Хармоници генерација, Размножавање и Технике чишћења у не-линеарна оптерећења

Хадеед Ахмед Шер¹, Кхалед Ел. Аддовеесх ¹ Јасин и Кан²

^[1] Одељење за електротехнику, Кинг Сауд Университи, Ријад, Саудијска Арабија

^[2] Одељење за електротехнику, Кинг Сауд Университи, Ријад, Саудијска АрабиаСауди Арамко катедра за електрицне енергије, Одељење за електротехнику, Кинг Сауд Университи, Ријад,

1. Увод

Индустријска револуција је променила цео живот са напредним технолошким побољшањима. Највећи допринос у индустријске револуције је због доступности електричне енергије која се дистрибуира путем електричних комуналије широм света. Концепт квалитета електричне енергије у том контексту се појављује као "основно право" од корисника за безбедност, као и за рад несметаног њихове опреме. Корисници електричне енергије, било домаћих или индустријски, потребно напајање, без глитцхес, дисторзије, треперење, бука и прекиди. Услужни жели да корисници користе добру опрему квалитета, тако да они не производе квалитетне снага претње за систем. Употреба уређаја на напајање електронских у овом индустријском свету је сачуван боунтиес у року од уштеде горива и електричне енергије, али са друге стране, је створила проблеме због генерацији хармоника. Оба комерцијални и домаћи корисници користе уређаје са седиштем снага електроника пребацивање да скрене хармонијску струју. Ова струја је доминантан фактор у производњи хармонично загађене напоне. "Основно право" од корисника је да имамо чисту напајање, а потражња корисности је да има добар квалитет инструмент / опрема. Ово чини квалитета електричне енергије тачку заједничког интереса за обе стране кориснике, као и услужни. Хармоници Бити врућа тема у квалитетном снага домен је област разговора од деценије и неколико стандарда дизајн је осмислио и објавио разних међународних организација и институција за одржавање хармонично бесплатан напајање. У ширем сценарију, хармонично окружење без значи да је хармоници генерисани од стране уређаја и његово присуство у систему ограничен у дозвољеним границама, тако да они не изазивају оштећења компоненти електроенергетског система укључујући и трансформатора, изолатори, свитцх-зупчаници итд. Дерегулација ЕЕС присиљава комуналије за чишћење на хармоници на самом крају свог генерације пре него што дође до главног осавремењивање и постаје могући узрок систем УН-стабилност. Могућа три фаза шема за хармонијски контроле је

Идентификација хармоника извора
Мерење нивоа хармонијски
Могући технике чишћења

Да пратите горе шему електропривреда има Р&Д секције који су укључени у континуалном истраживању да задржи ниво хармоника у дозвољеним границама. Снага фреквентни хармоници проблеми који су били стална област истраживања су:

Корекција фактора снаге у хармонично загађеном окружењу
Неуспех координација систем изолација
Таласни облик изобличења
Де-рејтинг трансформатора, каблови, Свитцх-зупчаници и корекцију фактора снаге кондензатора

Наведена истраживања изазови су изборили уз помоћ регулаторних тела који су фокусирани на много дизајнирања и имплементације стандарда за контролу хармонијски. Енгинееринг конзорцијуми попут ИЕЕЕ, С, и ИЕЦ су дизајнирани стандарде који описују дозвољене границе за хармоника. Процена, мера, анализа и црпљење технике хармоника су важна област стрес који треба чврсто квалитетних снага инжењера. Данас, Поред традиционалних метода као што су И-Δ прикључком за 3^рд хармоника сузбијање, Савремене методе засноване на техникама вештачке интелигенције помагала комуналних инжењере да потисну и очисти хармонике у бољем начин. Модерни приступи укључују:

Фази логика заснована активни хармоници филтери
Вавелет технике за анализу таласних облика
Софистицирани ПВМ технике за пребацивање снага електронике прекидача

Фокус овог поглавља је да објасни све могуће изворе хармонијски генерације, идентификација хармоника, њихов ниво мерења, као и њихове технике црпљење / Сузбијање. Ово поглавље ће бити корисно за све електроинжењера уопште и комуналних инжењера у посебно.

2. Шта су хармоници?

У електричном електроенергетици термин се односи на хармоници синусоидалним таласа који је више од учесталости система. Дакле, фреквенција који је три пута основна је познат као трећа хармоника; пет пута основна је пети хармоник; и тако даље. На хармоници из система може се уопштено дефинисати помоћу екв. 1

ФХ = хфац

Где је ф_х је х^ог хармоника и ф_и је фундаментална фреквенција система.

Хармоници следе инверзни закон у смислу да већи ниво хармоника одређене фреквенције хармонијског, нижа је његова амплитуда као што је приказано у Фиг.1. Дакле, обично у ресорним снага хармоника виши хармоници делове се не даје много значаја. Витални и највише проблематична хармоници су на тај начин 3^рд, 5^ог, 7^ог, 9^ог, 11^ог и 13^ог. Општи израз хармоника таласних облика је дата у екв. 2

Вн = Врнсин (нωт)

Где, У_РН је РМС напон једног посебног фреквенције (хармоника или далековод).

На хармоници који су непарне умно фундаменталне фреквенције су познати као Одд хармоника и оних који су чак и умно фундаменталне фреквенције се називају, јер чак и хармоника. Фреквенције које су у између непарних и чак хармоника се зове интер-хармоници.

Иако, идеалан потражња за било Електропривреде је да синусоидне струје и напона у АЦ систему, ово није за сва времена обећава, Струје и напони са сложеним таласних облика не јављају у пракси. Тако сваки комплекс сигнал генерисан од стране тих уређаја је мешавина фундаментално и хармоници. Дакле, напон преко хармонично загађеног система могу бити нумерички изражена у екв. 3,

В = Вфпсин(ωт φ1)+ В2псин(2ωт φ2)+ В3псин(3ωт φ3)+ Внпсин(нωт φн)

Где,

У_ФП = Пеак вредност фундаменталне фреквенције

У_НП= Вршна вредност од н^ог хармоника компонента

φ = Угао поштовани фреквенције

Слика 1.

Основна и хармоници фреквенцијским таласни облици

Слично, израз за струје кроз дату кола у хармонично загађеног систем дат изразом датом у екв. 4

Ја = Ифпсин(ωт φ1)+ И2псин(2ωт φ2)+ И3псин(3ωт φ3)...... Инпсин(нωт φн)

Хармонични компоненте су такође назвати као позитиван, негативан и нула секвенца. У овом случају су хармоници који се мења са фундаментална се зове позитивна и оне који имају фазорске смеру супротном са фундаментална се називају негативни компоненте секвенци. Нула компоненте не узети било који од утицати основна и сматра неутралним у свом понашању. Фазорске правац је прилично важно у случају мотора. Позитивна компонента секвенца тежи да вози мотор у правом смеру. Док негативан компонента секвенца смањује корисне обртног момента. The 7^ог, 13^ог, 19^ог итд. су позитивни компоненте секвенци. Негативне компоненте секвенце су 5^ог, 11^ог, 17^ог и тако даље. Нула компонента хармоници 3^рд, 9^ог, 15^ог итд. Као амплитуда хармоника опада са порастом хармонијског реда стога, у електроенергетици су комуналије су више забринути због хармоника до 11^ог само редослед.

3. Хармоници генерација

У већини случајева су хармоници напона је директан производ струјних хармоника. Дакле, тренутни хармоници је стварни узрок хармонијски генерације. Повер Лине хармоници генерисани када оптерећење привлачи нелинеарну струју из синусоидалним напона. Данас сви рачунари користе Свитцх Моде Повер Супплиес (СМПС) да цонверт комунална АЦ напон регулише ниског напона ДЦ за унутрашње електронике. Ови извори напајања имају већу ефикасност у поређењу са линеарним напајања и имају превише неке друге предности. Али се на основу принципа пребацивање, ове нелинеарне напајања скрене струја у високе амплитуде кратких импулса. Ови импулси су богате хармоника и произвести пад напона преко система импедансе. Тако, то ствара много малих извора напона у серији са главним АЦ извор као што је приказано у Сл.2. Овде у Сл.2 Ја₃ се односи на трећи хармоника компоненте струја привукла не-линеарног оптерећења, Ја₅ је пети хармонијска компонента струје оптерећења и тако даље. А показује дистрибуирани отпор линије и извори напона су приказани на разради фактор објашњено горе. Дакле, ове кратке тренутни импулси стварају значајну деформацију у електричне струје и напона облика таласа. Ова дисторзија у облику назива као хармонијске дисторзије и његово мерење се врши у року од Тотал Хармониц Дистортион (ТХД). Ова дисторзија путује назад у извор напајања и може да утиче на другу опрему прикључену на истом извору. Било СМПС опрема инсталирана било где у систему имају инхерентну особину да генеришу континуирано нарушавање извор напајања који ставља додатни терет на комуналном систему и компоненте инсталиран у њему. Хармоници су такође производе електричним погоном и ДЦ-ДЦ инсталираних у индустријским подешавањима. Беспрекидно напајање (УПС) и компактна флуоресцентна лампа (ЦФЛ) су такође истакнути извор хармоника у систему. Обично високи непарни хармоници резултати из електронике снаге претварача. Укратко, су хармоници произведени у електричном мрежом од [2, 16, 26, 42]

Исправљачи
Употреба гвозденог језгра у енергетских трансформатора
Заваривање опрема
Променљиви дискови брзине
Периодично пребацивање напона и струја
АЦ генератори за не-синусоидални јаз ваздух, флукс дистрибуција или зуб МТК
Свитцхинг уређаји попут СМПС, УПС и ЦФЛ

Важно је напоменути да се овде напонски хармоници директно јављају услед наизменичне генератора, због не-синусоидалним ваздушним међупростором, флукс дистрибуција, или да риппле зуба, која је проузрокована дејством слотова, која кућа намотаји. У великим системима снабдевања, највећа брига је акција да се обезбеди синусоидални излаз из генератора, али чак иу том случају било нелинеарност у колу ће довести до хармоника у текућој таласа. Хармоници може да се генерише због гвожђа језгара у трансформатора. Такви трафо језгара имају нелинеарну криву БХ [37].

Слика 2.

Напон-линеарна изобличења због немају струју

4. Проблеми у вези са хармоника

Хармонично загађене систем има много претњи за његову стабилност. То не само да отежава квалитета напајања (ПК) али када струја је богата хармоника, привлачи неки уређај, не напуни систем. На пример трећег хармоника струја има својство да за разлику од друге хармонијске компоненте она додаје се у неутралном жице система. То резултира лажном окидање прекидача. Он такође утиче на изолацију неутралном кабла. Преклапање каблова због загађеног хармонично струје повећава губитке повезане са жицама. Такође треба имати у виду да само снага из фундаменталне компоненте је корисна снага, будите сви су губици. Ови додатни губици чине фактор снаге сиромашних који резултира у више губитака електричне енергије. Укупни сумирани ефекти хармоника у електроенергетском систему обухватају следеће [9, 18, 39]

Хармонични фреквенције може да проузрокује резонантну стање када се комбинује са корекцију фактора снаге кондензатора
Повећани губици у елемената система, укључујући трансформатора и производних постројења
Старење изолације
Прекид у комуникационом систему
Нетачно окидање прекидача
Велике струје у неутралном жице

У дистрибутивни трансформатори имају Δ-И везу. У случају високо треће хармоничног струје струја која је заробљена у неутралном проводнику ствара топлоту која повећава топлоту унутар трансформатора. То може довести до смањеног животу и де-рејтингом трансформатора. Различите врсте хармоника имају свој утицај на електроенергетски систем. На пример размотримо 3^рд хармоничан. Насупрот уравнотеженом трофазном систему где је збир свих три фазе нула у неутралном систему, трећи хармоника свих три фазе је идентична. Тако да сабира у неутралном жице. Исто се примењује на троструко-н хармоника (ак умно 3 пута основни попут 9^ог, 15^ог итд). Ове хармонијске струје су главни узрок лажног окидања и неуспеха уземљење заштите кривица релеј. Они такође производе топлоту у неутралном жице тако систем мора дебљи неутралну жицу ако има трећи хармонијски загађење у њему. Ако мотор испоручује таласни облик напона са трећег хармоника садржаја у њему, она ће развити само додатне губитке, као корисна снага долази само од фундаменталног компоненте.

