सुरीले शमन तकनीकों विद्युत वितरण नेटवर्क्स करने के लिए एप्लाइड

स्रोत: पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के क्षेत्र में अग्रिम 2013 (2013), आलेख ID 591680, 10 पृष्ठों
http://dx.doi.org/10.1155/2013/591680
हुसैन के ए. Kazem

इंजीनियरिंग के संकाय, सोहर विश्वविद्यालय, पीओ. डिब्बा 44, 311 सोहर, ओमान

शैक्षणिक संपादक: वाई के लिए. Kanaan

अमूर्त

हार्मोनिक शमन तकनीकों में से ए से बढ़ रही संख्या रूप से सक्रिय और निष्क्रिय तरीकों का सहित अब उपलब्ध हैं, और एक विशेष मामले के लिए सबसे अच्छा-लिए अनुकूल technique है का चयन एक जटिल निर्णय-बना रही है प्रक्रिया होना कर सकते हैं. इन तकनीकों का में से कुछ के की प्रदर्शन प्रणाली शर्तों के पर काफी हद तक निर्भर है, दूसरों के अनुनाद की समस्याओं और संधारित्र विफलता को रोकने के लिए व्यापक प्रणाली विश्लेषण की आवश्यकता होती है, जबकि. विभिन्न उपलब्ध हार्मोनिक शमन तकनीकों में से ए वर्गीकरण शोधकर्ताओं ने करने के लिए हार्मोनिक शमन विधियों में से किसी एक की समीक्षा का पेश करने के करने के उद्देश्य से इस कागज में प्रस्तुत किया जाता है, डिजाइनरों के, और इंजीनियरों बिजली वितरण प्रणालियों के साथ काम कर.

1. परिचय

ऐसी शक्ति कन्वर्टर्स के रूप में कई औद्योगिक और वाणिज्यिक भार के nonlinear विशेषताओं, फ्लोरोसेंट लैंप, कंप्यूटर्स, प्रकाश dimmers, और चर गति मोटर ड्राइव (VSDs) औद्योगिक पंप के साथ संयोजन के रूप में इस्तेमाल किया, प्रशंसकों, और कम्प्रेसर और भी एयर कंडीशनिंग उपकरण में हार्मोनिक विरूपण बिजली बिजली नेटवर्क में एक आम घटना बना दिया है. इन भार के कुछ लोगों द्वारा इंजेक्शन सुरीले धाराओं आमतौर पर वितरण नेटवर्क में एक महत्वपूर्ण विकृति पैदा करने के लिए बहुत छोटे हैं. तथापि, बड़ी संख्या में सक्रिय जब, संचयी प्रभाव गंभीर हार्मोनिक विरूपण स्तर के कारण की क्षमता है. ये आम तौर पर वे तटस्थ कंडक्टर और ट्रांसफार्मर अधिभार जितना अंत उपयोगकर्ता इलेक्ट्रॉनिक उपकरण परेशान नहीं करते, सामान्य रूप में, अतिरिक्त नुकसान और कम शक्ति का कारक कारण [1-5]. दूसरी ओर बड़े औद्योगिक कन्वर्टर्स और परिवर्तनीय गति ड्राइव आम युग्मन के बिंदु पर विरूपण के महत्वपूर्ण स्तर पैदा करने में सक्षम हैं (पीसीसी), अन्य उपयोगकर्ताओं के नेटवर्क से जुड़े हैं, जहां [6, 7].

क्योंकि इनपुट एसी साधन में बिजली की गुणवत्ता की सख्त आवश्यकता की, ऐसे आईईसी के रूप में विभिन्न हार्मोनिक मानकों और इंजीनियरिंग सिफारिशें 1000-3-2, आईईईई 519 (अमेरिका), के रूप में 2279, D.A.CH.CZ, 61000-3-2/EN में 61000-3-12, और ईआर G5 / 4 (यूके) पीसीसी में विरूपण के स्तर को सीमित करने के लिए नियोजित कर रहे हैं. इन हार्मोनिक मानकों का अनुपालन, बिजली इलेक्ट्रॉनिक और nonlinear भार का उपयोग प्रतिष्ठानों अक्सर हार्मोनिक शमन तकनीक की बढ़ती संख्या से एक का उपयोग [8]. क्योंकि उपलब्ध तरीकों की संख्या और विविधता की, एक विशेष आवेदन के लिए सबसे अनुकूल तकनीक का चयन हमेशा एक आसान या सरल प्रक्रिया नहीं है. कई विकल्प उपलब्ध हैं, सक्रिय और निष्क्रिय तरीकों सहित. सबसे उन्नत तकनीकी समाधान के कुछ परिणाम की गारंटी प्रदान करते हैं और अलग बिजली प्रणाली पर बहुत कम या कोई प्रतिकूल प्रभाव, अन्य सरल तरीकों का प्रदर्शन प्रणाली की स्थिति पर काफी हद तक निर्भर हो सकता है, जबकि. इस पत्र में तकनीकी प्रकाशनों की एक बड़ी संख्या को तीन श्रेणियों में हार्मोनिक शमन तकनीक की समीक्षा की और वर्गीकृत करने के लिए इस्तेमाल किया गया है, जिसमें हार्मोनिक शमन तकनीकों पर एक व्यापक सर्वेक्षण प्रस्तुत करता है: निष्क्रिय तकनीक, सक्रिय तकनीक, और सक्रिय और निष्क्रिय तरीकों का एक संयोजन का उपयोग संकर हार्मोनिक कम करने की तकनीक. प्रत्येक विधि के विद्युत विशेषताओं का एक संक्षिप्त विवरण वितरण नेटवर्क में इन harmonics की उपस्थिति के प्रभाव और परिणामों से निपटने की जब उनके उपलब्ध विकल्पों के बारे में एक अधिक सूचित विकल्प के साथ डिजाइनर और साइट इंजीनियर उपलब्ध कराने के उद्देश्य के साथ प्रस्तुत किया है.

2. निष्क्रिय सुरीले शमन तकनीक

कई निष्क्रिय तकनीक एक बिजली के नेटवर्क में हार्मोनिक प्रदूषण का स्तर कम करने के लिए उपलब्ध हैं, श्रृंखला लाइन रिएक्टरों का कनेक्शन सहित, tuned हार्मोनिक फिल्टर, और इस तरह 12 पल्स के रूप में उच्च नाड़ी संख्या कनवर्टर सर्किट का उपयोग, 18-नाड़ी, और 24 पल्स सर्किट. इन तरीकों में, अवांछनीय हार्मोनिक धाराओं उनके प्रवाह को ब्लॉक करने के लिए एक उच्च श्रृंखला प्रतिबाधा स्थापित करने या एक कम प्रतिबाधा समानांतर पथ के माध्यम से हार्मोनिक धाराओं के प्रवाह मनोविनोद या तो द्वारा प्रणाली में बहने से रोका जा सकता है [9].

उत्पादों के प्रदर्शन के लिए अर्हता प्राप्त करने के लिए दो तरह से आपूर्ति बिजली का पहलू सुधार और harmonics शमन के लिए इस्तेमाल सुरीले शमन तकनीक. एक एक निर्धारित न्यूनतम सत्ता से ऊपर भार के लिए पीएफ पर एक सीमा डाल करने के लिए है. उपयोगिता कंपनियों अक्सर भार के लिए स्वीकार्य शक्ति कारकों पर सीमा जगह (उदाहरणार्थ, <0.8 प्रमुख और >0.75 ठंड). एक उत्पाद का उपाय या निर्दिष्ट करने के लिए एक दूसरा रास्ता वर्तमान हार्मोनिक विरूपण के लिए पूर्ण अधिकतम सीमा को परिभाषित करने के लिए है. यह आमतौर पर अजीब harmonics के लिए सीमा के रूप में व्यक्त किया जाता है (उदाहरणार्थ, 1सेंट, 3तीसरी, 5वें, 7वें, आदि). यह दृष्टिकोण किसी भी योग्यता न्यूनतम प्रतिशत लोड की जरूरत है और बिजली की उपयोगिता को और अधिक प्रासंगिक है नहीं है.

सुरीले नियमों या दिशा निर्देश फिलहाल जांच में वर्तमान और वोल्टेज हार्मोनिक स्तर रखने के लिए लागू कर रहे हैं. एक उदाहरण के रूप में, टेबल्स में सचित्र जापान में वर्तमान विरूपण सीमा 1 और 2 कुल सुरीले विरूपण के अधिकतम और न्यूनतम मूल्यों का प्रतिनिधित्व (THD) वोल्टेज और एक ठेठ बिजली व्यवस्था में सबसे प्रमुख पांचवें हार्मोनिक वोल्टेज में [10].

तालिका 1: एक उच्च वोल्टेज विद्युत पारेषण प्रणाली में वोल्टेज THD और पांचवें हार्मोनिक वोल्टेज.

एक उच्च वोल्टेज विद्युत पारेषण प्रणाली में वोल्टेज THD और पांचवें हार्मोनिक वोल्टेज

तालिका 2: एक 6.6 केवी विद्युत वितरण प्रणाली में वोल्टेज THD और पांचवें हार्मोनिक वोल्टेज.

एक 6.6 केवी विद्युत वितरण प्रणाली में वोल्टेज THD और पांचवें हार्मोनिक वोल्टेज

कुछ तकनीकों, ऐसे tuned फिल्टर के उपयोग के रूप में, प्रतिध्वनि समस्याओं और संधारित्र विफलताओं को रोकने के लिए व्यापक प्रणाली विश्लेषण की आवश्यकता, जबकि अन्य, ऐसे 12 नाड़ी या 24 नाड़ी कन्वर्टर्स के उपयोग के रूप में, वस्तुतः कोई प्रणाली विश्लेषण के साथ लागू किया जा सकता है.

2.1. स्रोत मुक़ाबला का प्रभाव

ठेठ एकल चरण में एसी चालू waveforms और तीन चरण सर्किट में अब तक एक sinusoid से कर रहे हैं. शक्ति का कारक है क्योंकि लाइन वर्तमान तरंग के उच्च हार्मोनिक सामग्री का भी बहुत खराब है. एक छोटे स्रोत मुक़ाबला साथ सही करनेवाला में, इनपुट वर्तमान अत्यधिक टूटनेवाला है, और, एक परिणाम के रूप में, बिजली एक बहुत ही गरीब शक्ति कारक पर उपयोगिता स्रोत से ली गई है.

कुछ nonlinear भार में हार्मोनिक धाराओं के परिमाण कुल प्रभावी इनपुट मुक़ाबला पर बहुत निर्भर करता है, स्रोत मुक़ाबला से अधिक किसी भी जोड़ा लाइन मुक़ाबला के शामिल. उदाहरण के लिये, एक 6 नाड़ी डायोड सही करनेवाला एक डीसी बस संधारित्र खिलाने और टूटनेवाला डीसी वर्तमान के साथ संचालन दी, उसके एवज में इनपुट वर्तमान हार्मोनिक स्पेक्ट्रम के स्तर एसी स्रोत मुक़ाबला का मूल्य और एक जोड़ा श्रृंखला लाइन मुक़ाबला पर काफी हद तक निर्भर है; मुक़ाबला कम, उच्च हार्मोनिक सामग्री [1-3].

अन्य nonlinear भार, इस तरह के एक 6 नाड़ी डायोड सही करनेवाला एक अत्यंत प्रेरक डीसी लोड खिलाने और निरंतर डीसी वर्तमान के साथ संचालन के रूप में, के रूप में हार्मोनिक वर्तमान स्रोतों कार्य. ऐसे मामलों में, पीसीसी में वोल्टेज विरूपण की राशि कुल आपूर्ति प्रतिबाधा पर निर्भर है, किसी भी बिजली का पहलू सुधार capacitors के प्रभाव सहित, उच्च विरूपण स्तर पर उत्पादन उच्च impedances साथ [7, 11].

2.2. श्रृंखला लाइन रिएक्टर्स

श्रृंखला एसी लाइन रिएक्टरों का उपयोग एक व्यक्ति लोड करने के लिए स्रोत प्रतिबाधा रिश्तेदार को बढ़ाने की एक आम और किफायती साधन है, उदाहरण के लिये, एक मोटर ड्राइव सिस्टम के भाग के रूप में इस्तेमाल किया इनपुट सही करनेवाला. श्रृंखला रिएक्टरों के हार्मोनिक शमन प्रदर्शन भार के एक समारोह है; तथापि, उनके प्रभावी प्रतिबाधा उन के माध्यम से वर्तमान के रूप में समानता को कम कर देता कमी आई है [12].

2.3. Tuned सुरीले फ़िल्टर

निष्क्रिय हार्मोनिक फिल्टर (PHF) एक विशिष्ट हार्मोनिक आवृत्ति के लिए एक कम प्रतिबाधा रास्ता बनाते श्रृंखला या एक देखते नियंत्रण रेखा और उच्च पास फिल्टर सर्किट के समानांतर कनेक्शन शामिल. फिल्टर में जुड़ा हुआ है समानांतर या बिजली की आपूर्ति से देखते आवृत्ति हार्मोनिक वर्तमान दूर हटाने के लिए nonlinear लोड के साथ श्रृंखला. श्रृंखला लाइन रिएक्टरों के विपरीत, हार्मोनिक फिल्टर सभी हार्मोनिक आवृत्तियों attenuate लेकिन आपूर्ति चालू तरंग से एक भी हार्मोनिक आवृत्ति को समाप्त नहीं करते. उनके स्रोत पर खत्म करना harmonics पृथक बिजली व्यवस्था में हार्मोनिक घाटे को कम करने के लिए सबसे प्रभावी तरीका होना दिखाया गया है. तथापि, entailed वृद्धि हुई पहली लागत इस दृष्टिकोण के लिए एक बाधा प्रस्तुत. समानांतर से जुड़े फिल्टर बिजली काम में आगे नदी के ऊपर जुड़ा है, उच्च दिन के लिए दिन के लागत की वजह से हार्मोनिक धाराओं ले कि कंडक्टर और अन्य संयंत्र आइटम में नुकसान के लिए जमा करेंगे. उल्टे, लोड पर श्रृंखला से जुड़े फिल्टर के लिए, फिल्टर ही में वृद्धि हुई नुकसान कर रहे हैं. ये घाटा बस उच्चतर श्रृंखला प्रतिबाधा के परिणाम हैं, जो ब्लॉक harmonics के प्रवाह लेकिन वर्तमान लोड के शेष घटक के प्रवाह का एक परिणाम के रूप में लाइन हानि बढ़ जाती है [12, 13]. फिल्टर करनेवाला की गुणवत्ता कारक एक फिल्टर के लिए कम प्रतिबाधा पथ के वास्तविक मूल्य को प्रभावित करता है. आमतौर पर, बीच पर्वतमाला के मूल्य 20 और 100 [14]. हार्मोनिक फिल्टर के कई प्रकार आमतौर पर कार्यरत हैं, निम्नलिखित सहित:

2.3.1. सीरीज प्रेरण फ़िल्टर

स्विच्ड मोड बिजली की आपूर्ति और अन्य डीसी से डीसी कनवर्टर सर्किट द्वारा उत्पादित सुरीले धाराओं काफी एसी या डीसी बिजली सर्किट पर या तो जोड़ा जा सकता है कि एक श्रृंखला प्रारंभ करनेवाला के कनेक्शन से उतारा जा सकता है [15-17], आकृति में दिखाए 1. इन फिल्टर पर तो कई सुधार किए गए हैं.

(एक)

(एक)

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(सी)

(सी)

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(घ)

चित्रा 1: (एक) वर्तमान आकार देने के लिए श्रृंखला प्रारंभ करनेवाला फिल्टर, (ख) Ziogas करनेवाला संधारित्र फिल्टर, (सी) Ziogas फिल्टर पर Yanchao सुधार, और (घ) Yanchao फिल्टर पर हुसैन सुधार.

एकल चरण सर्किट के लिए Ziogas निष्क्रिय फिल्टर पारंपरिक सही करनेवाला के साथ तुलना में पीएफ में कुल Harmonics विरूपण THD और सुधार में कुछ कमी है. भी, THD को कम करने और सत्ता कारक बढ़ाने के लिए किया Yanchoa waveshaping फिल्टर. सही करनेवाला के उत्पादन टर्मिनल पर लेखक फिल्टर कनेक्ट शक्ति का कारक सुधार लाने और आपूर्ति के इनपुट वर्तमान THD कम हो जाएगा.

2.3.2. डीसी डीसी कनवर्टर वर्तमान आकार देने

श्रृंखला प्रेरण फिल्टर की तरह, इस सर्किट (चित्रा 2) बहुत एक वांछित साइन waveshape ट्रैक करने के लिए इनपुट आपूर्ति चालू की आकृति को नियंत्रित करने के लिए स्विच का कर्तव्य चक्र modulating द्वारा बंद मोड बिजली की आपूर्ति और अन्य डीसी कनवर्टर सर्किट द्वारा उत्पादित वर्तमान विकृति को कम कर सकते हैं [5, 18-20]. इन फिल्टर पर तो कई सुधार किए गए हैं.

(एक)

(एक)

(ख)

(ख)

(सी)

(सी)

(घ)

(घ)

चित्रा 2: (एक) कनवर्टर वर्तमान आकार देने सर्किट बूस्ट, (ख) पैसा कनवर्टर वर्तमान आकार देने सर्किट, (सी) बढ़ावा कनवर्टर वर्तमान आकार देने सर्किट में सुधार, और (घ) पैसा कनवर्टर वर्तमान आकार देने सर्किट में सुधार.
2.3.3. गुंजयमान तक समानांतर कनेक्टेड

एक विशेष हार्मोनिक को खत्म करने के लिए देखते निष्क्रिय नियंत्रण रेखा फिल्टर अक्सर तीन चरण शुद्ध और पलटनेवाला सर्किट द्वारा उत्पादित 5 वीं और 7 वीं की तरह कम आवृत्ति हार्मोनिक घटकों के स्तर को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है. आकृति में दिखाए फिल्टर आमतौर पर रेखा के पार से जुड़ा हुआ है 3. एक से अधिक हार्मोनिक का सफाया किया जा रहा है, तो एक अलग धकेलना फिल्टर प्रत्येक हार्मोनिक के लिए स्थापित किया जाना चाहिए. केयर एक ऐसी व्यवस्था के शिखर impedances क्योंकि एक नियंत्रण रेखा गूंज सर्किट की उपस्थिति की आपूर्ति के पीसीसी में वोल्टेज विरूपण के उच्च स्तर के कारण से बचने के लिए आवश्यक हार्मोनिक आवृत्तियों के बीच आवृत्तियों के लिए देखते हैं कि यह सुनिश्चित करने के लिए लिया जाना चाहिए [7, 12].

एक समानांतर से जुड़े गुंजयमान फिल्टर.
चित्रा 3: एक समानांतर से जुड़े गुंजयमान फिल्टर.
2.3.4. सीरीज कनेक्टेड सुनाई देती filte

समानांतर संस्करण के लिए सिद्धांत रूप में एक समान पर इस काम, लेकिन tuned साथ नियंत्रण रेखा आपूर्ति के साथ श्रृंखला में जुड़े सर्किट. श्रृंखला फिल्टर एक भी हार्मोनिक आवृत्ति को देखते जा सकता है, या यह हार्मोनिक आवृत्तियों की एक संख्या को multituned किया जा सकता है. आकृति में दिखाए multituned व्यवस्था श्रृंखला में कई tuned फिल्टर जोड़ता 4 tuned एक तिहाई हार्मोनिक दिखा नियंत्रण रेखा सर्किट, और एलR3, और सीR3, और एक उच्च आवृत्ति tuned नियंत्रण रेखा सर्किट, Lआरएच और सीआरएच उच्च आदेश harmonics को खत्म करने के लिए [5, 7, 12].

डबल देखते श्रृंखला से जुड़े गुंजयमान फिल्टर

चित्रा 4: डबल देखते श्रृंखला से जुड़े गुंजयमान फिल्टर.
2.3.5. तटस्थ मौजूदा फिल्टर

इस फिल्टर साइट ट्रांसफार्मर और सभी ट्रिपल आवृत्ति harmonics ब्लॉक करने के लिए तीन चरण लोड के बीच तटस्थ कंडक्टर में जुड़ा हुआ है, आकृति में दिखाए 5. इन ट्रिपल शून्य अनुक्रम harmonics एक दूसरे के साथ चरण में होते हैं, क्योंकि, वे सब तटस्थ कंडक्टर के माध्यम से प्रवाह, और यह बजाय व्यक्तिगत चरणों के तटस्थ में उन्हें ब्लॉक करने के लिए और अधिक किफायती है [5, 12].

एक तटस्थ वर्तमान अवरुद्ध फिल्टर.
चित्रा 5: एक तटस्थ वर्तमान अवरुद्ध फिल्टर.
2.3.6. वक्र ग्राउंडिंग तक

एक अत्यंत कम शून्य अनुक्रम प्रतिबाधा के साथ एक एकल या अवस्थायाँ ट्रांसफार्मर में स्थानांतरण चरण को एकीकृत करके, ट्रिपल की पर्याप्त कमी, 5वें, और 7 वीं harmonics प्राप्त किया जा सकता है. यह विधि लोड पास इन harmonics रद्द करके ट्रिपल harmonics से ट्रांसफार्मर तटस्थ कंडक्टर की रक्षा के लिए एक विकल्प प्रदान करता है. इस विधि में, आपूर्ति के साथ समानांतर में जुड़े एक autotransformer फंसाने के लिए एक शून्य अनुक्रम मौजूदा मार्ग उपलब्ध कराने और आकृति में दिखाए ट्रिपल harmonics रद्द कर सकते हैं 6 [16].

figure 6
चित्रा 6: तीन चरण nonlinear भार से जुड़े वक्र autotransformer.
2.4. उच्च नाड़ी कन्वर्टर्स

तीन चरणों, 6-स्थैतिक बिजली कन्वर्टर्स नाड़ी, ऐसे VSD में पाए जाने वाले के रूप में, कम आवृत्ति वर्तमान harmonics उत्पन्न. मुख्य रूप से, इन 5th हैं, 7वें, 11वें, और अन्य उच्च आदेश harmonics भी मौजूद है, लेकिन निचले स्तर पर के साथ 13 वीं. एक 6 पल्स कनवर्टर सर्किट के साथ, आदेश 6k ± 1 के harmonics, जहां कश्मीर = 1, 2, 3, 4, और इतना आगे, आपूर्ति चालू तरंग में उपस्थित रहेंगे. उच्च शक्ति अनुप्रयोगों में, Multipulse की अवधारणा पर आधारित एसी डीसी कन्वर्टर्स, अर्थात्, 12, 18, या 24 दालों, एसी आपूर्ति धाराओं में harmonics कम करने के लिए उपयोग किया जाता है. वे एक multipulse कन्वर्टर्स के रूप में भेजा जाता है. वे आवश्यक आपूर्ति चालू waveforms निर्माण करने के लिए एक डायोड पुल या thyristor पुल और इस तरह के ट्रांसफार्मर और inductors के रूप में चरण बदलने वाले चुंबकीय सर्किट का एक विशेष व्यवस्था भी उपयोग [9, 21-27].

2.4.1. 12-पल्स सुधार

बड़े कनवर्टर प्रतिष्ठानों में, एक तीन चरण कनवर्टर द्वारा उत्पन्न harmonics अस्वीकार्य स्तर तक पहुंच सकते हैं, जहां, यह एक 12 नाड़ी तरंग पैदा करते हैं और आपूर्ति और लोड पक्षों पर harmonics कम करने के लिए स्टार / डेल्टा चरण बदलने वाले ट्रांसफार्मर के साथ श्रृंखला में दो 6 पल्स कन्वर्टर्स कनेक्ट करने के लिए संभव है, आकृति में दिखाए 7. इस ट्रांसफार्मर की काफी अतिरिक्त लागत के बावजूद फायदेमंद हो सकता है. बारह नाड़ी सही करनेवाला अक्सर हीटिंग के लिए परामर्श इंजीनियरों द्वारा निर्दिष्ट किया जाता है, ventilating, और क्योंकि हार्मोनिक वर्तमान विकृति को कम करने के लिए अपनी सैद्धांतिक क्षमता का एयर कंडीशनिंग अनुप्रयोगों.

12 श्रृंखला नाड़ी सही करनेवाला कनेक्शन

चित्रा 7: 12 श्रृंखला नाड़ी सही करनेवाला कनेक्शन.

इसके बजाय श्रृंखला में दो कनवर्टर पुल को जोड़ने की, वे भी 12 नाड़ी आपरेशन देने के लिए समानांतर में जोड़ा जा सकता है. एक समानांतर 12 नाड़ी व्यवस्था चित्र में दिखाया गया है 8. समानांतर कनेक्शन प्रत्येक पुल द्वारा तैयार की धाराओं के बीच पर्याप्त संतुलन सुनिश्चित करने के लिए विशेष देखभाल की आवश्यकता. माध्यमिक रिसाव मुक़ाबला ध्यान से मिलान किया जाना चाहिए, और अतिरिक्त रिएक्टरों दो डीसी वोल्टेज waveforms के बीच तात्कालिक मतभेदों को अवशोषित करने के लिए डीसी पक्ष पर आवश्यक हैं, [9, 22, 28].

समानांतर बारह नाड़ी सही करनेवाला कनेक्शन
चित्रा 8: समानांतर बारह नाड़ी सही करनेवाला कनेक्शन.

एक 12 नाड़ी प्रणाली का उपयोग करते समय, 5 वीं और 7 वीं harmonics प्रकट करने के लिए पहले के रूप में 11 वीं छोड़ने लाइन चालू waveforms से गायब. आदेश का केवल harmonics , जहां = 1, 2, 3, 4, और इतना आगे, आपूर्ति चालू तरंग में उपस्थित रहेंगे, इस प्रकार एक हाई पावर फैक्टर में जिसके परिणामस्वरूप, इनपुट एसी साधन में कम THD, और उच्च गुणवत्ता की लहर मुक्त डीसी उत्पादन.

2.4.2. 18-पल्स सुधार

अठारह पल्स कनवर्टर सर्किट, चित्र में दिखाया गया 9, द्वारा चरण स्थानांतरित कर रहे हैं कि माध्यमिक windings के तीन सेट के साथ एक ट्रांसफार्मर का उपयोग 20 एक दूसरे के लिए सम्मान के साथ डिग्री. आदेश 18k ± 1 का केवल harmonics, जहां कश्मीर = 1, 2, 3, 4, और इतना आगे, आपूर्ति चालू तरंग में उपस्थित रहेंगे [9, 29].

18-पल्स सही कनेक्शन

चित्रा 9: 18-पल्स सही कनेक्शन.
2.4.3. 24-पल्स सुधार

एक 15 ° चरण में बदलाव के साथ दो 12 पल्स सर्किट कनेक्ट एक 24 नाड़ी प्रणाली का उत्पादन. चित्रा 10 दो 12 पल्स सर्किट आवश्यक 24 नाड़ी प्रणाली का उत्पादन करने के लिए समानांतर में जुड़े हुए हैं, जिनमें से एक ऐसी प्रणाली से पता चलता है. 11 वीं और 13 वीं harmonics अब प्रकट करने के लिए पहले के रूप में 23 वें छोड़ने आपूर्ति चालू तरंग से गायब. आदेश 24k ± 1 का केवल harmonics, जहां कश्मीर = 1, 2, 3, 4, और इतना आगे, एक 24 नाड़ी तंत्र में मौजूद रहेंगे [9, 30].

24-पल्स सही कनेक्शन

चित्रा 10: 24-पल्स सही कनेक्शन.

3. सक्रिय सुरीले शमन तकनीक

सक्रिय हार्मोनिक कम करने की तकनीक का उपयोग करते समय, बिजली की गुणवत्ता में सुधार के नेटवर्क में बराबर लेकिन विपरीत वर्तमान या वोल्टेज विरूपण इंजेक्शन लगाने से आया, जिससे मूल विरूपण रद्द. सक्रिय हार्मोनिक फिल्टर (AHFs) अछूता गेट द्विध्रुवी ट्रांजिस्टर तेजी से स्विचन का उपयोग (IGBTs) एसी लाइनों में इंजेक्ट किया कि इस तरह के अपेक्षित आकार के एक वर्तमान उत्पादन का उत्पादन करने के लिए, यह मूल लोड उत्पन्न harmonics रद्द. एएचएफ के दिल नियंत्रक हिस्सा है. एएचएफ के लिए लागू नियंत्रण रणनीति फिल्टर के प्रदर्शन और स्थिरता के सुधार पर एक बहुत ही महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं. एएचएफ नियंत्रण योजना के दो प्रकार के साथ बनाया गया है. पहला प्रदर्शन तेज फूरियर प्रत्येक हार्मोनिक आदेश के आयाम और चरण कोण की गणना करने के लिए बदल देती है. बिजली उपकरणों एक समान आयाम की वर्तमान लेकिन विशिष्ट हार्मोनिक आदेश के लिए विपरीत चरण कोण का उत्पादन करने के लिए निर्देशित कर रहे हैं. नियंत्रण की दूसरी विधि अक्सर पूर्ण वर्तमान तरंग फिल्टर के नियंत्रक द्वारा किया जाता है, जो के रूप में पूर्ण स्पेक्ट्रम रद्द करने के लिए भेजा है, मौलिक आवृत्ति घटक को निकालता है और शेष तरंग का उलटा इंजेक्षन करने के लिए फिल्टर जो निर्देशन [31-38].

आमतौर पर, इन फिल्टर फिल्टर उत्पादन कर सकते हैं कि कितना हार्मोनिक वर्तमान के आधार पर आकार, सामान्य रूप से 50 amps के amperage वेतन वृद्धि में. एएचएफ के समुचित amperage हार्मोनिक कैंसलेशन वर्तमान की राशि का निर्धारण करने के बाद चुना जा सकता है.

मूलतः, फिल्टर प्रणाली पर हार्मोनिक मौजूदा injects जो एक विशेष इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रक के साथ एक VSD के होते हैं 180 सिस्टम या ड्राइव harmonics के लिए चरण से बाहर. इस harmonics रद्द करने में परिणाम. उदाहरण के लिये, VSD 5 वीं हार्मोनिक वर्तमान के 50 एक बनाया है, और एएचएफ 5 वीं हार्मोनिक वर्तमान के 40 उत्पादन, उपयोगिता ग्रिड को निर्यात 5 वीं हार्मोनिक वर्तमान की राशि 10 ए होगा. एएचएफ एक एकल चरण या तीन चरण फिल्टर के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है.

