Активные фильтры гармоник в системах бесперебойного питания
Active filters in UPS systems
Системы бесперебойного питания (СБП) предназначены для электроснабжения потребителей особой группы (категории) с высокими требованиями к качеству и надежности электроснабжения. В качестве независимого источника электроэнергии в СБП часто применяются аккумуляторные установки бесперебойного питания. В англоязычной литературе за ними закрепился термин UPS (Uninterruptible Power Supply).
В составе потребителей особой группы могут быть, в том числе, нелинейные электроприёмники (преобразователи частоты, выпрямители, устройства плавного пуска двигателей, регуляторы мощности и др.).
|
|
| Часть потребителей подключены к шинам гарантированного питания через тиристорные устройства плавного пуска | Часть потребителей подключены к шинам гарантированного питания через преобразователи частоты |
В этом случае неизбежны искажения синусоидальности напряжения на выходе UPS.
|
|
| Форма тока и напряжения на выходе UPS отличается от синусоидальной | Кф. искажения напряжения существенно превышает допустимые ГОСТ значения |
Применение стандартных пассивных фильтров может быть неэффективно, поскольку внутреннее сопротивление UPS достаточно велико. Если компенсация высших гармоник тока нелинейных потребителей не обеспечена, искажения напряжения на шинах гарантированного питания могут существенно превышать допустимые ГОСТ значения.
Коэффициент искажения напряжения резко возрастает при подключении к шинам гарантированного питания привода через устройство плавного пуска
При попытке синхронизации с сетью UPS формирует сигнал «Авария» и штатная работа системы бесперебойного питания нарушается.
Активный фильтр, подключенный к шинам гарантированного питания, компенсирует искажения тока и напряжения.
Схема подключения активного фильтра к шинам гарантированного питания (упрощенная)
Активный фильтр подключается параллельно электроприёмникам и его применение не требует какого-либо вмешательства в существующие цепи UPS или ответственных потребителей.
|
|
| Активный фильтр подключен к шинам гарантированного питания | Активный фильтр устранил искажения напряжения на выходе UPS |
При включении активного фильтра в работу нелинейные искажения тока и напряжения устраняются, что положительно сказывается на надежности электроснабжения потребителей особой группы.
|
|
| Форма тока и напряжения на выходе UPS, фильтр ОТКЛЮЧЕН | Форма тока и напряжения на выходе UPS, фильтр ВКЛЮЧЕН |
Применение активных фильтров в системах бесперебойного питания также целесообразно в целях компенсации реактивной мощности.
При загрузке UPS реактивным током приходится «переразмеривать» инвертор и разделительный трансформатор. Обычно это приводит к увеличению установленной мощности и стоимости оборудования. Активные фильтры одновременно с компенсацией высших гармоник повышают коэффициент мощности на выходе UPS. При этом ток инвертора снижается, что позволяет более полно использовать дорогостоящее оборудование для бесперебойного питания ответственных потребителей.
Предложения Инженерного центра «АРТ»
Установка активных фильтров для компенсации высших гармоник и реактивной мощности в системах бесперебойного питания.