5. Стандарди мониторинг хармоници

Идентификација хармоника као проблем у АЦ Повер мрежама, је приморан комуналије и регулаторних власти да осмисле стандарде за мониторинг и евалуацију хармонијски. Стандарди за хармонијску контролу тиме баве оба потрошача и корисност. Дакле, ако купац не придржава прописа и ствара дисторзију напона у тачки простог повезивања корисност може казнити га / њу. Разни реномирани институти као што су инжењеринг ИЕЕЕ, ИЕЦ и пусти су осмислили законе за ограничење убризгавање хармонијског садржаја у мрежи. Ови стандарди су углавном од помоћи да се постигне корисник пријатан здрав систем квалитета снага. ИЕЕЕ стандарди су широко цитиран због њихове способности да се обрати свим регионима у свету. Постоји више од 1000 ИЕЕЕ стандарди о електричним инжењерских области. ИЕЕЕ стандарди о квалитету напајања, међутим, су наша главна инспирација овде. ИЕЕЕ стандард о контроли у хармоничној електроенергетског система је објављен у 1992 и покрива све аспекте везане за хармоника [7]. Он дефинише максимални хармоника до 5 % на напонским нивоима ≤ 69кВ. Међутим, као су повећани су нивои напона у дозвољене границе за хармоника у овом стандарду се смањио на 1.5 % на све напоне ≥ 161 кВ. Такође је вредно помена да појединац напон дисторзија почиње од 3 % и завршава се у 1.0 % је напон нивоа 69кВ и ≤ ≥ 161 КВ респективно. Поред стандарда који су дизајнирани имајући у виду глобалне захтеве, регионалне власти дефинишу сопствене стандарде према њиховом профилу оптерећења и климатским условима. Већина стандарда су направљени у складу са регионалним захтевима земље, док неколицина су засновани на глобалним потребама и захтевима. У Саудијској Арабији постоји регулаторно тело које дефинише дозвољене границе и стандардне оперативне процедуре за пренос електричне енергије, дистрибуција и генерације. Ово тело је познат као електричне енергије и когенерације регулаторног органа [38]. Поред осмишљавања стандарде они такође прате неке стандарде дефинисане од стране УАЕ електродистрибутивне компаније. Један такав стандард дефинише Саудијске Електропривреде (ДИК) у 2007 и познат је као "Саудијске Мрежног кодекса". Хармоници ограничење које су саудијске власти је скоро исти као ИЕЕЕ стандард, али са битном флексибилним границе 3% ТРД за све мреже које раде у опсегу од 22кВ-400кВ [35, 38]. Табела 1 пореди ИЕЕЕ стандард, Абу Даби компаније за дистрибуцију и ДИК стандард за границе хармонијски у електричној мрежи. Занимљиво је поменути да је ИЕЕЕ стандард за контролу хармоника је ћутао условима где је систем загађена међусобних хармоника (нису целобројни фреквенције фундаменталне фреквенције). За такве услове Електропривреде користе ИЕЦ Стандард број 61000-2-2.Тхе ИЕЦ такође дефинише категорије за различите електронске уређаје у стандардном броју 61000-3-2. Ови уређаји су затим подвргнут различитим дозвољеним границама ТХД. На пример, класа има све три фазе уравнотежен опрему, не-преносни алати, аудио опрема, димери за само сијалицом. Рок за класе А је варирао у зависности од хармонијског реда. Дакле, за уређаје класе А максимална дозвољена струја је хармоника 1.08 За 2^нд, 2.3За 3^рд, 0.43За 4^ог, 1.14За 5^ог секундарне фреквенције. Лепота овог ИЕЦ стандарда је да она такође пружа угоститељске услуге фактора снаге. На пример сви уређаји класе Ц (опремом за осветљење осим сијалицом диммер) имати 3^рд хармоника струја у функцији фактора снаге кола.

	ДИК Стандардна	Абу Даби Дистрибуција Компанија	ИЕЕЕ Границе
Секундарне фреквенције	ТХД граница је 5% за 400 В систем, и 4% и 3% за 6.6- 20кВ и 22кВ-400кВ, односно	ТХД граница је 5% за 400 В систем, и 4% и 3% за 6.6- 20кВ и 22кВ-400кВ, односно	5% за свим напонским нивоима испод 69кВ и 3% за све напоне изнад 161 кВ

Табела 1.

Поређење ХАРМОНИЦ стандарда [7, 35, 38]

Савремени системи засновани на вештачким интелигентне технике као што су фази логике, АНФИС и ЦИ на бази прорачуни су смањење тешкоћа дата мининг који помаже у редизајнирању стандарде за квалитет снага хармоника [24, 25]. У развијеним земљама попут Аустралије, Канада, УСА електродистрибутивних предузећа су већ делимично прешао на паметне мреже и они су помоћу софистициране сензоре и мерне инструменте.

У погледу Смарт Грид окружењу ови сензори ће помоћи у ублажавању проблема по предвиђању их унапред. Смарт Грид, узимањем интелигентне мерења и помоћ софистицираних алгоритама ће бити у стању да предвиди ПК проблеме као хармоника, фаулт струја унапред. Битно је напоменути да праћење квалитета снага користећи текуће 3Г технологија је имплементиран од стране кинеских истраживача. Они користе модул за ГПРС који је способан да анализира податке време прави и свој алгоритам чини довољно интелигентан да би добили жељени ПК информације [22].

5. Мерење хармоници

Прави изазов у хармонично загађене животне средине је да разуме и одреди најбољу тачку за мерење хармоника. Данас револуција у електроници је забрљао АЦ систем толико да скоро сваки корисник у корисност је сарадник на хармонијски струје. Штавише, профил оптерећење у сваком домаћем подручју варира из сата у сат у току дана. Дакле, у циљу да се изборе са енергетске потражње и да се побољша фактор снаге, предузећа треба да укључите и искључите корекције фактора снаге кондензатора. Овај периодични и не-униформна пребацивање такође ствара хармоника у систему. Информације оптерећење у области иако, пружају неке основне информације о редоследу хармонијски присутне у систему. Таква информација је веома корисна јер даје поглед ока птице хармонијског садржаја. Али за тачан идентификацију хармоника неопходно је да се синтетизује искривљену таласни облик користећи квалитетне снага анализатор или користећи неки дигитални осцилоскоп за Фаст Фоуриер Трансформ (ФФТ). На пример Сл.3 показује општу синтезу струја нацртана стране контролисаним исправљач. Једном идентификовани, ниво и врста хармоника (3^рд, 5^ог итд) кораци за ублажавање може се осмислити. Треба имати у виду да правилно мерење је кључ за правилно пројектовање хармоника филтера. Али ниво хармоника може да се разликује у различитим тачкама мерења у систему. Дакле, предузећа треба да буду веома прецизни у идентификовању исправну тачку за хармонијске мерења у систему. Међу стандардима, је ИЕЕЕ стандард 519-1992 који наводи оперативне процедуре за обављање мерења хармонијске. Овај стандард, међутим, не наводи никакве ограничење у погледу трајања интеграције мерне опреме са системом. То, међутим, ограничава корисност да воде дневник за месечне евиденције максималне потражње [5]. Разни уређаји се користе у подршци једни са другима да изврше мерења хармоника у систему. Оне укључују следеће

