Параллельная работа фильтров высших гармоник

На практике возникает необходимость в установке в сети не­скольких фильтров одной гармоники, включенных параллельно, если расчетный ток гармоники превышает наибольший номинальный ток фильтра или если необходимо повысить общую мощность компенси­рующих устройств.

При отклонении параметров параллельно работающих фильтров от резонансной настройки токораспределение фильтруемой гармони­ки в них нарушается, возникает ненормальная работа фильтров, а в ряде случаев - аварийная.

На рис,показана однолинейная схема подстанции, питающей три            , с параллельно включенными силовыми фильтрами

пятой гармоники, а на рис- схема замещения для высших гар­моник. Каждый фильтр представлен последовательным соединением индуктивного, емкостного и активного сопротивлений.

Здесь - характеристическое

сопротивление идеального фильтра;- активные сопротивления фильтров;- индуктивное сопротивление и токгармони-

ки энергосистемы; - суммарный токгармоники, генерируемый всеми   вентильными   преобразователями   в   питающую   сеть;

 - параметры, характеризующие количественное откло-

нение индуктивных и емкостных сопротивлений параллельных фильтров от номинальных значений при резонансной настройке.

Рис.5.9. Однолинейная схема подстанции с двумя фильтрами

 гармоники

Рис.5.10. Схема замещения для высших гармоник

Токи в параллельных ветвях и в питающей сети в долях от суммар­ного тока гармоникиопределяют по формулам

где

Расчеты по этим формулам позволяют сделать следующие вы­воды.

1. При отклонении одного параметра фильтра (индуктивности или емкости) токораспределение одного фильтра нарушается. При отклонении индуктивности одного фильтра на 15 % в сторону увели­чения ток фильтруемой гармоники в нем уменьшается примерно в 3 раза по сравнению с нормальным режимом резонансной настройки фильтров, а ток во втором фильтре увеличивается в 2 раза. Второй фильтр перегружается током гармоники, а первый - недоиспользует­ся. В сети протекает ток, в 1,8 раза больший, чем в нормаль­ном режиме резонансной настройки. Качество фильтрации ухудшает­ся.

2. При отклонении параметров фильтров в одну и ту же сторону от резонансной настройки имеют место перегрузка обоих фильтров током гармоники и существенное ухудшение фильтрации. При уве­личении емкостного сопротивления каждого фильтра на 10 % оба фильтра оказываются перегруженными током фильтруемой гармони­ки в 1,9 раза по сравнению с нормальным режимом, и в то же время в сети проходит ток почти целой гармоники В этом режиме применение фильтров теряет смысл, так как оба фильтра перегруже­ны током гармоники и почти не осуществляют фильтрации.

3. Более тяжелые режимы работы фильтров возникают при от­клонении их параметров от резонансной настройки в разные стороны. Например, если индуктивное и емкостное сопротивления первого фильтра увеличить, а второго уменьшить на 13 %, то ток гармоники в первом фильтре увеличивается более, чем в 1,6 раза, во втором - в 3,2 раза, в сети проходит ток, равныйт.е. больший ток гармо­ники, чем проходящий в сети при отсутствии фильтров.

Возникает парадоксальная ситуация: фильтры, установленные для уменьшения тока фильтруемой гармоники, при отклонении их параметров не только не уменьшают ток гармоники в сети, но даже увеличивают его, а сами фильтры перегружаются током. Такое уве­личение тока фильтруемой гармоники при подключении параллель­ных рассогласованных фильтров называется режимом антифильтра­ции.

Параллельная работа фильтров при реальных отклонениях их параметров от резонансной настройки сопровождается возникнове­нием ненормальных режимов токораспределения фазируемой гармо­ники и существенным ухудшением качества фильтрации.

Для устранения этого явления точки фильтра, имеющие малое активное сопротивление, соединяют перемычкой (рис.5.11).

Рис 5.11. Схема замещения при параллельно установленных силовых фильтрах высших гармоник с соединенными средними точками (схема с перемычкой)  '*

Сопротивления элементов фильтров определяют по формулам

где- активные сопротивления реакторов фильтров;- ак­тивные сопротивления батарей конденсаторов фильтров; токи гармоники в реакторе и в батарее первого фильтра; - токигармоники в реакторе второго фильтра. Схема включения параллельных фильтров с перемычкой позво­ляет поддерживать на достаточно высоком уровне качество фильтра­ции гармоники тока в сети и служит защитой от возникновения в па­раллельно включенных фильтрах аварийного режима фильтрации.

В начало