«Активный фильтр высших гармоник с компенсацией реактивной мощности для городских сетей низкого и среднего напряжения» ООО «Центр экспериментальной отработки инноваций ИрГТУ» Докладчик: Кондрат С.А.

Особенности электрической энергии как товара Электрическая энергия – энергия определенного вида, выступающая в процессе купли-продажи как товар, отличающийся особыми свойствами: - совпадением во времени процессов производства, передачи, распределения и потребления; - зависимостью характеристик качества электрической энергии не только от процессов производства, передачи и распределения, но и от процессов потребления. Что такое качество электрической энергии? Качество электрической энергии – это степень соответствия параметров электрической энергии их установленным значениям

Ущерб потребителя от пониженного КЭ

Снижение экономических затрат при электроснабжении потребителей г. Иркутска, связано с повышением качества электрической энергии и повышением надежности электрооборудования. Классификация технических средств, снижающих уровень высших гармоник

Оптимальным решением по компенсации высших гармоник, повышению надежности сети и снижению реактивной составляющей являются активные фильтры с использованием принципов широтно–импульсной модуляции на повышенной частоте по требуемым законам.

Основные преимущества активных фильтров по сравнению с другими устройствами: - эффективная работа фильтров в реальном времени; - возможность полной компенсации высших гармоник напряжения или тока независимо от амплитуд и начальных фаз гармоник; - возможность компенсации потерь активной мощности в преобразователе за счет поступления энергии в накопитель от сети подзаряда накопителя от дополнительного маломощного источника; - возможность управлять качеством электроэнергии в переходных процессах, обусловленных высоко динамической нагрузкой; - отсутствие дополнительных настроек фильтра.

Используемые прототипы для разработки устройства активной фильтрации 1. Разработанная программа для расчета потерь мощности от влияния высших гармоник 2. Патент на полезную модель «Трехфазный активный электрический фильтр» 3. Патент на изобретение «Однофазный активный электрический фильтр» 4. Патент на изобретение «Компенсатор реактивной мощности»

Результаты моделирования активного фильтра Трехфазный активный электрический фильтр состоит из систем преобразования входной информации 1, сумматоров 2, синхронизованной с сетью системой формирования эталонного сигнала 3, широтно- импульсных модуляторов (ШИМ) 4, буферных каскадов 5, импульсных усилителей мощности 6, LC-фильтров 7, мощной нелинейной нагрузки 8.

Результаты моделирования активного фильтра Моделирование осуществлялось с использованием 11 гармоник (100 Гц; 150 Гц; 200 Гц; 250 Гц; 350 Гц; 450 Гц; 500 Гц; 650 Гц; 750 Гц; 800 Гц; 1000 Гц), наложенными на основную (первую) гармонику. Таким образом, модель электрической сети представляет собой основной сигнал напряжения, амплитудное значение которого составляет 220 В, а частота 50 Гц с наложенными на него гармониками напряжения. Модель трехфазной электрической сети максимально приближена к реальной. Частотная характеристика сети 1 – реальный сигнал фазного напряжения сети до включения фильтра; 2 – фазное напряжение сети после включения фильтра; 3 – сигнал ошибки.

Электрическая принципиальная схема экспериментального активного фильтра 1 – драйверы ключей верхнего и нижнего уровня; 2 – режекторный фильтр; 3 – силовые модули транзисторов. п/п Параметры Значение 1Выходная мощность 700 Вт 2Номинальный ток (ток сигнала ошибки)2,5 А 3Номинальное напряжение 220 В

Внешний вид экспериментальной модели активного фильтра

Экспериментальные данные показывают эффективную работу активного фильтра. Коэффициент n-ой гармонической составляющей напряжения после включения фильтра по каждой гармонике не превышает значения 0,03%. До включения фильтра амплитудный спектр гармоник изменялся от 0,03% до 1,86% относительно основной гармоники. Коэффициент искажения синусоидальности кривой напряжения снизился до 0,18%.

Спасибо за внимание