Квалитет електричне енергије Анализатор
Мјерни трансформатори базирани претвараче (ЦТ и ПТ)

Слика 3.

Типична линија струја контролисаног претварача [26]

Разни реномиране компаније су пројектовање и производњу одличне ПК анализатори. Ово укључује ФЛУКЕ, АеМЦс, Хиоки, ДРАНЕТЗ и ЕЛСПЕЦ. Ове компаније дизајнирају једну фазу и трофазни ПК анализаторе који су у стању да мери све доминантне хармонике фреквенције. Опрема која се користи за мерење хармонијску је такође обавезан да се нека ограничења за правилну хармонијску мерење. Ово ограничење је техничке природе, као за прецизно мерење свих хармоника струја испод 65^ог хармоничан, фреквенција узорковања би требало да буде најмање два пута жељени улазни проток или 8к узорака у секунди у овом случају, да покрије 50Хз и 60Хз системе [5]. Углавном, су ПК анализатори се испоручују заједно са сондама ЦТ базираних али у зависности од напона и струју дизајнер може да изабере ЦТ и ПТ са широк радни опсег фреквенција и ниском дисторзијом. Удаљеност од опреме са претварача је такође веома важно у мерењу хармоника. Ако се растојање дуго затим бука може да утиче на мерење стога правилно оклопљени каблови као коаксијални кабл или оптичких каблова се препоручује од стране експерата [5]. Укратко, мерење хармоника треба на тачки простог повезивања (ПЦЦ) или на месту где је спојен нелинеарно оптерећење. Ово укључује индустријске локације у посебан јер су основне допринос у убризгавање хармоника струје у систему.

6. Хармоници чишћење технике

Технике су дизајнирани и тестирани да се позабави овом квалитета снага проблем, јер проблем је идентификован од стране истраживача. Постоји неколико техника у литератури која се бави ублажавање хармоника. Све ове технике се могу класификовати под окриљем следећих

Пасивно хармоника филтера
Активно хармоника филтера
Хибрид хармоника филтера
Свитцхинг технике

6.1. Пасивне хармонијски филтери

Пасивне технике филтер су међу најстарије и можда најчешће коришћених техника за филтрирање далековода хармонике. Поред смањења хармонијски пасивни филтри могу се користити за оптимизацију привидне снаге у мрежи напајања. Они су направљени од пасивних елемената попут отпорника, кондензатори и индуктори. Коришћење таквих филтера потребна велика кондензатора и индуктори чиме укупна филтер тежи у тежини и скупо у цени. Ови филтери су фиксне и једном инсталиран они постају део мреже и они треба да се измени да добијете различите фреквенције филтрирања. Они су најбољи сматрају за три фазе четири жичана мрежа [18]. Они су углавном Филтер пролаза ниских тонова који је подешен на жељене фреквенције. Гиацолетто и парк представила анализу о смањењу поруџбина струјних хармоника због личне рачунаре напајања [10]. Њихов рад предложио да употреба таквих филтера је добра за смањење хармонијски али ће повећати реактивну компоненту линије струје. Разни врста пасивних техника филтера су дати у наставку [18, 19].

Серија пасивни филтри
Шант пасивних филтера
Ниске пасс филтери или линија ЛЦ трап филтери
Фаза пребацивање трансформаторе

6.1.1. Серија пасивни филтри

Серија пасивни филтри су врсте пасивних филтера који имају паралелну ЛЦ филтер у серији са снабдевање и оптерећења. Серија пасивни филтер приказан у Сл.4 се сматрају добро за монофазно апликације и специјално за ублажавање трећег хармоника. Међутим, они могу бити подешени на друге фреквенције такође. Они не производе резонанцу и нуде високу импедансу на фреквенцијама су подешени на. Ови филтери морају бити дизајнирани тако да могу да носе пуну струја оптерећења. Ови филтери су одржавање и може бити дизајниран да значајно високе вредности снаге до МВАРс [4]. У односу на решења која запошљавају ротирајуће делове попут синхроних кондензатора им је потребно мање одржавање.

