Filtry aktywne

Zastosowanie filtrów aktywnych jest dobrym sposobem kompensacji wpływu nieliniowych odbiorników na kształt napięcia zasilającego. Filtry te redukują zawartość składowych wyższych harmonicznych, zmniejszają współczynnik odkształcenia prądu THDi oraz zmniejszają straty energii, dzięki czemu wzrasta sprawność i wytrzymałość techniczna urządzeń w sieci elektrycznej.

Ze względu na intensywny wzrost poziomu produkcji i stosowania urządzeń elektrycznych wyposażonych w obwody energoelektroniczne o nieliniowych charakterystykach wejściowych, których wykorzystanie pozwala na zaoszczędzenie dużej ilości energii, problem występowania wyższych harmonicznych prądu stał się zdecydowanie poważniejszy.

Składowe wyższych harmonicznych prądu są generowane przez nieliniowe odbiorniki podłączone do sieci elektrycznej. Obecność tych składowych ma negatywny wpływ na wszystkie urządzenia zasilane za pomocą tej sieci. Powodują one m. in. większe straty mocy, wzrost zużycia energii elektrycznej oraz szybsze starzenie urządzeń, a zastosowanie filtrów eliminujących składowe harmoniczne pochodzące z odbiorników nieliniowych kompensuje to negatywne oddziaływanie.

WRZOSEL od 2012 roku instaluje filtry aktywne w cukrowniach stanowiących jeden z główniejszych rynków odbiorczych firmy. Jedno z wdrożeń przedstawiamy na przykładzie instalacji filtru aktywnego typu AAF 250A firmy Danfoss w Cukrowni Kruszwica S.A. w województwie Kujawsko-Pomorskim. Zastosowany filtr obniżył współczynnik THDi z poziomu 12-13% do 6,5%. Dalsza redukcja wyższych harmonicznych prądu byłaby możliwa jedynie po zastosowaniu filtru o większej wydajności prądowej. Po zastosowaniu filtru aktywnego należy zatem rozważyć, czy obciążeniowe straty dodatkowe generowane przez wyższe harmoniczne osiągnęły akceptowalny poziom i czy dalsza kompensacja jest zasadna. Dodatkowo ograniczenie odkształcenia prądu spowodowało zmniejszenie strat obciążeniowych w kompensowanym transformatorze, proporcjonalnych do kwadratu prądu transformatora i do kwadratu częstotliwości. Poza tym ograniczenie odkształcenia napięcia z THDu = 6% do THDu = 4% wpłynęło pozytywnie na inne odbiorniki zasilane bezpośrednio z transformatora. Zmniejszenie zawartości wyższych harmonicznych napięcia miało pozytywny wpływ przede wszystkim na silniki zasilane bezpośrednio z tego transformatora.

Więcej informacji na temat filtrów aktywnych przedstawiamy w artykułach poniżej, publikowanych w Wiadomościach elektrotechnicznych: