harmonických složek. Označení ve schématu odpovídají označení na obr.7. Virtuální rezistor Rae a emf zdroj. vsel jsou součástí aktivního prvku 8.

Na obr. 9 je znázorněno funkční schéma selektivního potlačení harmonických složek napětím kalkulátoru měřeným proudem podřízeného měniče 3 (přímé zapojení, dopředná vazba). Obvod obsahuje násobící bloky 39, 50, integrátory 51, 54, sčítačku 55.

Obrázek 10 ukazuje blokové schéma regulátoru selektivního potlačení k-té harmonické síťového proudu. Schéma znázorňuje: snímač síťového proudu 22 je, násobič bloky 56, 57, 58, integrátor 59, zdroj napětí 60 k-té harmonické, prvek 61 odpovídající hodnotě stacionární přenosové charakteristiky soustavy na frekvenci el. k-té harmonické.

Obrázek 11 ukazuje blokové schéma kalkulátoru složky selektivního potlačení harmonických složek vsel využívající zpětnou vazbu (zpětnou vazbu) na síťový proud is. Obvod obsahuje synchronizační a převodní blok 62, multiplikační bloky 63, 80, integrátory 81, 86, sčítačku 87.

Zařízení funguje následovně

V navrhované homogenní PKU (viz obrázek 3) je aktivní prvek 8 použit jako hlavní prostředek filtrace. Vyloučeny jsou pomocné rezonanční obvody a tlumicí odpory používané ve známém obvodu PKU s aktivním prvkem (Sadek, Pereira, 2002 - ). Obě funkce:

tlumení

Selektivní filtrování

jsou zcela přiřazeny v homogenní PKU řídicímu systému aktivního prvku 8 a jsou jím prováděny bez zapojení jakéhokoli hardwaru.

Výstupní napětí vae sledovacího PWM měniče 10 se správně konstruovaným modulátorem 13 reprodukuje na svém výstupu do střídavé sítě proměnnou z řídicího systému - nastavení napětí - vz:

Při dostatečně vysoké modulační frekvenci je zvlnění PWM eliminováno velmi lehkým filtrem (skládajícím se z indukčnosti 11 (Lae) a kapacity 12 (Cae)), zpoždění výstupu vůči vstupu je zanedbatelné, takže toto druh PWM převodníku 10 působí jako opakovač signálu (s přesností měřítka) z řídicího systému do napájecího obvodu a implementuje rovnost (2) poměrně přesně.

PWM měnič 10 (viz obrázek 4) je řiditelný neakumulační a neztrácivý prvek (neenergetický, nedisipativní); Napájení AC portu rae (w-z) je stejné jako napájení DC portu (dp-dm)

kde vae a iae jsou proud a napětí střídavého portu (w-z), vd a id jsou proud a napětí stejnosměrného portu (dp-dm),

a koeficient přenosu napětí a proudu je nastaven řídicím systémem, který generuje spínací funkci tranzistorů s(t)

Hodnota spínací funkce lokálně zprůměrovaná za modulační periodu se může plynule měnit v rozsahu [-1, 1] a podle toho lze plynule měnit napětí PWM převodníku 10 řídicím systémem v rozsahu [-vd, vd ]. Se správně zkonstruovaným modulátorem 13 má jím generovaná spínací funkce s(t) lokálně zprůměrovanou hodnotu.

V tomto případě se lokálně zprůměrované napětí PWM převodníku 10 shoduje s referenčním signálem

který je nutný k jeho použití jako aktivního prvku filtru. Rovnosti (3 7) popisují moduly 23 víceúrovňového schématu a po zřejmých rozšířeních výkladu celé modulární víceúrovňové schéma jako celek.

Jak bylo uvedeno výše, za účelem generování třísložkové napěťové reference PWM převodníku 10 podle výrazu (I):

vz=vdemp+vsel+vbal

řídicí systém aktivního prvku 8 (viz obrázek 3) je vybaven třemi specifickými funkčními bloky DBS (bloky 14, 15, 16).

Pojďme k popisu jejich práce.

Tlumicí (D-demp) blok 14 využívá proporcionální zpětnou vazbu se zesílením Rae k získání první ze tří složek:

který působí přesně jako rezistor Rae vložený do výstupního obvodu aktivního prvku 8. Proporcionální zpětná vazba na výstupní proud aktivního prvku 8 vytváří virtuální tlumicí odpor Rae. Tento virtuální rezistor tlumí přechodné oscilace sítě o nic horší než skutečný rezistor. S aktivním prvkem 8 není potřeba zavádět skutečné tlumicí odpory do filtračního obvodu. V homogenních PKU se neuplatňují.

Pro objasnění fyzikální podstaty procesů v systému znázorněném na obrázku 3 je užitečné zhroucení tlumicí zpětné vazby (D-demp) v ekvivalentním obvodu a přenesení jejího působení na výkonový obvod, kde toto zapojení představuje rezistor Rae (virtuální). Proces tlumení zpětnovazební konvoluce je znázorněn pomocí obr. 5 a) a b). Obrázek 5 a) ukazuje zjednodušený ekvivalentní obvod systému obsahujícího homogenní PKU s blokem 27 (působící v ekvivalentním obvodu jako aktivní prvek), a ve kterém je blok 27 pokryt třemi zpětnovazebními smyčkami DBS (demp, balance, select) . Proudový měnič 3 řízený sítí je znázorněn v ekvivalentním zapojení na obr. 5 a) a b), proudový zdroj iw(t) a střídavé sítě jsou reprezentovány třísvorkovou Zs 25 a emf. sítě us(t) 26. Zbytek označení je stejný jako na obr.3. Na obrázku 5 b) je znázorněn stejný obvod jako na obrázku 5 a) s virtuálním rezistorem Rae 28. V ekvivalentním obvodu na obrázku 5 b) s virtuálním odporem Rae 28 zůstávají pouze dvě zpětné vazby B a S. Tyto zpětné vazby na aktuální blok 27 (aktivní prvek) přímo nereagují. Úloha syntézy je tedy rozdělena do dvou částí. Virtuální rezistor Rae 28 je zvolen tak, aby co nejlépe tlumil přechodné vibrace. Zbývající dvě BS komponenty působí na tlumený systém přes virtuální odpor 28.