Слика 4.

Пасивна серија филтера [18]

6.1.2. Шант пасивних филтера

Ове врсте филтера су такође засновани на пасивним елементима и нуде добре резултате за филтрирање непарне хармонике, посебно 3^рд, 5^ог и 7^ог. Неки истраживачи су их наведени као појединачни подешеним филтерима, другог реда амортизовани филтери и тип Ц амортизовани филтери [3]. Као сви ови филтери долазе у шанта са линије падају под плаштом шант пасивних филтера, као што је приказано у Сл.5. Повећање редослед хармоника чини филтера ефикасније у раду, али смањује лакоћу у пројектовању. Они пружају ниску импедансу на фреквенцијама су подешени за. Пошто су повезани у шанта зато што су дизајнирани да носе само хармонијску струју [18]. Њихова природа је у шанта их сама оптерећење на страни понуде чини и може да носи 30-50% оптерећење ако су хране скуп електричних погона [13]. Економски аспекти показују да шант филтри су увек економичнији од серије филтера због чињенице да они треба да буду дизајнирани само на хармоника струја. Зато им је потребан релативно мању величину Л и Ц, на тај начин смањујући трошкове. Штавише, нису дизајнирани са односу на напона, тако чини компоненте мање скупо него серије филтера [33]. Међутим, ове врсте филтера могу створити услове резонантне у колу.

Слика 5.

Различити тип редослед шант филтери [3]

6.1.3. Лов Пасс филтера

Ниски пасс филтери се широко користе за ублажавање свих врста хармоника фреквенције изнад прага фреквенције. Они се могу користити само на нелинеарних потрошача. Они не представљају никакве претње система стварањем услова резонантне. Они побољшати фактор снаге, али они морају да буду дизајнирани тако да су у стању да носе пуну струју оптерећења. Неки истраживачи су их помињу као линија ЛК замку филтера [19]. Ови филтери блокирају нежељене хармонике и омогући одређени опсег фреквенција да прође. Међутим, врло фино пројектовање потребан је колико одсекао фреквенција је забринут.

6.1.4. Фаза пребацивање трансформаторе

Непријатне хармоника у електроенергетском систему су углавном ак хармоници. Један од начина да их блокирају је да користите фазу пребацивање трансформаторе. Потребно хармонике исте врсте из неколико извора у мрежу и пребацује их наизменично на 180 ° степени, а затим комбиновати их тако што доводи до отказивања. Ми смо их класификован под пасивним филтерима као трансформатор подсећа индуктивни мрежу. Употреба фазних померања трансформатора је произвела знатан успех у сузбијању хармоника у више нивоа хибридних конвертора [34]. С. Х. Х. Садегхи ет.ал. дизајниран алгоритам који на основу хармонијске профилу укључује фазни помак трансформатора у великим индустријским окружењима попут индустрији челика [36].

6.2. Активни хармонијски филтери

У Ацтиве Повер Филтер (АПФ) користимо енергетске електронике да уведе актуелне компоненте за уклањање хармонијских изобличења произведени од стране нелинеарних оптерећења. Слика 6 показује основни концепт активног филтера [27]. Они детектују хармонијске компоненте у реду и онда производе и убризгати неку инверзију сигнал откривеног таласа у систему [27]. Две покретачке снаге у истраживању АПФ су контролни алгоритам за текуће и учитати текући метод анализе [23]. Активни хармонијски филтери се углавном користе за нисконапонску мрежу, због ограничења које је поставио потребну рејтинга на конвертор снаге [21].

Слика 6.

Концептуални демонстрација активног филтера [27]

Они се користе чак иу електроенергетском систему авиона за хармонијску отклањање [6]. Исто као пасивни филтри су класификовани у односу на начина повезивања и испод су дати [40].

Серија активни филтери
Шант активне филтере

Од, користи за напајање електронских компоненти на бази стога у литератури доста посла је урађено на контроли активних филтера.

6.2.1. Серија активни филтер

Филтер серија је повезан у серији са АЦ дистрибутивној мрежи, као шоу у Фиг.7 [33]. Она служи да надокнади хармонијских изобличења изазваних оптерећења, као и да је присутан у АЦ систему. Ови типови активних филтера су повезани у низу са оптерећењем користећи одговарајућу трансформатор. Они убризгати напон као компонента и може се сматрати као контролисан извор напона [33]. Мана је да они само брину за напонских хармоника и у случају кратког споја на оптерећењу подударања трансформатор мора да га поднесем [31].