भी, यह सर्किट विन्यास के अनुसार समानांतर या श्रृंखला एएचएफ के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है.

3.1. समानांतर सक्रिय फिल्टर

इस एएचएफ के सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल किया प्रकार है (फार्म और समारोह के संदर्भ में श्रृंखला एएचएफ की तुलना में अधिक बेहतर). नाम का अर्थ है, चित्र में दिखाया गया के रूप में इसे मुख्य विद्युत सर्किट के समानांतर में जुड़ा हुआ है 11. फिल्टर किसी भी हार्मोनिक विरूपण से आपूर्ति चालू मुक्त छोड़ने लोड हार्मोनिक धाराओं बाहर रद्द करने के लिए चलाया जा रहा है. समानांतर फिल्टर लोड सर्किट की हार्मोनिक मौजूदा घटकों और न ही पूरा लोड वर्तमान ले जाने का फायदा है [39-44].

समानांतर सक्रिय फिल्टर

चित्रा 11: समानांतर सक्रिय फिल्टर.

एएचएफ निम्न विधियों के आधार पर नियंत्रित किया जा सकता है:

  • नियंत्रक तात्कालिक वर्तमान लोड का पता लगाता है मैंL,
  • एएचएफ हार्मोनिक वर्तमान निकालता मैंएलएच पता चला लोड वर्तमान से मैंL डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के माध्यम से,
  • एएचएफ प्रतिकारी वर्तमान ड्रॉ मैंके उपयोगिता आपूर्ति वोल्टेज से मेंएस हार्मोनिक मौजूदा बाहर रद्द करने के रूप में मैंएलएच [45].
3.2. सीरीज सक्रिय फिल्टर

एएचएफ के इस प्रकार के लिए मुख्य सर्किट विन्यास चित्र में दिखाया गया है 12. यहाँ विचार वोल्टेज हार्मोनिक विकृतियों को खत्म करने और लोड करने के लिए लागू वोल्टेज की गुणवत्ता में सुधार करने के लिए है. इस संग्राहक एक sinusoidal पल्स चौड़ाई का निर्माण करके हासिल की है (PWM) कनेक्शन ट्रांसफार्मर भर में वोल्टेज तरंग, आपूर्ति प्रतिबाधा भर में विकृति का मुकाबला और लोड भर में एक sinusoidal वोल्टेज पेश करने के लिए आपूर्ति वोल्टेज में जोड़ा जाता है जो. सीरीज एएचएफ उनके मौजूदा मूल्यांकन बढ़ती पूरा लोड वर्तमान ले जाने के लिए है और और2 घाटे समानांतर फिल्टर के साथ तुलना, विशेष रूप से युग्मन ट्रांसफार्मर के माध्यमिक पक्ष में [43].

सीरीज सक्रिय फिल्टर

चित्रा 12: सीरीज सक्रिय फिल्टर.

अलग धकेलना एएचएफ के विपरीत, श्रृंखला एएचएफ निम्न विधियों के आधार पर नियंत्रित किया जाता है:

(मैं) नियंत्रक तात्कालिक आपूर्ति चालू पता लगाता है,

(द्वितीय) एएचएफ हार्मोनिक वर्तमान निकालता डिजिटल सिग्नल प्रोसेसिंग के माध्यम से पता लगाया आपूर्ति चालू से,

(III) सक्रिय फिल्टर compensating वोल्टेज लागू होता है ट्रांसफॉर्मर के प्राथमिक पार. यह आपूर्ति हार्मोनिक वर्तमान में एक महत्वपूर्ण कमी का परिणाम देगा () , प्रतिक्रिया प्राप्त पर्याप्त उच्च होना तय है जब [45].

श्रृंखला और समानांतर दोनों के साथ एक एएचएफ (अलग धकेलना) जुड़े वर्गों, आंकड़े में दिखाया गया है 11 और 12, क्रमश, एक साथ वोल्टेज और मौजूदा harmonics दोनों के लिए क्षतिपूर्ति करने के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है [34-36]. सभी मामलों में, किसी भी एएचएफ सर्किट की महत्वपूर्ण आवश्यकता आवश्यक मुआवजा वर्तमान सही और वास्तविक समय में गणना करने के लिए है.

4. हाइब्रिड सुरीले शमन तकनीक

एएचएफ और PHF की हाइब्रिड कनेक्शन भी नेटवर्क में harmonics विरूपण के स्तर को कम करने के लिए नियोजित कर रहे हैं. निश्चित मुआवजा विशेषताओं के साथ PHF वर्तमान harmonics फिल्टर करने के लिए अप्रभावी है. एएचएफ हार्मोनिक मौजूदा प्रदर्शन उन्मूलन के लिए स्विचिंग मोड विद्युत कनवर्टर का उपयोग करके PHF की खामियों पर काबू. तथापि, एक उद्योग में एएचएफ निर्माण लागत बहुत अधिक है. शक्ति कनवर्टर के एएचएफ शक्ति रेटिंग बहुत बड़ी है. इन बाध्य बिजली व्यवस्था में इस्तेमाल किया एएचएफ के आवेदन. हाइब्रिड हार्मोनिक फिल्टर (HHF) टोपोलोजी विकसित किया गया है [46-51] प्रभावी रूप से प्रतिक्रियाशील बिजली की समस्याओं और हार्मोनिक धाराओं को हल करने के लिए. HHF में कम लागत PHF का प्रयोग, सक्रिय कनवर्टर की शक्ति दर्ज़ा एएचएफ के साथ तुलना में कम है. HHF एएचएफ के फायदे को बरकरार रखे हुए है और PHF और एएचएफ की कमियां नहीं है. चित्रा 13 संभव संकर संयोजनों की एक संख्या से पता चलता है. चित्रा 13(एक) अलग धकेलना एएचएफ और शंट का एक संयोजन है PHF. PHF के संयोजन का उपयोग एएचएफ की रेटिंग में एक महत्वपूर्ण कमी कर देगा. फलस्वरूप, कोई हार्मोनिक प्रतिध्वनि उत्पन्न होती है, और कोई हार्मोनिक मौजूदा आपूर्ति में बहती. में [50], लेखक HHF में एएचएफ फिल्टर प्रदर्शन में सुधार और मौजूदा PHF के हार्मोनिक प्रतिध्वनि को दबा सकते हैं कि दावा किया. चित्रा 13(ख) आपूर्ति और एक अलग धकेलना PHF साथ एएचएफ श्रृंखला का एक संयोजन से पता चलता है. संदर्भ के लेखक [46] एएचएफ बहाव के चरण नियंत्रित nonlinear भार के साथ हस्तक्षेप कर सकते हैं जो एक उच्च मुआवजा वोल्टेज का परिचय क्योंकि इस टोपोलॉजी कम आवृत्ति interharmonic मुआवजे के लिए उपयुक्त नहीं पाया है कि.