Přistoupíme k popisu činnosti bloku 15 bilance - B (bilance).

Při provozu jako součást aktivního prvku 8 PWM měnič 10 nepřenáší energii z jedné sítě do druhé a akumulační kondenzátory 20 PWM měniče 10 nemusí být připojeny ke zdroji stejnosměrného napětí nebo ke sběru, tzn. ponecháno být „visící“ nebo „plovoucí“. V důsledku toho vzniká problém s udržením výkonové bilance akumulačních kondenzátorů 20. Pro provoz PWM měniče 10 je nutné, aby se napětí vd akumulačních kondenzátorů 20 udržovala v blízkosti dané úrovně. vdz:

a k tomu je nutné, aby na jakémkoli dostatečně dlouhém časovém intervalu Td byl průměrný výkon PWM měniče 10 (a aktivního prvku 8) nulový.

.

Tato rovnost musí být splněna na pozadí výkonu aktivního prvku 8 jeho základních funkcí: tlumení přechodových oscilací a absorpce vyšších harmonických proudu. Specifičnost podmínek pro použití aktivního prvku 8 ve filtru AC sítě umožňuje: bez narušení filtrace lze k výstupnímu napětí přičíst napětí základní harmonické s libovolnou amplitudou a fází. aktivního prvku 8. Komplexní amplituda napětí základní harmonické aktivního prvku 8 je volný parametr. Právě ona se používá jako parametr pro regulaci výkonové bilance Pd akumulačních kondenzátorů 20 aktivního prvku 8.

Napětí vd těchto kondenzátorů jsou popsána nelineární diferenciální rovnicí

.

kde C je kapacita kondenzátorů 20.

Pokud však přejdeme k naakumulované energii

,

rovnice se stává lineární

Vyberme bilanční složku Pbal v mocnině Pd:

kde Pd" - ostatní komponenty. K řízení objektu podle rovnice (11) je použit proporcionálně-integrální regulátor 36 (PI-regulátor) výkonu (viz obr.6).

kde: p je Laplaceův operátor; kondenzátory 20 pro ukládání energie s nastavením Ez; Kd, td - zesílení a časová konstanta PI regulátoru.

Při vhodných parametrech takový regulátor efektivně přivede energii Ed na danou hodnotu Ez.

Jak je znázorněno na obr.6, vstup funkčního bloku 34 přijímá signál vd z napěťového snímače 19 akumulačních kondenzátorů 20, poté se na výstupu sčítačky 35 vytvoří rozdíl (Ez-Ed), který je napájen na vstup regulátoru 36.

Dále musí být hodnota výkonu Pbal určená regulátorem 36 převedena na komplexní amplitudu bilančního napětí vbal a poté na sinusovou proměnnou síťové frekvence vbal(t), aby se realizoval požadovaný bilanční výkon Pbal.

Rovnovážný výkon se rovná skalárnímu součinu komplexních amplitud, sinusových funkcí napětí a proudu (vbal, ibal).

Pomocí ekvivalentního obvodu (viz obr.7) systému znázorněného na obr.3 byl získán výraz pro komplexní amplitudu bilančního proudu ibal:

kde je komplexní amplituda síťového napětí vs, yo je vodivost bloku kondenzátorových baterií 4, ho je reaktance uzemňovacího reaktoru 6, .

Dosazením posledního výrazu do (13) dostaneme

kde - - modul síťového napětí vs, Vbal, norm - složka bilančního napětí kolmá k vektoru síťového napětí.

Tangenciální složka vektoru neovlivňuje sílu váhy. Složka Vbal,tan může být brána jako nula nebo nějaká jiná; nemá to vliv na vyvážení. Ze vzorce (15) se pro výpočet normální složky amplitudy rovnováhy použije požadovaný výkon Pbal

Výpočet Vbal,norm je implementován (viz obr.6) pomocí bloku 29 násobení a bloku 32 dělení. V tomto případě se napěťový modul vs vypočítá pomocí synchronizačního bloku 37 a výpočtového bloku 38 modulu. Blok 37 převádí tři fázová napětí třífázové sítě na jednu komplexní proměnnou ve tvaru:

skládající se z komplexní amplitudy a rotačního vektoru jednotkové amplitudy (orth) e j· .,

Dělicí blok 33 vypočítá hodnoty rotačního jednotkového vektoru e j· síťového napětí a poté se pomocí násobicích bloků 30 a 31 vytvoří sinusová proměnná - bilanční napětí vbal - druhá ze tří složek. výraz (1):

Po připojení tlumicí složky vdemp a vyvážené složky vbal generátoru napětí aktivního prvku 8 tvoří ekvivalentní obvod AC sítě spolu s kompenzačními kondenzátory 4 a aktivním prvkem 8 silový obvod silně tlumený pomocí virtuálních odporů. bez použití skutečných rezistorů rozptylujících energii pro tlumení. Ve zjednodušené podobě, bez zohlednění filtru (Lae, Cae) vysokofrekvenční pulzně šířkové modulace, který je zde nevýznamný, je tento obvod znázorněn na obr.8. Aktivní prvek 8 je v něm zobrazen tlumícím odporem Rae a zdrojem emf. vsel, navržený tak, aby absorboval vyšší harmonické proudu iw.

Spektrum proudu posílaného do sítě převodníkem 3 řízeným sítí je diskrétní

V souladu s tím je selektivní harmonická absorpční složka vsel vytvořena jako součet

Každá z vyšších harmonických proudu iwk musí být působením harmonické výstupního napětí vaek aktivního prvku 8 zcela vtažena do PKU (do aktivního prvku 8), takže by měla být:

a podle toho pro napětí:

Pro splnění těchto podmínek musí být komplexní amplituda harmonických napětí vsel().

, k Iw k ,

V tomto případě protéká aktivním prvkem 8 proudová harmonická s komplexní amplitudou

Provoz podle vzorců (21 24) funkční schéma kalkulátoru selektivního potlačení harmonických je uvedeno na obr.9.