6.2.2. Шант активни филтер

Паралелно филтер је повезан паралелно са АЦ дистрибутивној мрежи. Паралелне филтери су такође познат као шант филтери и пребијање хармонијских изобличења изазваних нелинеарних оптерећења. Они раде на истом принципу активних филтера али су повезани паралелно као што је наведено да је делују као струјни извор паралелно са оптерећењем [21]. Они користе високе рачунарске могућности да детектује хармонике у складу.

Слика 7.

Серија активни филтери [33]

Углавном микропроцесор или микроконтролер бази сензори се користе за процену садржаја хармоника и да одлучи контролну логику. Снага полупроводнички уређаји се користе посебно ИГБТ. Неки истраживачи тврде да је пре појаве ИГБТс активних филтера су ретко користе због промашимо у буџету [11]. Међутим, упркос њиховој корисности шанта активни филтери имају доста недостатака. Практично им треба велики оцијењено ПВМ инвертор са брзим одговором против промене системских параметара. Ако систем има пасивне филтере прикључене негде, као у случају хибридних филтера тада убризгава струја могу циркулише у њима [28].

6.3. Хибридни хармонијски филтери

Ове врсте филтера комбинују пасивне и активне филтере. Они садрже предности активних филтера и немају мане пасивних и активних филтера. Они користе ниске цене велике снаге пасивне филтере да смањи трошкове енергетских претварача у активних филтера Зато су сада веома много популаран у индустрији. Хибридни филтри су имуни на матичну импедансе, тако хармоника компензација се врши на ефикасан начин и они не производе резонанцу са система импедансе [29]. Технике контроле се користе за ове врсте филтера се заснивају на тренутном контроли, на теорији п-к и и_д-ја_к. К.Н.М.Хасан ет.ал. представио упоредну студију међу п-к и и_д-ја_к технике и закључио да у случају напона дисторзија је И_д-ја_к метод даје мало боље резултате [12]. Оне се обично комбинују на следеће начине [21]

Пасивна серија активан серије хибридних филтери
Пасивна серија активан шант хибридни филтери
Пасивно шант активан серије хибридних филтери
Пасивно шант активан шант хибридни филтери

6.3.1. Пасивна серија активан серије хибридних филтери

Ове врсте хибридних филтера имају и врста филтера повезаних у серији са оптерећењем као што је приказано у Сл.8 и сматрају добро за диоде исправљача исхрану капацитивни терет [32]

6.3.2. Пасивна серија активан шант хибридни филтери

Ова раса хибридног филтера има пасивну улогу у серији са оптерећењем и активним филтером паралелно. АдилМ. Ал-Замил ет ал. предложио такву врсту филтера у њиховом раду и користи могућности велике снаге. пасивног филтера постављајући их у серији са оптерећењем. Користили су активни филтер са простора вектор импулса са модулацијом (СВПВМ) и спроводи га на микро-контролер. Они су користили само линија текуће сензоре да израчуна све параметре потребне за референтну тренутне генерације. Њихов предложени систем је радио задовољавајуће до 33^рд хармоника и резултати приказани су засноване на систему са линије од реактансе 0.13 могао. У њиховом систему пропусни опсег потребан за активно филтера је релативно мање због пасивног филтера који брине о успону и пада ивице струје оптерећења. Они су предложили да се при дизајнирању хибридни систем филтера линија Л и капацитивност Ц активног филтера треба компромис у избору у зависности од прихватљивог нивоа пребацивање фреквенције таласање струја и минимално прихватљива таласање напона [1].

6.3.3. Пасивно шант активан шант хибридни филтери

Ове врсте филтера имају оба пасивне и активне филтере повезане у шанта са оптерећењем као што је приказано у Сл.9 [21]. У компаративној студији Ј.Турунен ет ал. тврдили да они захтевају најмањи однос трансформације за спајање трансформатора као резултат им је потребна прилично висок рејтинг за напајање малим оптерећењем и у случају високих напонским оптерећењима проблем дц контролних веза резултате у лошем текућој филтрирања [43].

6.3.4. Пасивно шант активан серије хибридних филтери

Као што само име говори да је нека врста хибридног филтера који има активну филтер у серији и пасивни филтер у шанта као што је приказано у Сл.10. Ј. Турунен ет ал. у компаративној студији наводи да је ова раса хибридног филтера користи стога врло мали однос трансформације за исти рејтинг оптерећења њихов рејтинг снага потребна је велика у односу на оптерећење [43].

Слика 8.

Пасивна серија активан серије хибридних филтери [32]

Слика 9.

Пасивно шант активан шант хибридни филтери [21]

Слика 10.