सक्रिय और निष्क्रिय फिल्टर की हाइब्रिड कनेक्शन

(एक)

सक्रिय और निष्क्रिय फिल्टर की हाइब्रिड कनेक्शन

(ख)

सक्रिय और निष्क्रिय फिल्टर की हाइब्रिड कनेक्शन

(सी)

चित्रा 13: सक्रिय और निष्क्रिय फिल्टर की हाइब्रिड कनेक्शन.

चित्रा 13(सी) एक अलग धकेलना PHF के साथ श्रृंखला में एक एएचएफ से पता चलता है. सभी मामलों में, यह आवश्यक है कि आवृत्ति डोमेन में ठीक से एक संकर संयोजन शेयर मुआवजे में फिल्टर [51]. सुधार और शोध का एक बहुत संकर हार्मोनिक फिल्टर का नियंत्रण रणनीति पर बनाया गया है.

एएचएफ और PHF विभिन्न तरीकों का उपयोग कर साधन हार्मोनिक वर्तमान से संबंधित है, जो बराबर वोल्टेज उत्पन्न करने के लिए उपयोग किया जाता है (अर्थात, प्रतिबाधा भिन्नता विधि) आकृति में दिखाए 13(सी). साधन हार्मोनिक वर्तमान हार्मोनिक घटकों को प्रभावी स्रोत प्रतिबाधा के अनुपात में वृद्धि से दबा दिया जाता है. एएचएफ के एक निरंतर डीसी बस वोल्टेज प्राप्त करने के लिए, एक गड़बड़ी वोल्टेज नियंत्रक कार्यरत है. एक हिस्टैरिसीस वोल्टेज तुलनित्र सक्रिय कनवर्टर के बराबर प्रतिबाधा प्रदर्शन करने के लिए उत्पादन में वोल्टेज ट्रैक करने के लिए कार्यरत है [48, 49]. HHF प्रभावी लागत है और उद्योग अनुप्रयोगों में अधिक व्यावहारिक हो जाता है.

एएचएफ नियंत्रक मुख्य रूप से दो भागों में विभाजित है, अर्थात, वर्तमान पीढ़ी और PWM वर्तमान नियंत्रक संदर्भ. PWM वर्तमान नियंत्रक मुख्य एएचएफ के लिए gating नाड़ी प्रदान करने के लिए प्रयोग किया जाता है. वर्तमान पीढ़ी योजना के संदर्भ में, संदर्भ वर्तमान विकृत तरंग का उपयोग करके उत्पन्न होता है. कई नियंत्रण योजनाओं संदर्भ वर्तमान पीढ़ी के लिए कर रहे हैं, जैसे

सिद्धांत, deadbeat नियंत्रक, न्यूरो, अनुकूली नियंत्रण, तरंगिका नियंत्रण, फजी, डेल्टा सिग्मा मॉडुलन, मोड नियंत्रण रपट, वेक्टर नियंत्रण, दोहराए नियंत्रण, और स्थिर राज्य और AHFs की गतिशील प्रदर्शन में सुधार के लिए SFX नियंत्रण [52-59].

4.1. पी क्यू विधि

तात्कालिक प्रतिक्रियाशील शक्ति सिद्धांत में प्रकाशित किया गया है 1984. इस सिद्धांत के आधार पर, तथाकथित P-Q विधि "एएचएफ के नियंत्रण में सफलतापूर्वक लागू किया गया था. शून्य अनुक्रम घटक इस विधि में उपेक्षा की गई है, और उस की वजह से P-Q तीन चरण प्रणाली विकृत या असंतुलित है जब विधि से सही नहीं है.

4.2. D-Q विधि

पार्क परिवर्तन के आधार पर, the D-Q विधि आया. तीन चरण वर्तमान लोड सकारात्मक अनुक्रम में विघटित किया जा सकता है, नकारात्मक अनुक्रम और शून्य अनुक्रम घटक. में वर्तमान D-Q ढांचा मैंघ और मैंक्यू एक PLL का उपयोग सकारात्मक अनुक्रम और नकारात्मक अनुक्रम से तब्दील किया जा सकता है (चरण बंद लूप). एसी और डीसी घटकों का विभाजन एक कम पास PHF भर में प्राप्त की जा सकती. संदर्भ वर्तमान संकेत में एसी घटक द्वारा प्राप्त किया जा सकता है D-Q एक countertransformation के माध्यम से फ्रेम.

4.3. प्रत्यक्ष परीक्षण और गणना विधि (डीटीसी)

लोड वर्तमान से हार्मोनिक और प्रतिक्रियाशील घटकों का पृथक्करण वर्तमान संदर्भ जनरेटर का उद्देश्य है. इस विधि की मुख्य विशेषता लोड वर्तमान से प्रतिकारी घटक के प्रत्यक्ष व्युत्पत्ति है, किसी भी संदर्भ फ्रेम परिवर्तन के उपयोग के बिना. वास्तव में, इस विधि एएचएफ डीसी बस वोल्टेज में एक कम आवृत्ति दोलन समस्या प्रस्तुत.

4.4. तुल्यकालिक संदर्भ फेम विधि (एसआरएफ)

रियल धाराओं इस विधि में एक तुल्यकालिक संदर्भ फ्रेम में तब्दील हो रहे हैं. संदर्भ फ्रेम एसी साधन वोल्टेज के साथ सिंक्रनाइज़ है और एक ही आवृत्ति पर घूर्णन है. इस विधि में, संदर्भ धाराओं स्रोत voltages पर विचार किए बिना वास्तविक लोड धाराओं से सीधे प्राप्त कर रहे हैं, इस विधि का सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं का प्रतिनिधित्व करते हैं जो. संदर्भ संकेतों की पीढ़ी विकृति या वोल्टेज असंतुलित से प्रभावित नहीं है, इसलिए मुआवजा मजबूती और प्रदर्शन में वृद्धि.