Kanonické harmonické 12pulzní měniče proudu napájeného ze sítě 3 mají řádovou velikost

k: -11,13; -23, 25; -35, 37;

kde záporná čísla odpovídají zpětně rotujícím harmonickým. Komplexní proměnné s jednotkovou amplitudou e j·k· (orths) jsou získány ze synchronizačního bloku (neznázorněno na obr.9), ve kterém je v důsledku zpracování síťového napětí vs() nejprve získáno ort e j·, a z toho se pak počítají další potřebné orty. Komplexní proudové amplitudy podřízeného konvertoru jsou extrahovány synchronní filtrací vynásobením v násobicích blocích 39, 42, 45, 48 zpětně rotujícím jednotkovým vektorem e-jk násobení 40, 43, 46, 49 výpočet komplexních amplitud napětí harmonických a poté v násobicích blocích 41, 44, 47, 50 násobením odpovídajícím jednotkovým vektorem ej.k. se získá harmonické napětí vsel k. Sčítačka 55 umožňuje získat konečný signál vsel.

Syntetizovaný kalkulátor selektivního potlačení select pracuje na horní části demp složky tlumení a nenarušuje tlumení. Zároveň s přesně známými parametry impedance a přesnými výpočty zcela absorbuje harmonické složky měniče 3 buzené sítí do obvodu kompenzačního zařízení.

Proud síťově řízeného měniče 3 iw() je téměř nezávislý na chování aktivního prvku 8. Z tohoto důvodu je kalkulátor selektivního potlačení působící na tento proud, znázorněný na obr. 9, dopředný systém a sdílí výhody a nevýhody systémů s přímým připojením. Výhodou je odstranění problému udržitelnosti; přímá spojení nemohou být příčinou samooscilací. Nevýhodou je zachování případné výsledné chyby, jak chyby výchozích dat, tak chyby každého kroku výpočtu a ve výsledku malá přesnost. Z tohoto důvodu se dopředné systémy používají pouze ve vzácných případech. Počítadlo nádoby podle schématu na obr. 9 je diskutováno výše pouze pro ilustraci činnosti aktivního prvku 8 ve filtračním kompenzačním zařízení.

Při implementaci vsel kalkulátoru v homogenní FKU v souladu s navrženým technickým návrhem se využívá zpětná vazba, tzn. komunikace na měřeném proudu AC sítě je (), jak ukazuje obecné schéma homogenní PKU (obrázek 3).

Zde navržená konstrukce systému selektivního potlačení harmonických složek síťového proudu is() je založena na principu kvazistacionarity. Je příznačné, že výběrový systém pracuje na pozadí uzavřeného širokopásmového tlumení zpětné vazby demp, které bylo diskutováno výše. Působením tlumení, po dostatečně krátkých časových obdobích nebo s dostatečně pomalými změnami podmínek, je proud AC sítě složen ze stejných harmonických, které jsou generovány síťově řízeným měničem 3:

navíc komplexní amplitudy harmonických sítového proudu jsou spojeny s komplexními amplitudami harmonických proudu měniče 3 buzeného sítí a komplexními amplitudami harmonických napětí součiniteli stacionárních přenosových charakteristik. systému:

Y(j·) - stacionární přenosová charakteristika kompletního ekvivalentního obvodu systému z napětí aktivního prvku na síťový proud; Yk =Y(jk);

G(j ) - stacionární přenosová charakteristika kompletního ekvivalentního obvodu systému z proudu měniče buzeného sítí na proud ve vedení; Gk = G(j k).

Předpokládá se, že rovnice pro přenos komplexních amplitud uspokojivě platí za téměř stacionárních podmínek, kdy jsou komplexní amplitudy pomalu se měnícími funkcemi času , , . Vzhledem k (25) jako rovnici řídicího objektu je snadné pro něj vybrat ovladač. Cílovou řídicí funkcí je získání nulových hodnot všech harmonických síťového proudu, tzn. nastavená hodnota pro komplexní amplitudu každé harmonické je nula,

Nejlepším regulátorem pro tyto podmínky je integrátor

kde je časová konstanta integrátoru.

Rovnice pro komplexní amplitudu harmonické síťového proudu se pak získá takto:

Proměnná na pravé straně rovnice (rušivá proměnná) je téměř nezávislá na procesech potlačování harmonických složek, jak již bylo zmíněno dříve, a je konstantní v podmínkách ustáleného stavu, takže pravá strana rovnice se v ustáleném stavu stává nulou. státní podmínky

.

V souladu s tím má komplexní amplituda selektivně potlačených harmonických síťového proudu tendenci k nule exponenciálně s časovou konstantou

Jak by se dalo očekávat od integrovaného regulátoru, chyba (v tomto případě harmonická síťového proudu) je zcela eliminována.

Systémové rovnice pro selektivní potlačení harmonických složek síťového proudu (25, 26) jsou složité. Pomalu se měnící proměnné , , v nich obsažené, mají komplexní hodnotu. Koeficienty rovnic Y k, Gk jsou rovněž komplexní. To samo o sobě je pouze technické. Je snadné rozšířit rovnice (25, 26) na odpovídající výrazy pro 2-vektory s reálnými hodnotami

x=x d + j x q col(x d, x q).

To se nedělá jen proto, že vzorce s komplexní hodnotou jsou kratší a jasněji vyjadřují podstatu. Větší pozornost by měla být věnována jiné okolnosti. V součiniteli Y k rovnice objektu (25) jsou skryty parametry sítě SS, ve které PKU obecně pracuje, a zejména regulátoru selektivního potlačení harmonických složek k. Parametry sítě jsou známy pouze nepřesně a tyto parametry se mohou změnit. Při zvažování citlivosti systému selektivního harmonického potlačení na chybu znalosti vedení je nutné rozlišovat mezi parametrem Y k určeným přímkou ​​rovnice (25) a odhadovanou hodnotou tohoto parametru Y k použitou v řídicím systému hl. aktivním prvkem se pak stane rovnice (26).

Při dosazení do (25) se v rovnicích uzavřeného systému objeví komplexní faktor rovný poměru skutečného a odhadovaného parametru

.

