Фильтры гармоник ФКУ - 6, 10, 35 кВ

ФКУ или Силовые фильтры гармоник, также известные, как пассивные фильтры гармоник, представляют собой особый тип компенсаторов PF, задачей которых является снижение гармонических искажений напряжения (THDU) в сети питания мощных силовых (статических) преобразователей совместно с компенсацией коэффициента мощности.

Фильтрокомпенсирующие устройства особенно востребованы в отрасли тяжелого машиностроения, перерабатывающих производствах, где широко применяются тяговые привода подвижного состава, дуговые плавильные печи, электролитические ванны, силовая выпрямительная техника, а также другое энергоемкое оборудование с нелинейным характером потребления электроэнергии. Работа такого рода оборудования, как правило, допускается лишь при наличии силовых фильтров гармоник ФКУ.

Производимые фильтры гармоник ФКУ относятся к токовым фильтрам, замыкающим нелинейные токи нагрузки на себя.

Фильтрокомпенсирующие устройства представляют собой LC, либо RLC цепочки, настроенные на резонанс с низшими гармониками, порядка 5, 7, 11, 13, которые являются каноническими для 6-ти и 12-ти пульсных выпрямителей.

Цель устройства - значительно уменьшить совокупный импеданс (сопротивление) сети с нагрузкой на частотах гармоник (зашунтировать гармоники). В результате, падение напряжения, вызванное протеканием тока гармоник значительно снижается и происходит снижение искажения напряжения (уровня THDU), что является результатом внедрения ФКУ.

Различают несколько типов элементарных LC и RLC фильтров: Узкополосные LC фильтры (1) применяют и настраивают на резко выраженные гармоники низких порядков, как правило 3, 5, 7, 11, 13; На высоких частотах применяют широкополосные (режекторные) RLC фильтры (2), при этом используют шунтирующее реактор омическое сопротивление R. Широкополосный фильтр высших гармоник представляет собой активно- нагруженный четырех-полюсник высоких частот, установленный в каждой фазе.

Помимо фильтрации гармоник, Фильтры гармоник выполняют компенсацию реактивной мощности на основной частоте (50 Гц), так как ток через ФКУ на частоте 50 Гц имеет емкостной характер. Поэтому ФКУ различаются не только по порядку гармоники, но и по реактивной мощности отдаваемой на основной частоте. Элементарное одноцепное ФКУ характеризуется некоторой величиной реактивной мощности, которая влияет на коэффициент мощности PF, при этом ФКУ настроено на подавление одной конкретной гармоники или диапазона высших гармоник (для демфированого широкополосного фильтра).

В большинстве случаев целесообразно применение составных узкополосных Фильтров гармоник на напряжение 6(10) кВ, имеющих несколько резонансных пиков в области низких частот в связи с тем, что управляемые и статические преобразователи имеют ни одну, а сразу целый ряд гармонических частот в своем спектре (где сильно выражены 3, 5, 7, 11, и 13 гармоники и в меньшей степени гармоники более высших порядков). Высшие же гармоники, как правило, обусловлены резонансом между емкостными и индуктивными компонентами сети и нагрузки.

Узкополосные фильтры имеют гораздо большие коэффициенты добротности по сравнению с широкополосными (в несколько раз и даже на порядок). Внедрение узкополосных фильтров на гармоники низких частот может оказаться достаточным, чтобы привести уровни высших гармоник к нормативным значениям и расстроить резонанс на высших частотах.

Широкополосные ФКУ (2) позволяют снизить гармоники высших порядков в широком спектре частот. В таком ФКУ токовые гармоники высших порядков (>17) замыкаются на сопротивление R и рассеиваются на нем - раскачивание импеданса сети с нагрузкой прекращается.

Комплексное применение узкополосных и широкополосных фильтровых цепочек в составе силовых фильтров гармоник (ФКУ) позволяет в достаточной мере очистить электрическую сеть от гармонических искажений, вызванных нелинейным потребителем. Решение о внедрении широкополосных фильтров верхних частот осуществляется по результатам внедрения узкополосных ФКУ на канонические гармоники преобразователя.

