«Advances in Science and Technology» XVIII международная научно-практическая конференция 31 января 2019 Научно-издательский центр «Актуальность. Рф»

Манин И. А.
Нижнекамский химико–технологический институт Казанского национального
исследовательского технологического университета, Нижнекамск, Россия
В статье автор рассматривает вопрос о средствах компенсации гармоник высших по-
рядков, для этого приведены основные классификации, рассмотрены плюсы и минусы.
Ключевые слова: АЭП, ЭМС, пассивный фильтр, активный фильтр, гармоник высших по-
рядок
Постоянное увеличение нелинейных нагрузок в электросети, включая, например, регули-
руемые приводы, приводит к необходимости контроля качества электроэнергии и обеспечения
надежности оборудования.
Современное нефтехимическое производство, например, ОАО «Нижнекамскнефтехим»,
оснащено современным электронным оборудованием, которое контролирует производственный
процесс синтетического каучука.
Автоматизированные комплекты частотно–регулируемые электроприводы (АЭП) приме-
няется для качества выпускаемой продукции. Насыщенность аналоговых и дискретных элемен-
тов AЭП с нелинейными характеристиками управления усугубила эту проблему из–за негатив-
ного электромагнитного воздействия элементов друг на друга, что вызвало необходимость
обеспечения их электромагнитной совместимости (ЭМС). Сбои оборудования ЭМС приводят к
нарушениям в системах управления и, как следствие, к остановке всей производственной ли-
нии.
Существует несколько классификаций устройств компенсации ВГ, но большинство из них
делятся на способы подавления ВГ:
- пассивные фильтры, состоящие только из неактивных элементов, таких как индуктив-
ность, емкость и активное сопротивление;
- активные фильтры, которые помимо пассивных элементов имеют силовые полупровод-
никовые ключи и систему управления ими.
Рекомендуется устанавливать пассивные фильтры, так как они более эффективны, когда
они установлены близко с нелинейной нагрузкой. Кроме того, эти фильтры экономичны по
сравнению с другими устройствами. Пассивные фильтры добавляются в систему, чтобы компе-
нсировать гармоник, начиная с самого низшего порядка.
Все преимущества пассивных фильтров привели к их широкому применению, но также
были выявлены недостатки этих фильтров:
- компенсация или уменьшение только нескольких гармоник;
- резонанс с сопротивлением электрической системы на основных и других частотах;
- трудность изменить настроенную частоту и размер фильтра после установки;
- может снизиться эффективность фильтра за счет изменения его параметров (вызванного
старением, порчей и температурными эффектами) и нелинейной характеристики нагрузки;
- для эффективности, сопротивление фильтра должно быть меньше сопротивления си-
стемы, что может быть проблемой для сильных или твердых систем.
Активные фильтры используются при динамически изменяющемся спектре. Исполь-
зуемые активные фильтры имеют параллельную и последовательную структуру в зависимости
82

---

от типа источника искажения. Активные фильтры, построенные на элементах силовой элек-
троники, создают более высокие напряжения тока, соответствующие токовому спектру, проте-
кающему через электрическую сеть, но находящиеся в противоположной фазе. Это компенси-
рует потоки высших гармоник в сети. По сравнению с пассивными фильтрами, эти устройства
стоят дороже и не подходят для большинства малых предприятий.
Таким образом, проектировать, устанавливать и внедрять пассивные фильтры проще, чем
другие устройства.