Tento komplexní multiplikátor upravuje časovou konstantu regulátoru a mění ji na komplexní číslo. Přechodová složka uzavřeného řídicího systému (28) je modifikována následovně

kde se pro stručnost píše

Poslední výraz popisuje tlumené harmonické kmitání s časovou konstantou tlumení a vlastní frekvencí

Přechodová složka přestane být tlumena pouze v případě, že fázová chyba dosáhne kritických hodnot

Chyba Modulo neovlivňuje stabilitu; jen mění tempo. To vede k důležitému závěru: systém selektivního potlačení harmonických síťových proudů s integrální zpětnou vazbou je robustní. Udržuje stabilitu v širokém rozsahu nesrovnalostí mezi parametry AC sítě a očekávanými. Stabilita se ztratí pouze při změně směru zpětné vazby, když vektor divergence překročí kvadranty I, IV komplexní roviny (skutečná složka vektoru divergence se stane zápornou).

Strukturu selektivního odrušovacího regulátoru k-té harmonické síťového proudu, působícího podle rovnic (25, 26), znázorňuje schéma na obr.10.

Samotný regulátor pracuje pouze se složitými amplitudami, . Amplituda proudu je extrahována z proudu i(·) měřeného snímačem 22 vynásobením násobící jednotkou 56 k-tým zpětně rotujícím jednotkovým vektorem e-j·k·. Pro získání komplexní amplitudy napětí se výstupní proměnná komplexního integrátoru vynásobí předpokládaným komplexním koeficientem - přenos odporu z napětí aktivního prvku 8 na síťový proud o frekvenci k-té harmonické. Na základě získané hodnoty komplexní amplitudy napětí se vynásobením k-tou rotující jednotkou vektoru ej·k· pomocí násobící jednotky 58 obnoví úloha k-té harmonické napětí Vk aktivního prvku 8.

Konstrukce kompletního obvodu kalkulátoru součástky vsel( ), tzn. složka selektivního potlačení harmonických, je součtem regulátorů ve tvaru znázorněném na obr. 10, pro celý soubor vybraných harmonických; jeden regulátor pro každou z potlačených harmonických. Tato konstrukce je znázorněna na obr.11.

Seznam potlačených harmonických obsahuje nejprve kanonické harmonické

11, 13; -23, 25; -35, 37 .

Kromě kanonických harmonických obsahuje proud měniče buzeného sítí nekanonické harmonické ve zbytkových množstvích

5, -7; -17, 19; .

Jsou generovány proudy naprázdno měničových transformátorů a nepřesnostmi v ovládání ventilů. Jejich amplituda je obvykle malá, ale může být nutné snížit jejich úroveň. V homogenní PKU s aktivním prvkem řízeným třísložkovým algoritmem DBS není potřeba žádné další zařízení pro absorbování nekanonických harmonických. Stačí do funkčního schématu a programového bloku 16 zahrnout větve selektivního potlačení harmonických (select) odpovídající těmto nekanonickým harmonickým, jak je znázorněno na obr.11.

Při zvažování funkčního diagramu bloku 16 by měl select brát v úvahu fenomén superpozice harmonických. Na obr.11 jsou na vstupech integrátorů 81 86 zaznamenány hodnoty Is 11 Is 13 .

Ve skutečnosti pro proud formy

například na vstupu integrátoru 82 se po vynásobení (pomocí násobící jednotky 66) e-j13 získá součet:

je 1 e -j 12 + je 11 e -j 24 + je 13 + je 23 e -j 36 + ,

ve kterém se ke komplexní amplitudě Is 13 přidávají harmonické 12, 24 a 36násobné frekvence. Aby se zabránilo rušení, musí být časová konstanta integrátorů 81, 86 zvolena dostatečně velká, aby zeslabila nejnižší frekvenci kombinačních harmonických. Ve výše uvedeném příkladu je nejnižší frekvencí z nich 12. harmonická. Pro její utlumení není nutné příliš zpomalovat proces selektivního harmonického potlačení. I bez speciálních opatření může být systém selektivního potlačení harmonických velmi dynamický.

Závěrem popisu systému selektivního potlačení se zpětnou vazbou na síťový proud podotýkáme, že při jeho použití je přesnost potlačení vyšších harmonických síťového proudu dána výhradně přesností měření. Ostatní chyby, včetně chyb v informacích o parametrech AC sítě, jsou zcela potlačeny integrovanými zpětnovazebními regulátory.

Činnost zařízení pro kompenzaci filtru podle vynálezu je znázorněna na procesních grafech (obr. 12 - obr. 13) získaných pomocí modelu ELTRAN. ELTRAN (, ) je univerzální systém pro modelování ventilových měničů libovolné konfigurace a účelu. Model ELTRAN spolu s výkonovou částí měniče zobrazuje i jeho řídicí systém a v případě potřeby i externí obvody sousedící s měničem. Všechny tyto možnosti byly v tomto případě potřeba. Implementovaný model nejprve detailně zobrazuje všechny silové obvody kompletní jednotky usměrňovač-měnič (KVPU), jejíž zjednodušené jednořádkové schéma je na obr.3, včetně:

Dvanáctipulzní měnič 3 proudu napájený ze sítě, s individuálním znázorněním každého ventilu;

Měničový třívinutý transformátor 2, zobrazující konfiguraci magnetického obvodu specifického pro konvertorové transformátory a zohledňující jevy jeho saturace;

Kondenzátorové baterie 4, spínače 5 a uzemňovací tlumivky 6, jakož i pomocné RC obvody pro omezení zapínacích proudů při spínání baterií 4;

AC síť 1 ve formě čtyřčlánkového ekvivalentního obvodu přenosového vedení, stejně jako reaktance a emf. přilehlá rozvodna;

Modulární pětiúrovňový PWM měnič 10 napětí s individuální reprezentací IGBT a akumulačních kondenzátorů 20 (aktivní prvek 8);

Filtr Lae 11, Sae 12 vysokofrekvenční modulace zvlnění šířky.

Spolu se silovým obvodem je detailně zobrazen i řídicí systém aktivního prvku 8 podle algoritmu DBS se všemi jeho funkčními bloky a zpětnovazebními smyčkami.

Model dále zobrazuje synchronizační systém a řídicí systém proudového měniče poháněného sítí 3. Parametry modelu: výkon - P N =500 MW, síťové napětí AC-V N =400 kV.

Celkový jalový výkon FCU potřebný pro provoz KVPU je

Q SUM 330 Mvar.