Все конденсаторы допускают длительную работу при повышении номинального напряжения на 10%. Индуктивность реактора варьируется от нескольких мГн до нескольких десятков мГн. Фильтровые реакторы с воздушным сердечником имеют высокую линейную индуктивности (L), зависящую только от его геометрии и количества витков.

В стандартном исполнении фильтрокомпенсирующее устройство ФКУ состоит из вводной ячейки, системы однофазных или трехфазных реакторов и нескольких батарей конденсаторов, устанавливаемых в ячейки для исполнения У3 или же на стальных суппортах для исполнения У(ХЛ)1.

Возможная компоновка элементов ФКУ открытого исполнения представлена иллюстрацией.

Вводная ячейка содержит вводной аппарат, управляющую и светосигнальную, защитную аппаратуру. Блоки конденсаторов располагаются друг над другом и устанавливаются на опорные полимерные изоляторы. В состав блока входят косинусные высоковольтные конденсаторы (трех - или однофазные), закрепленные на стальной раме и соединенные сборными шинами.

Однофазные реакторы с воздушным сердечником установлены на полимерных изоляторах и соединены с вводной ячейкой и конденсаторными блоками медными проводниками.

В отдельных случаях уличного размещения, ФКУ может размещается в специализированном контейнере для повышения мобильности.

ПК «СлавЭнерго» при изготовлении применяет трехфазные конденсаторы для ФКУ небольшой мощности и однофазные для составления блоков большой мощности (параллельные и последовательные соединения).

В отдельных случаях, силовые фильтры гармоник (Фильтрокомпенсирующие устройства) большой мощности могут комплектоваться специальной схемой для сигнализации выхода из строя отдельных конденсаторов (пробой, потеря емкости) и отключения ФКУ - так называемой схемой небалансной защиты.

Воздушные фильтровые электрические реакторы представляют собой катушки многожильного провода, намотанные на армирующий каркас. Параметры проводников подбираются для каждого типономинала реактора. Основание реактора имеет высокую механическую прочность и антикоррозийную обработку, что позволяет размещать его на открытом воздухе. Конструкцией реактора гарантирована его безотказная работа в условия загрязненных сред и низких температур. Необходимость их использования в конструировании фильтров гармоник была обусловлена потребностью в стабильности частоты фильтра для всех режимов работы ФКУ.

• Мощность короткого замыкания или установившийся ток КЗ в точке присоединения;

• Активная / Реактивная мощность или cos (fi);

• Токовые гармоники In (%);

• Гармоники напряжения Un (%) соответствующие нагрузке 0% и 100%;

• Климатическое размещение ФКУ.

* Возможно изготовление Фильтрокомпенсаторов ступенчатого типа для случаев пошаговой компенсации реактивной мощности потребителей с фильтрацией гармоник.

Если Вас интересует фильтрация гармоник на напряжении 0,4 кВ, то Вам сюда

ПЕРЕЧЕНЬ ТИПОВЫХ ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩИХ УСТРОЙСТВ (Силовых фильтров гармоник)

Наименование	Габариты ДхШхВ, мм	Масса, кг	№ гармоник	Мощность, (квар)
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-450	5000х1800х2300	800	3(5,7,11 и др.)	450	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-600	5000х1800х2300	850		600	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-900	5500х2500х2300	950		900	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-1350	5500х2500х2300	1100		1350	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-1800	5500х3500х2300	1300		1800	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-3150	5500х3500х2300	1500		3150	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-4500	7000х3500х2300	1800		4500	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-5000	7000х3500х2300	1850		5000	узнать цену/отправить заявку
ФКУ-3(5,7,11,13)-6(10)-6000	7000х3500х2300	1950		6000	узнать цену/отправить заявку

СОБСТВЕННОЕ ПРОИЗВОДСТВО