Активна серија пасивна шант хибридни филтери [29]

6.4. Свитцхинг технике

Осим методом уградње филтера, Повер Елецтроницс је толико свестран да до донекле хармоници може одстрањен употребом пребацивање техника. Ове технике могу да варирају од већег броја импулса да напредују алгоритам заснован Ширина импулсне модулације (ПВМ). Најраспрострањенија синус троугао ПВМ је предложен у 1964. Касније у 1982 Простор Вектор ПВМ (СВПВМ) Предложено [20]. ПВМ је магична техника пребацивања која даје јединствене резултате мењајући повезане параметре као што су индекс модулације, пребацивање фреквенције и однос модулације. Фреквенцијска модулација однос 'м'Ако узети као чудно аутоматски уклања чак и хармонике [17, 26]. Овде повећање пребацивање фреквенције смањује струјних хармоника али то чини губици комутационих превише. Штавише, не можемо држати на повећање пребацивање фреквенције, јер то намеће ЕМЦ проблема [15]. Д.Г.Холмес ет ал. представила је анализу за носач заснован ПВМ и тврдио да је могуће користити неке аналитичке решења за тасно хармонијску отказивању користећи различите модулационе технике. Бочни појас хармоници могу да се уклоне ако дизајнер користи природни или асиметрична редовно узорковани ПВМ [14]. Излаз се може побољшати играјући са индексом модулације. Једна специјализована врста ПВМ назива Селективно хармоника Елиминација (ОНА) ПВМ или програмирана хармоника елиминација шема. Ова техника се заснива на Фоуриер анализи фазе до терен напона. То је у основи комбинација квадратног таласа пребацивање и ПВМ. Овде правилан избор комутациони углови чини мета хармоника компонента нула [26, 30]. У СХЕ техници минимум 0.5 индекс модулација је могуће [41]. Али чак најбоље је напустила систем са неким нефилтриране хармоника. Ј. Понтт и др. представила технику лечење нефилтриране хармоници због СХЕ ПВМ. Они су навели да уколико користимо ОНА ПВМ за елиминацију 11^ог и 13^ог хармоници за 12 пулс конфигурације онда су хармоници реда 23^ог, 25^ог, 35^ог и 37^ог су она која игра виталну улогу у дефинисању дисторзије напона. Они су предложили коришћење активних предњи крај претварача три нивоа. Они предложио индекс модулација 0.8-0.98 да се ублаже хармоници реда 23^рд, 25^ог и 35^ог, 37^ог [30]. Уз неке модификације истраживачи су показали да могу да се користе ОНА Пум на веома ниском прекидачком фреквенцијом 350 Хз. Хавијер Наполес и др. представио ову технику и дати јој нови назив Селективно хармоника (СХМ) ПВМ. Користили су седам свитцхинг државе и резултати чини селективне хармоници једнака нули [8]. Ово је одлична јер у ОНА ПВМ селективну хармонијски потребу да не буде нула. Довољно је у конвенционалном ПВМ да га доведе под дозвољеног лимита. Сирирој Сирисукпрасерт и др. представио оптималан хармоницне технику за смањење мењањем природу излазних стала таласних облика и варирао индексе модулације. Они тестирају своје предложене технику на више нивоа инвертора које су боље од конвенционалних претварача два нивоа. Они искључио је врло уске и широке веома импулсе из свитцхинг вавеформ. За разлику од СХЕ ПВМ како је горе наведено су обезбеђена минимална пали и искључите пребацивањем својих моћи укључити само једном циклус. Насупрот традиционалном СХЕ ПВМ, у овом случају индекс модулације може варирати до 0.1. Излаз је закорачио облик сигнала за различите фазе они класификује производњу модулације индекса као висока, ниске и средње и реални занимљива ствар је да је за све ове три класе модулације индекса пребацивање је једном циклусу по свитцх [41]. Неки истраживачи користе трапезоидалног метод ПВМ хармоничног контролу. Ова врста ПВМ се заснива на поларног ПВМ пребацивање. Ево трапезоидна део сигнала у поређењу са троугласти струјног таласа и добијена ПВМ се испоручује са потенциометрима. Као и други хармоника техника елиминације у ПВМ заснована техника истраживачи су предложили коришћење АУ заснованих техника укључујући и ФЛ АНН.

7. Закључак

Ово поглавље сумира један од главних проблема квалитета снага да је разлог многих поремећаја електроенергетског система у електричну мрежу. Могући извори хармоника су разговарали са својим ефектима на дистрибутивним компоненти система, укључујући и трансформатора, скретница и систем заштите. Такође представљена овде регулаторни стандарди за ограничење хармоника и њихове технике мерења су. Чистка технике хармоника су такође представљене и разних врста хармоника филтера су укратко представио. Да ојача базу знања, ово поглавље је такође разговарали о контролу хармоника користећи технике ПВМ. До овог поглавља смо покушали да прикупе техничке информације у овој области. Темељно разумевање хармоника ће обезбедити комуналних инжењерима оквир који се често потребна у решавању истраживачког рада који се односи на хармоници.