Kondenzátorové banky FKU jsou rozděleny do 3 bloků stejného typu (Nq=3); kapacita každé baterie je

Simulovaná KVPU zajišťuje provoz se změnou přenášeného výkonu P. Pro úpravu jalového výkonu s širokorozsahovou regulací přenášeného výkonu je nutné přepínání kondenzátorových baterií. V rámci studie je synchronní spínací režim považován za hlavní spínací režim. Moderní technologie vysokonapěťových spínačů umožňuje synchronní spínání. Funkce časování jsou mapovány na používaný model.

Syntetizovaný ELTRAN model KVPU s výše popsaným složením a funkcemi slouží k řešení široké škály problémů při navrhování reálných objektů.

Zde uvádíme pouze jednotlivé výsledky simulace související přímo s homogenní PKU a jejím aktivním prvkem.

Na obr.12. ukazuje grafy činnosti homogenní PKU a jejího aktivního prvku 8 v ustáleném stavu při jmenovitém přenášeném výkonu. Grafy jsou umístěny na 4 diagramech (1 - horní diagram, 4 - spodní diagram).

První diagram ukazuje:

U LMA - fázové napětí sítě 1 (je to také napětí síťového vinutí transformátoru 2),

IA - lichoběžníkový fázový proud měniče buzený sítí 3 (je to i proud síťového vinutí měniče transformátoru 2)

IAs - fázový proud vstupující do sítě.

Proud podřízeného měniče je daleko před síťovým napětím: podřízený měnič spotřebovává jalový výkon k přepínání svých ventilů. Zařízení pro kompenzaci filtru přidává zpožděný proud k proudu podřízeného měniče a tím posouvá síťový proud. Kromě toho FKU stahuje dohromady vyšší harmonické proudu podřízeného měniče. V důsledku toho se proud vstupující do sítě stává sinusovým, s malým posunem vzhledem k napětí. Vizuálně nejsou na grafech zkreslení síťového proudu a síťového napětí vůbec patrné. Na prvním diagramu je patrná určitá překompenzace jalového výkonu: příchozí síťový proud zaostává za síťovým napětím. To je způsobeno skutečností, že instalovaný výkon baterií FKU je vybrán s určitým přebytkem ve výpočtu pro přenos zvýšeného výkonu 1,1·P N .

Druhý diagram ukazuje jedno proměnné - UAF - fázové napětí na přípojnicích 7 aktivního prvku 8 (viz obrázek 3), což je napětí aktivního prvku po filtraci filtru Lae 11, Cae 12 vysokofrekvenční pulzně šířkové modulace. Takový filtr, jak je uvedeno výše, je součástí aktivního prvku. Napětí aktivního prvku, jak je patrné z grafu, dominuje 11. a 13. harmonická, které dohromady dávají charakteristický tvar úderu. Jiné harmonické nejsou v grafu napětí aktivního prvku viditelné. Jejich výběr vyžaduje speciální zpracování signálu.

Třetí schéma ukazuje: KUA - fázové napětí PWM převodníku 10 (tvarově se shodující s výstupním napětím modulárního víceúrovňového PWM převodníku 10 - základní část aktivního prvku 8). Šířková modulace je vysokofrekvenční. Úroveň lokálně zprůměrovaného napětí převodníku na grafu je chápána pouze jako zahuštění / zředění spínacích čar.

Čtvrtý (spodní) diagram ukazuje:

ILAIN - proud aktivního prvku 8,

ILAF - proud 6 zemnících tlumivek, které shuntují aktivní prvek,

ICAF je celkový proud kondenzátorové baterie 4.

V proudu aktivního prvku se prohlíží především 11. a 13. harmonická a kromě nich hlavní harmonická se síťovou frekvencí. Jsou v něm patrné pulzace šířkové modulace, které jsou viditelné jako nějaká „vlna“ aktuální linky. Amplituda těchto vlnění je malá, ale frekvence je vysoká a jsou zcela absorbovány filtračními kondenzátory aktivního prvku. Jak již bylo uvedeno, pulsně šířková modulace neproniká do výstupního napětí aktivního prvku.

Z posouzení obr.12 vyplývá, že PKU poskytuje kompenzaci a efektivní filtrování.

Častým jevem KVPU se síťově řízenými měniči jsou přechodové jevy způsobené přepínáním kondenzátorových baterií při nastavování jalového výkonu FKU. Tyto procesy jsou také uvažovány pomocí modelu ELTRAN. Spínání se provádí synchronizovaně: zapnutí jističe na příchozí povel je zpožděno tak, aby okamžik sepnutí kontaktu spadl v okamžiku přechodu napětí přes nulu. Takové ovládání je zvládnuto moderní technologií vysokonapěťových jističů. Snižuje přechodné výkyvy v síti a impulsní přetížení kondenzátorových baterií a samotných jističů, aniž by to vyžadovalo značné náklady.

Jeden z typických přechodových jevů je znázorněn na obr. 13., který ukazuje grafy procesu snižování přenášeného výkonu, doprovázeného odpojením jedné ze tří kondenzátorových bank PKU. Diagram ukazuje proud na výstupu měniče 3 (It - stupňovitá křivka) a proud vedení (sítě) (IL - hladká křivka) s poklesem přenášeného výkonu, doprovázeným odpojením třetí baterie hl. PKU.

V průběhu snižování přenášeného výkonu klesá jalový výkon Q měniče 3 poháněného sítí, vzniká přebytek jalového výkonu sítě QL a systém řízení jalového výkonu iniciuje odpojení třetí baterie FCU. . Přechodový děj způsobený poklesem přenášeného výkonu a jím iniciovaným odpojením baterie končí nastolením nového režimu v čase 100 ms.

Na obr.13 není zkreslení napětí v přechodovém procesu téměř vidět. To je pozitivní důsledek dvou okolností. Za prvé, načasování spínačů minimalizuje rušivý efekt zapnutí systému. Za druhé, virtuální rezistory tvořené subsystémem D třísložkového řídicího systému DBS zajišťují intenzivní tlumení systému. Nápadný je také efekt systému selektivního potlačení harmonických, který zajišťuje úplné potlačení harmonických složek síťového proudu.

Kvalita homogenního PKU a jeho systému řízení DBS při regulaci přenášeného výkonu je vcelku uspokojivá.

