(812) 445-21-00
г. Санкт-Петербург

Активные фильтры.

Активные фильтры в силовых электроустановках начали применяться с конца 1990-х годов. Большая часть активных фильтров – низковольтные. Ряд производителей поставляют активные фильтры для электроустановок выше 1000 В, относя их к категории «Статком» (статический компенсатор).

Терминология в данной предметной области не установилась, и изделия одного назначения и принципа действия могут называться:

  • активные фильтры,
  • активные фильтры гармоник,
  • активные динамические фильтры,
  • активные силовые фильтры,
  • активные кондиционеры гармоник и др.

Активные фильтры. Что это?

Активные фильтры – устройства силовой электроники, устраняющие балластные токи в трехфазных электроустановках.

Балластные токи протекают между источником и электроприёмником, но не участвуют в передаче активной мощности. Чем меньше балластные токи, тем меньше падения напряжения, искажения напряжения, потери электроэнергии, и тем большая активная мощность может передаваться в конкретных электроустановках.

Балластные токи условно делятся на три группы:

реактивные токи индуктивного и ёмкостного характера;

токи высших гармоник;

несимметричные составляющие токов обратной и нулевой последовательности.

Активные фильтры «очищают» сеть путем генерации токов всех трех типов во встречном направлении (по отношению к току источника). Геометрическое сложение токов сети и активного фильтра дает искомый результат.

Близкий аналог активного фильтра – синхронный компенсатор, который так же создает требуемый ток компенсации под действием собственной ЭДС и системы управления.

Активный фильтр (в отличие от синхронного компенсатора) – это статическое устройство, конструктивно выполняемое в виде изделия навесного или напольного (шкафного) исполнения со степенью защиты от IP 20 до IP 54 и выше. Все условия монтажа, наладки, эксплуатации активных фильтров в основном такие же, как для преобразователей частоты.

Активные фильтры обычно имеют модульную конструкцию, позволяющую наращивать мощность (ток) системы компенсации.

Цифровая система управления позволяет легко интегрировать активные фильтры в АСУ ТП с использованием стандартных физических интерфейсов и протоколов обмена данными.

Активные фильтры. Назначение.

Назначение активных фильтров - снижение рисков нарушений технологического процесса из-за нештатной работы электроустановок и уменьшение потерь при передаче активной мощности.

Физический смысл работы активных фильтров - компенсация всех трех групп балластных токов (реактивных токов индуктивного и ёмкостного характера, токов высших гармоник, несимметричных составляющих токов обратной и нулевой последовательности).

Некоторые производители создают упрощенные версии активных фильтров, компенсирующие только балластные токи одной группы (например, реактивные токов индуктивного и ёмкостного характера).

В общем случае назначение активных фильтров в терминах электротехники – это:

- компенсация токов высших гармоник, кратных и не кратных частоте напряжения сети;

- непосредственная компенсация искажений напряжения на участке электроустановки;

- генерация в сеть заданной реактивной мощности индуктивного или ёмкостного характера;

- поддержание требуемого значения коэффициента мощности;

- компенсация провалов напряжения из-за набросов реактивной мощности (в том числе при пуске электродвигателей);

- компенсация несимметрии токов источника электроэнергии;

- устранение фликера;

- устранение резонанса, и др.

Активные фильтры. Принцип работы.

В отличие от преобразователей частоты, сетевых преобразователей, DC/DC-преобразователей, активные фильтры подключаются ПАРАЛЛЕЛЬНО цепям нагрузки и управляют ТОЛЬКО реактивной (балластной) мощностью.

В наиболее распространённых схемах включения активных фильтров в цепях нагрузки должны устанавливаться стандартные трансформаторы тока.

Активные фильтры.

Автономный инвертор напряжения в составе активного фильтра является источником ЭДС, под действием которой формируются требуемые токи компенсации.

IGBT- мост и LCL- фильтр в силовой цепи образуют «бустерную схему» и обеспечивают поддержание в звене постоянного тока активного фильтра достаточно большого напряжения.

Инвертор на IGBT ключах, управляемый быстродействующим микропроцессором, создает трехфазное напряжение необходимой формы и величины с требуемым сдвигом по фазе относительно тока нагрузки.

При компенсации высших гармоник активный фильтр создает в точке подключения несинусоидальное напряжение. Это напряжение по гармоническому составу аналогично сетевому, но векторы отдельных гармоник направлены встречно по отношению гармоникам напряжения, подлежащим компенсации. Протекающий при этом ток (реактивный) подавляет высшие гармоники тока на участке между источником электроэнергии и нелинейными электроприёмниками.

