Страница 5

Применение активных фильтров позволяет уменьшить нагрузку на сеть от пускового тока двигателя без каких-либо негативных последствий для электрической машины.
На рис. 14 показан переходный процесс прямого пуска асинхронного двигателя с параллельно подключенным активным фильтром. Пусковой ток электродвигателя (красная линия) определяется только напряжением сети и сопротивлением обмоток. Его значение максимально при трогании ротора и постепенно снижается по мере разгона и уменьшения скольжения.
Основная составляющая пускового тока – это реактивный ток индуктивного характера. Подключив параллельно двигателю активный фильтр, можно стабилизировать cos ϕ на присоединении и скомпенсировать поступающую из сети реактивную мощность. Ток, потребляемый из сети (синяя линия), будет значительно меньше.
Важно отметить, что форма напряжения и тока двигателя при этом синусоидальная, момент на валу двигателя соответствует естественной механической характеристике, привод разгоняется быстро и влияние пусковых процессов на сеть незначительно.
Компенсация провалов напряжения на протяженных линиях электропередачи
Подобные задачи возникают при электроснабжении буровых установок, карьерных экскаваторов и др. На рис. 15 показан характер изменения напряжения на шинах питания главных приводов буровой БУ-3900/225 ЭПКБМ-2 при питании по воздушной ЛЭП протяженностью 12 км.
Набросы реактивной мощности превышают 1000 квар и в значительной степени определяют величину полного тока и падение напряжения на сопротивлениях воздушной линии. Провалы напряжения достигают 15 % и более, что приводит к отключению электрооборудования.
Установка активных фильтров на вводе питания буровой позволяет снизить провалы напряжения и уменьшить непроизводительное время в бурении.
Компенсация реактивной мощности ёмкостного характера
Компенсация реактивной мощности ёмкостного характера может потребоваться, в частности, на объектах с протяженными кабельными линиями. При длине высоковольтного кабеля 60 – 80 км и небольшой активно-индуктивной нагрузке электроприемников РМ ёмкостного характера на отходящей линии составит до 1000 квар.
На объектах с автономным электроснабжением возникает ситуация, при которой приходится включать дополнительные электроагрегаты для обеспечения ёмкостной нагрузки. Первичные двигатели (дизели, газопоршневые машины и др.) при этом работают неэкономично, перерасходуют топливо и ресурс. В подобных ситуациях конденсаторные УКРМ более чем бесполезны.
Напротив, активные фильтры отлично компенсируют РМ ёмкостного характера, обеспечивают надежную и экономичную работу электростанции.
Повышение устойчивости параллельной работы автономных электростанций
Параллельная работа автономных электростанций предполагает распределение реактивной мощности всех электроприемников между отдельными генераторами. В установившемся режиме работы однотипных генераторов с одинаковыми системами возбуждения это сделать несложно, но в процессе эксплуатации возникает масса причин, по которым РМ на сборных шинах может резко увеличиться.
Не всегда характеристики систем возбуждения и их настройки таковы, что дополнительная нагрузка распределяется пропорционально между работающими генераторами. Если один из генераторов примет значительную часть наброса нагрузки электростанции (реактивной), то его ток резко возрастет. Это может привести к отключению генератора защитой и опасному развитию событий.
Применение активных фильтров устраняет первопричину подобных процессов. Мгновенно срабатывающая система компенсации разгружает генераторы от реактивного тока и обеспечивает благоприятное протекание переходных процессов.
Заключение
Промышленные технологии стремительно меняются, и соответствующим образом изменяются электроустановки предприятий. Совершенствование элементной базы силовой преобразовательной техники делает доступным массовое производство и применение статических преобразователей. Двадцать лет назад преобразователи частоты казались очень дорогими и сложными, но сегодня они применяются повсеместно.
Активные фильтры имеют сходную с преобразователями частоты топологию, элементную базу, интерфейсы и особенности эксплуатации. Универсальность активных фильтров, компактность, широкий диапазон значений токов и напряжения делает их незаменимым инструментом в арсенале энергетиков.
Литература
1. Зобов И.Б., Мелентьев А.С., Спешилов Н.Е. Компенсация высших гармоник и реактивной мощности на СПБУ «Арктическая» // Морской флот. 2017. № 4(12).
2. Зобов И.Б., Мелентьев А.С. Активные фильтры. Практика компенсации высших гармоник в электроустановках // Новости ЭлектроТехники. 2020. № 4(124)–5(125).

Россия, г. Санкт – Петербург
ул. Таллинская, д. 7-А
+ 7 (812) 445 24 22
+ 7 (812) 445 23 47
E-mail: office@ic-art.ru
http://www.ic-art.ru