Studie režimů KVPU se standardním síťově řízeným měničem a homogenní FKU odhalila, že požadovaný instalovaný výkon aktivního prvku je 1,2 1,4 % propustného výkonu KVPU. Tato hodnota je zanedbatelná, takže náklady na aktivní prvek nijak hmatatelně nepřispívají k ceně KVPU a ztráty v aktivním prvku jsou mezi ztrátami v KVPU nepostřehnutelné. Komplikace homogenního KVPU s rezonančními obvody za účelem snížení výkonu aktivního prvku je nerozumná.

Výhody homogenního PFC s aktivním prvkem, nejmodernější MMC měniče a také propracovanost algoritmu DBS umožňují nabídnout homogenní PFC pro všechny moderní HVDC projekty s slave měniči proudu. Stav techniky pro tento další krok ve zlepšení HVDC-LCC dozrál.

Při výše uvedeném provedení nárokovaného zařízení jsou tedy zajištěny hlavní funkce - regulace jalového výkonu při použití stejného typu výměnných kondenzátorových baterií, úplná absorpce vyšších harmonických bez použití laděných rezonančních obvodů, tlumení přechodových kmitů bez použití rezistorů rozptylujících energii .

Na základě výše uvedeného následují následující úkoly:

Zjednodušení obvodu PKU díky radikálnímu snížení počtu větví PKU pro podmínky regulace jalového výkonu přepínáním baterií,

Snížení úrovně výkonových ztrát PKU v důsledku tlumení virtuálními odpory namísto tlumení reálnými odpory (funkci vykonává řídicí systém aktivních prvků bez zapojení jakéhokoli hardwaru),

Efektivně bylo vyřešeno zjednodušení nastavení FKU při uvádění do provozu a restrukturalizaci při změně parametrů AC sítě, které je dosaženo výhradně úpravou ovládacího programu aktivního prvku.

Informační zdroje

1. CIGREWorking Group 14.30. Přepínání filtrů a řízení jalového výkonu. Oddíl 8. č. 139 - Průvodce specifikací a vyhodnocením návrhu střídavých filtrů pro HVDC systémy. dubna 1999

2.R.K. Chauhan, M. Kuhn, D. Kumar, A. Kolz, P. Riedel - BasicDesignAspectsofBallia-Bhiwadi 2500MWHVDCPowerTransmissionSystem, 2009

3. Marquardt Rainer (DE) - Obvod pro usměrnění proudu pro střídače zdroje napětí s oddělenými zásobníky energie nahrazuje fázové bloky kondenzátory pro ukládání energie. Číslo publikace DE 10103031, 2002-07-25

4. L. Gyugyi, V.R. Pelly - Statické měniče frekvence - Teorie, výkon a aplikace. New York: J. Wiley, 1976

5. Sadek Kadry (DE), Pereira Marcos (DE) - Siemens AG (DE) - Hybridní filtr pro střídavou síť. Číslo publikace US 6385063, 2002-05-07

7. CIGRE IEC/PAS 62544 - Aktivní filtry v aplikacích HVDC. Veřejně dostupná specifikace, předstandard, 2008-02, strana 43-44

8. Marcos Pereira, Aplicaço de Novos Filtros Ativos AC de Pot nca Plena - IEE/PES T&D 2010 Latinská Amerika. S o Paulo, Brazílie, listopad 2010. (Siemens AG 2010 Energy Sector. [e-mail chráněný]).

9. Mustafa G.M. - Matice pro popis topologie transformátorů. "Elektřina" č. 10, 1977, s. 34-39

10. Mustafa G.M., Sharanov I.M. - Matematické modelování tyristorových měničů. "Elektřina" č. 1, 1978, s. 40-45

NÁROK

1. Filtrační kompenzační zařízení kompletní instalace měniče pro přenos stejnosměrného výkonu na bázi síťově řízeného ventilového (tyristorového) měniče proudu (linkový komutovaný měnič, LCC) s nastavitelným přenášeným výkonem, upravujícím jalový výkon přepínáním dvou nebo více větví, každá z který je vybaven spínačem pro připojení k síti a obsahuje kondenzátorové banky, odpory, tlumivky, které plní funkce filtrace a kompenzace; filtrační kompenzační zařízení dále obsahuje jeden nebo více aktivních prvků (napěťový měnič s vysokofrekvenční šířkovou modulací, proudové a napěťové senzory), vyznačující se tím, že:

Kondenzátorové banky implementují pouze kompenzační funkci a jsou shodné s jalovým výkonem Qk rovným Nq-té části nejvyššího celkového přenášeného jalového výkonu Qsum:

kde Nq je počet baterií kondenzátorů,

Kondenzátorové banky jsou připojeny k „země“ přes společný aktivní prvek pomocí vhodného počtu vysokonapěťových spínačů nebo přes samostatné aktivní prvky,

Ve filtračně-kompenzačním zařízení jsou filtrační funkce vykonávány pouze aktivním prvkem (aktivními prvky), pro tento účel je kromě obvyklé sady funkčních bloků PWM použit řídicí systém aktivního prvku (PWM převodník). převodník, je vybaven třemi softwarově implementovanými specifickými funkčními bloky (s odpovídající zpětnou vazbou k nim):

Blok D - tlumení (demp),

Blok B - rovnováha (bal),

Blok S - selektivní potlačení harmonických (sel),

generující referenční napětí, jejichž součet tvoří hlavní veličinu řízení měniče - referenční napětí vz(t) (časová funkce):

vz=vdemp+vbal+vsel a:

Blok D je vytvořen pomocí širokopásmové (například úměrné zesílení Rae) zpětné vazby na výstupní proud převodníku iae(t) v souladu s rovnicí:

vdemp(t)=Rae iae(t),

a představující virtuální rezistor Rae tlumí přechodné oscilace sítě stejným způsobem jako skutečný rezistor Rae zavedený do výstupního obvodu převodníku; v tomto případě je hodnota zesílení Rae volena tak, aby co nejlépe tlumila přechodné oscilace; zbývající dva bloky B a S působí na tlumený systém přes virtuální odpor Rae;

Blok B je tvořen pomocí zpětné vazby na napětí vd akumulačních kondenzátorů stejnosměrných napěťových spojů měniče za účasti síťového napětí vs na této zpětné vazbě, plní úlohu udržování rovnováhy výkonu Pd a následně napětí vd akumulačních kondenzátorů v blízkosti dané úrovně vdz:

Výpočetní modul (podle bilančního výkonu určeného bilančním regulátorem) komplexní amplitudy bilanční složky napětí Vbal, norma, kolmá k vektoru síťového napětí:

,

kde je komplexní amplituda síťového napětí, yo je vodivost kondenzátorové baterie,

Modul generování bilančního napětí - jako sinusová proměnná základní frekvence, ortogonální k síťovému napětí v souladu s výrazem:

vbal(t)=Vbal, norma j e j ,
- rotující jednotkový vektor k-té harmonické síťového proudu;

Modul pro regulaci komplexních amplitud vyšších harmonických napětí vsel, tzn. složku selektivního potlačení harmonických (sel), pomocí integrálního regulátoru pro každou selektivně potlačenou vyšší proudovou harmonickou, který na základě komplexní amplitudy harmonického proudu generuje komplexní amplitudu nastavení napětí této harmonické, a v vytvoření nastavení komplexních amplitud napětí vyšších harmonických měniče (aktivního prvku), komplexní koeficient se rovná hodnotě stacionární přenosové charakteristiky systému na frekvenci k-té harmonické:
pro celou sadu vybraných harmonických a sada potlačených harmonických obsahuje kanonické harmonické

11, 13; -23, 25; -35, 37 ,

a mohou také obsahovat jednotlivé nekanonické harmonické, například:

5, -7; -17, 19; .

2. Filtrační kompenzační zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že do obvodu kondenzátorové baterie je zavedena proudově omezující tlumivka, jejíž reaktance je určena podmínkou pro omezení amplitudy přechodového proudu při spínání kondenzátorových baterií.

S moderním rozvojem technologií mnoho průmyslových podniků používá mnoho různých konvertorů. Během provozu tyto měniče vytvářejí proudové a napěťové zvlnění v obvodu, což vede k výskytu vyšších harmonických proudu v síti.

Jejich přítomnost v síti zhoršuje její kvalitu a má špatný vliv na provoz všech zařízení a může vést k poruchám v různých systémech. To může vést k nouzovému odstavení spotřebitelů, falešnému provozu různých elektronických zařízení a zařízení. Přítomnost harmonických také způsobuje zahřívání motorů, kabelů atd. Je nutné minimalizovat jejich vliv na obvod. K tomu se používá filtrační kompenzační zařízení (FKU).

Filtr-kompenzační zařízení se skládá z L-C filtru naladěného na určitou harmonickou síť. Obvykle se jedná o 5., 7., 11. harmonické, jako nejvýraznější. Společnosti mohou také často instalovat zařízení pro kompenzaci filtrů naladěná na různé harmonické. Diagram FCU je uveden níže.

Pro správnou volbu filtračně-kompenzačního zařízení je nutné prozkoumat, které harmonické nejvíce ovlivňují kvalitativní složení sítě a její výkon. Na základě těchto údajů se provede výpočet a výběr filtru.

Jejich hlavní výhodou je, že fungují nejen jako filtr, ale také kompenzují jalový výkon. Stejně tak může být automatický a automaticky upravovat jalový výkon.

Při převaze statické zátěže (papírenský stroj, zátěž ventilátoru) se používají neregulované FKU, které jsou zapojeny do obvodu a pracují ve statickém režimu.

Převažuje-li dynamické zatížení (válcovny, zdvihací stroje apod.), používají se nastavitelné.Při změně konce cyklu provozu kteréhokoli zařízení se změní bilance jalového výkonu. Vzhledem k tomu, že PKU nejen kompenzuje reaktivní složku, ale také funguje jako filtr v obvodu, odpojení od sítě nedává smysl. K tomu je připojen dekompenzátor, který udržuje rovnováhu výkonu v obvodu.

Pro napětí 6 kV, 10 kV je nejvhodnější instalovat filtrační kompenzační zařízení. Protože když nízkonapěťové spotřebiče pracují na nízkonapěťové straně, dochází k odlišnému spektru harmonických. Jejich kompenzace na straně nízkého napětí není ekonomicky proveditelná, takže instalace filtru pro každého spotřebitele je nákladná. Vysokonapěťové spotřebiče vytvářejí menší spektrum zkreslení (3, 5, 7, 11 harmonických), proto je z technického i ekonomického hlediska snazší kompenzovat toto spektrum na straně 6 kV, 10 kV než mnohem širší spektrum na straně 0,4 kV, 0,6 kV.

Mohou být instalovány v interiéru i exteriéru. Obvykle jsou instalovány na GPP a připojeny k pneumatikám pomocí individuálního spínače. Níže jsou uvedeny způsoby umístění: vnitřní a venkovní:

Dilatační spáry umístěné uvnitř vyžadují větrání. V určitých případech (v závislosti na typu výroby a umístění provozovny) jsou pro větrání nutné vzduchové filtry. V místnosti je třeba dodržovat určitý teplotní režim, což vede k dalším finančním nákladům.

FCU musí být oplocena a přístup je možný pouze po vybití kondenzátorů. Pro bezpečnost obsluhy musí být vybaveny snímači napětí kondenzátoru. Pokud kondenzátory nejsou vybité na přípustnou hodnotu, jsou opravy nebo údržba zakázány.

Firma Electrointer nabízí zařízení pro kompenzaci jalového výkonu v sítích 0,4 kV. Jalový výkon zvyšuje výkonové ztráty, pokud v síti nejsou kompenzační zařízení, mohou ztráty dosáhnout 50 % průměrné spotřeby. Navíc snižuje kvalitu napájení: dochází k přetížení generátorů, tepelným ztrátám, změnám frekvence a amplitudy. Kompenzační zařízení filtru 0,4 kV budou ziskovým řešením tohoto problému.

Výhody kondenzátorových jednotek

Kondenzátorové jednotky se staly nejúčinnějším způsobem kompenzace jalového výkonu. Správně zvolené kondenzátory mohou snížit jalový výkon přijímaný ze sítě, což pomáhá snižovat ztráty energie. Instalace kondenzátorů má několik výhod:

• Rychlá instalace, nevyžaduje složitou údržbu. Takové kompenzační instalace nepotřebují další základ.
• Minimální ztráty činného výkonu. Inovativní kosinusové kondenzátory poskytují své vlastní ztráty ne více než 0,5 W na 1000 VAr.
• Možnost připojení v libovolném místě napájecí sítě. Takové instalace poskytují minimální hluk během provozu.