При компенсации реактивной мощности активный фильтр формирует в точке подключения напряжение, сдвинутое по фазе относительно тока на участке между источником электроэнергии и электроприёмниками. Это напряжение может быть опережающим (при индуктивном характере нагрузки в сети) или отстающим (при ёмкостном характере нагрузки).

При компенсации несимметрии в трехфазной системе активный фильтр формирует в точке подключения линейные (междуфазные) напряжения, «выравнивающие» нагрузку фаз источника электроэнергии.

В зависимости от программного обеспечения и выполненных настроек, активные фильтры могут реализовывать различные функции управления балластной мощностью. Так, например, универсальные фильтры способны компенсировать высшие гармоники и реактивную мощность одновременно. Более простые модели предназначаются только для компенсации высших гармоник или только для компенсации реактивной мощности. В последнем случае их часто называют SVG (Static Var Generator).

Существуют модели активных фильтров, способные компенсировать искажения напряжения на участке электроустановки без применения трансформаторов тока.

Активные фильтры. Преимущества.

Преимущества активных фильтров проявляются по-разному в зависимости от типа электроустановки и решаемых задач.

1. Активные фильтры очень «быстрые». Они могут компенсировать широкий спектр гармоник до 50-порядка (некоторые модели – до 200-порядка). Могут компенсировать броски пускового тока двигателей, зарядные токи кабельных линий и др.

2. Активные фильтры компенсируют высшие гармоники и реактивную мощность одновременно. Работа в сетях с нелинейными токами и напряжениями является нормой для активных фильтров, что выгодно отличает их от конденсаторных установок и синхронных компенсаторов.

3. Активные фильтры компенсируют высшие гармоники выборочно. Это позволяет оптимально расходовать ресурс (ток компенсации), устранять резонанс и др.

4. Активные фильтры (некоторые модели) компенсируют высшие гармоники, приходящие со стороны источника. Это позволяет создавать эффективные и недорогие системы компенсации на присоединениях ответственных электроприёмников.

5. Активные фильтры легко перенастраиваются с панели оператора (или дистанционно по локальной сети). Это позволяет применять одно и то же оборудование для решения различных задач.

Поскольку активные фильтры подключаются параллельно цепям нагрузки, они просто интегрируются в действующие злектроустановки без прерывания технологического процесса.

Активные фильтры. Области применения.

Области применения активных фильтров постоянно расширяются.

Сегодня это – электропривод, электросварка, индукционный нагрев, автономные системы электроснабжения, системы бесперебойного питания, вычислительные комплексы и др.

Активные фильтры. Компенсация высших гармоник и реактивной мощности. Активные фильтры. Компенсация высших гармоник и реактивной мощности.
Компенсация высших гармоник тока.
Компенсация искажений напряжения.
Компенсация реактивной мощности индуктивного характера.
Компенсация реактивной мощности ёмкостного характера.
Компенсация пусковых токов электродвигателей.
Предотвращение резонанса.
Активные фильтры в системах автономного электроснабжения.
Активные фильтры в системах бесперебойного питания.
Установка и наладка активных фильтров.
Дистанционное управление активными фильтрами.

Активные динамические фильтры ADF Comsys. Особенности.

Активные динамические фильтры ADF компании Comsys (Швеция) присутствуют на рынке с 2001 года и в настоящее время продаются более чем в 50 странах.

Comsys – лидер продаж в Европе.

Отличие компании Comsys – в концентрации на одном продукте (активные фильтры) и в постоянном обновлении аппаратной части и программного обеспечения фильтров.

Уникальные свойства активных динамических фильтров ADF компании Comsys – возможность компенсировать искажения, приходящие со стороны источника электроэнергии, без применения трансформаторов тока.

Уникальным также является активный фильтр ADF-Р200, компенсирующий резонанс, интергармоники и высшие гармоники до 100-го порядка.

Компания ЭСТО тесно сотрудничает с Comsys с 2015 года.

Активные фильтры Sinexcel. Особенности.

Отличия активных фильтров Sinexcel – компактность и разнообразие применяемых  конструктивов. Наряду с привлекательной ценой, это обусловило лидерство Sinexcel в продаже активных фильтров в Азии.

Активные фильтры Sinexcel выпускаются в трех основных версиях:

  • Активные фильтры гармоник AHF,
  • Активные компенсаторы реактивной мощности SVG,
  • Активные фильтры-компенсаторы ASVG.

Компания ЭСТО является партнером Sinexcel с 2018 года.

Контактная информация.