Do eliminacji harmonicznych powszechnie stosuje się APF (aktywny filtr mocy).

I. Co to jest aktywny filtr zasilania (APF)?

Aktywny filtr mocy (APF) to urządzenie oparte na technologii elektroniki mocy, stosowane głównie w systemach elektroenergetycznych w celu eliminacji harmonicznych, kompensacji mocy biernej i poprawy jakości energii. W przeciwieństwie do tradycyjnych filtrów pasywnych, filtry aktywne wykorzystują elementy energoelektroniczne do dynamicznej regulacji. Próbkując i przetwarzając przebiegi prądu w czasie-rzeczywistym, generują prądy kompensacyjne przeciwne do harmonicznych, skutecznie eliminując w ten sposób harmoniczne w systemie elektroenergetycznym.

 

II. Źródła i zagrożenia harmonicznymi

Harmoniczne odnoszą się do odchyleń przebiegów prądu lub napięcia w systemie elektroenergetycznym od kształtu sinusoidalnego, w wyniku czego powstają przebiegi prądu lub napięcia o częstotliwościach będących całkowitymi wielokrotnościami częstotliwości podstawowej. Typowymi źródłami harmonicznych są nieliniowe urządzenia obciążające, takie jak przetwornice częstotliwości, regulatory prędkości, piece łukowe, falowniki i urządzenia energoelektroniczne.

1. Obecność harmonicznych może prowadzić do szeregu problemów:

1.1 Przegrzanie sprzętu, skrócenie żywotności;

1.2 Zmniejszona sprawność systemu elektroenergetycznego;

1.3 Niestabilna praca sprzętu, a nawet awarie;

1.4 Zakłócenia w sprzęcie komunikacyjnym.

 

III. Porządki harmoniczne eliminowane przez aktywne filtry mocy APF

W szczególności APF może skutecznie wyeliminować następujące porządki harmoniczne:

1. Harmoniczne-niskiego rzędu (trzecia, piąta, siódma itd.)

1.1 3trzecia harmoniczna: zazwyczaj powodowana przez trójfazowe-niesymetryczne obciążenia lub urządzenia, takie jak przetwornice częstotliwości, jest to najczęstsza harmoniczna-niskiego rzędu w systemach zasilania. APF może kompensować te trzecie harmoniczne w czasie-rzeczywistym, poprawiając jakość sieci.

1.2 5-ta harmoniczna: powszechnie spotykana w urządzeniach wyposażonych w prostowniki, takich jak układy napędowe silników prądu przemiennego. APF może skutecznie wyeliminować te harmoniczne, zapobiegając uszkodzeniu sprzętu.

Harmoniczne 1.3 7rzędu-i wyższego: niektóre złożone urządzenia energoelektroniczne, takie jak piece łukowe i prostowniki tyrystorowe, mogą generować harmoniczne-rzędu siódmego i wyższego. APF radzi sobie z tymi harmonicznymi-wyższego rzędu, zapewniając stabilność systemu elektroenergetycznego.

2. Harmoniczne-wysokiego rzędu (11., 13. i wyższe)

Harmoniczne-wysokiego rzędu są zazwyczaj wytwarzane przez urządzenia takie jak zasilacze impulsowe-wysokiej częstotliwości i przetwornice częstotliwości PWM. Chociaż te harmoniczne-wysokiego rzędu mają mniejsze amplitudy, ich wyższe częstotliwości sprawiają, że są one podatne na wywoływanie rezonansu w systemie elektroenergetycznym, co prowadzi do zmniejszenia wydajności systemu. APF może skutecznie radzić sobie z tymi harmonicznymi-wysokiego rzędu, zapobiegając ich niekorzystnemu wpływowi na system.