Kompenzace může být individuální nebo skupinová: v prvním případě je jalový výkon kompenzován tam, kde k němu dojde, ve druhém případě se působení kompenzátoru rozšíří na několik spotřebitelů.

Objednávání elektrozařízení u výrobce

CJSC "Electrointer" nabízí ke koupi jednotky kompenzace jalového výkonu v rozsahu, zařízení je vybráno s ohledem na osobní požadavky zákazníka. Zavolejte na naše čísla a prodiskutujte podmínky nákupu s odborníky: příznivé ceny a výhodné podmínky spolupráce jsou zaručeny.

Filtrační kompenzační zařízení jsou high-tech zařízení pro zamezení harmonického zkreslení proudových parametrů v průmyslových systémech a elektrických vedeních. Použití takových zařízení umožňuje stabilizovat parametry elektrické sítě, chránit drahá zařízení před přepětím a zlepšit kvalitu dodávaného zdroje. Zabráněním vzniku harmonických vyšších řádů zvyšují filtr-kompenzační instalace propustnost energetických sítí. Koeficient nelineárního zkreslení klesá, což umožňuje řádově snížit náklady na údržbu elektrických systémů.

Společnost "Megavar" v této oblasti úspěšně pracuje již dlouhou dobu. Navrhujeme a vyrábíme zařízení jakékoli úrovně. Podle potřeb vaší výroby vybereme a prodáme nejvhodnější filtrační kompenzační kondenzátory. Vysokonapěťové systémy jsou zvláště citlivé na nelineární zatížení. Vyšší harmonické v takových energetických sítích jsou nebezpečné, protože mohou vést nejen ke ztrátám výkonu, ale také k poškození průmyslových zařízení.

Pro výběr nejefektivnějšího systému je nutné porozumět specifikům organizace výroby, parametrům a architektuře stávajících sítí, zajistit jejich modernizaci atd. Naši specialisté analyzují zadání a nabídnou závod s maximální účinností, která plně splňuje požadavky zákazníka a možnosti průmyslových energetických sítí. Dodržováním rad profesionálů můžete nejen optimalizovat své zařízení, ale také prodloužit životnost vašich filtr-kompenzačních jednotek.

Výhody produktů Megavar LLC

• Různé modely. Sortiment společnosti zahrnuje filtrační kompenzační jednotky (FKU), určené pro napětí od 6,3 do 35 kV. Vyrábíme modely s kapacitou 450-10 tisíc kvar.
• Přizpůsobení se klimatickým podmínkám. Naše rostliny se používají v mírném i chladném podnebí. Katalog obsahuje klimatické modifikace U1, U3 a HL1).
• Vysoká kvalita a spolehlivost. Pro výrobu filtračních kompenzačních zařízení používáme pouze osvědčené komponenty od evropských i tuzemských dodavatelů.
• Bezpečnost. Instalace společnosti Megavar LLC snižují procento harmonických proudů na bezpečnou úroveň, čímž zabraňují nouzovým odstávkám a chrání drahá zařízení.

Konstrukce filtračních kompenzačních jednotek "Megavar"

Se vší rozmanitostí je zařízení PKU univerzální. Konstrukce každého modelu zahrnuje: úvodní článek v kovovém pouzdře, tlumivky omezující proud (samostatný prvek pro každou fázi), vysokonapěťové kondenzátory a proudové transformátory. Článek se skládá z odpojovače, ampérmetru a ochrany filtru. Každý reaktor omezuje proud v jedné z fází.

V obecném případě se PKU skládá ze sady paralelně zapojených filtrů, které částečně kompenzují nedostatek jalového výkonu a částečně lokalizují harmonické kmity, které se vyskytují v systému.

Klimatická verze může obsahovat prvky jako zářivky, práškový hasicí přístroj, topné a ventilační systémy. Hlavní parametry filtračních kompenzačních zařízení se promítají do označení FKU. Nejprve je uvedeno harmonické číslo (od 3 do 25), poté jmenovité napětí a poté jalový výkon systému (v kvar). Poslední 2-3 číslice označení označují klimatickou verzi.

Kde a proč se používají filtrační kompenzační jednotky FKU?

V systémech s nelineární zátěží (měniče, usměrňovače, transformátory, výkonová elektronika atd.) vzniká kromě činné energie i energie jalová. V prvním případě se energie vynakládá na výrobu tepla, mechanickou práci a další "užitečné" zatížení. Ve druhém část zdroje mizí neznámo kam, jde o „zbytečnou“ energii, která zhoršuje kvalitu přenášeného zdroje. Poměr činného a jalového výkonu určuje účiník cos ϕ. Čím vyšší je tento ukazatel, tím je systém efektivnější, ekonomičtěji spotřebovává elektřinu a bezpečnější probíhající procesy.

Filtrační kondenzátory (vysoké napětí) umožňují kompenzovat jalový výkon sítě a zlepšit celkový účiník. To lze provést mnoha způsoby, avšak kondenzátorové jednotky mají řadu výhod:

• Jednoduchost. Díky snadné instalaci jsou kondenzátory téměř bezúdržbové.
• Ziskovost. Nízká cena jednotlivých prvků činí nákup PKU výhodným nákupem pro organizace jakékoli úrovně.
• Soběstačnost. Během provozu kondenzátorových jednotek zůstává aktivní energie nezměněna. FKU aktivní zátěž nezvyšují, ale stabilizují.
• Dlouhá životnost. S kompetentním přístupem vydrží kondenzátorové jednotky až 20 let.

Fázový posun mezi proudem a výkonem vede ke vzniku harmonického zkreslení, elektrického šumu a rezonančních jevů. Nekontrolované zátěže snižují účinnost systému, vyšší harmonické mohou vést k poruše nebo nouzovému vypnutí. Zařízení pro kompenzaci filtru také pomohou vyhnout se negativním důsledkům. Zavedení takových systémů zvyšuje účiník, spolehlivost systému, snižuje energetické ztráty a zabraňuje vzniku vyšších harmonických.