4.5. वर्तमान हिस्टैरिसीस नियंत्रण

इस पर नियंत्रण पद्धति के बुनियादी सिद्धांत स्विचिंग संकेत एक निश्चित चौड़ाई हिस्टैरिसीस बैंड के साथ मौजूदा त्रुटि संकेत की तुलना से निकाली गई है. यह वर्तमान नियंत्रण तकनीक के कारण आसान करने के लिए कुछ असंतोषजनक सुविधाओं दर्शाती, चरम मजबूती, तेजी से गतिशील, अच्छा स्थिरता, और स्वत: मौजूदा सीमित विशेषताओं.

4.6. त्रिभुज-तुलना PWM नियंत्रण

इस पर नियंत्रण पद्धति भी रैखिक वर्तमान नियंत्रण कहा जाता है. पारंपरिक त्रिकोण तुलना PWM नियंत्रण सिद्धांत वर्तमान त्रुटि संकेत से एक वर्तमान नियामक द्वारा प्राप्त मॉडुलन संकेत त्रिकोण की लहर के साथ intersected है कि है. उसके बाद, प्राप्त पल्स संकेत कन्वर्टर्स के स्विच को नियंत्रित करने के लिए कर रहे हैं. एनालॉग PWM सर्किट के साथ, इस पर नियंत्रण विधि प्रतिक्रिया की तेज गति के साथ सरल कार्यान्वयन है. मॉडुलन आवृत्ति त्रिकोण आवृत्ति के बराबर होती है क्योंकि, वर्तमान पाश लाभ अंतरराष्ट्रीय आवृत्ति मॉडुलन आवृत्ति नीचे रखा जाना चाहिए.

4.7. अंतरिक्ष वेक्टर मॉड्यूलेशन (SVM)

इस विधि का उद्देश्य निश्चित मॉडुलन योजना के अनुसार उचित स्विचिंग संयोजन और अपने कर्तव्य के अनुपात को मिल रहा है. SVM बिजली सर्किट में स्विच के संचालन या nonconducting का एक संयोजन द्वारा अलग छह सेक्टरों में विभाजित एक जटिल विमान में संचालित. संदर्भ वेक्टर दो आसन्न स्विचिंग राज्य वैक्टर लगाने और हर एक सक्रिय है, जिसके लिए समय की गणना करने के लिए प्रयोग किया जाता है. SVM निहित गणना देरी की वजह से प्रतिक्रिया के कम गति की है, कारण मजबूत antijamming और डिजिटल नियंत्रण तकनीक का अच्छा विश्वसनीयता के लिए. दोष यह है कि हल करने के लिए, deadbeat नियंत्रण और प्रणाली प्रतिक्रियाशील घटक की एक निश्चित वृहदाकार अपनाने के सुधार की सलाह दी है.

वर्तमान में, एएचएफ नियंत्रण रणनीति का अनुसंधान प्रवृत्तियों नियंत्रण रणनीति का अनुकूलन और व्यावहारिक अनुप्रयोग की दिशा में मुख्य रूप से कर रहे हैं. अंत में, PHF के लिए तुलनात्मक मापदंड, एएचएफ, और HHF संक्षेप निम्नलिखित आधार पर किया जा सकता है:

(मैं) उपकरण और स्थापना की लागत,

(द्वितीय) हार्मोनिक सूचकांक (पूर्व. मैंघंटे, THDमैं, TDD, और PWHD) ,

(III) जीवन समय और असफलता की दर,

(चतुर्थ) रखरखाव और अभियांत्रिकी.

5. निष्कर्ष

विद्युत प्रणाली विश्वसनीयता और बिजली के उपकरणों के सामान्य ऑपरेशन के लिए एक साफ विरूपण मुफ्त बिजली की आपूर्ति पर काफी भरोसा. Nonlinear हार्मोनिक पैदा भार जुड़े हैं, जहां एक बिजली वितरण नेटवर्क पर हार्मोनिक प्रदूषण के स्तर को कम करने के इच्छुक डिजाइनरों और इंजीनियरों कई हार्मोनिक शमन तकनीक उपलब्ध है. क्योंकि उपलब्ध तरीकों की संख्या और विविधता की, एक विशेष आवेदन के लिए सबसे अनुकूल तकनीक का चयन हमेशा एक आसान या सरल प्रक्रिया नहीं है. विभिन्न हार्मोनिक शमन तकनीक की एक व्यापक वर्गीकरण (निष्क्रिय, सक्रिय, और संकर) इस व्यापक और तेजी से विकसित विषय पर एक सामान्य दृष्टिकोण देने के लिए किया गया है बाहर. PHF परंपरागत रूप से, क्योंकि कम लागत और सरल और मज़बूत संरचना के हार्मोनिक धाराओं को अवशोषित करने के लिए प्रयोग किया जाता है. तथापि, वे निश्चित मुआवजा प्रदान करते हैं और प्रणाली गूंज बना. एएचएफ ऐसे हार्मोनिक कमी के रूप में कई कार्यों प्रदान करता है, अलगाव, भिगोना और समापन, भार संतुलन, पीएफ सुधार, और वोल्टेज विनियमन. HHF व्यवहार्यता और देखने के किफायती अंक दोनों से शुद्ध फिल्टर से हार्मोनिक फ़िल्टरिंग में अधिक आकर्षक है, विशेष रूप से उच्च शक्ति के लिए आवेदन पत्र. यह इस अखबार में प्रस्तुत हार्मोनिक शमन तकनीकों की चर्चा और वर्गीकरण एक आसान काम पर किसी दिए गए आवेदन के लिए एक उपयुक्त हार्मोनिक कमी विधि का चयन करने में मदद करने के लिए कुछ उपयोगी जानकारी प्रदान करेगा कि आशा व्यक्त की है.

सन्दर्भ (विस्तार के लिए क्लिक करें)

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कॉपीराइट © 2013 हुसैन के ए. Kazem. This is an open access article distributed under the Creative Commons Attribution License, which permits unrestricted use, वितरण, and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.