Конденсаторные установки АФКУ, ДФКУ с фильтрами гармоник

Анонс: Конденсаторные установки АФКУ, ДФКУ с фильтрами гармоник. Пассивные «резонансные» фильтры высших гармоник в УКМФ или УКРМФ (АФКУ, ДФКУ) 0.4 кВ. Активные фильтры в УКМФ или УКРМФ (АФКУ, ДФКУ) 0.4 кВ.

АФКУ (Автоматические или Активные Фильтро-Компенсирующие Устройства/Установки), ДФКУ (Динамические Фильтро-Компенсирующие Устройства/Установки) – преимущественно маркетинговые названия Установки Конденсаторной с регулированием генерации реактивной энергии по Мощности (Реактивной Мощности) и Фильтрами гармоник (УКМФ или УКРМФ).

Так, типичны на отечественном рынке предложения разных по мощности (кВАр) АФКУ или ДФКУ 0.4 кВ с фильтрацией гармоник дросселями и коммутацией ступеней электромеханическими контакторами, однако:

• и последовательно подключенные к конденсаторным батареям дроссели, и колебательные контура из дросселя и емкости с параллельным/последовательным подключением являются пассивными, а не активными фильтрами гармоник;
• даже УКМТ или УКРМТ с управлением тиристорными ключами имеют дискретную генерацию реактивной энергии с временем коммутации ступеней 1-2 мкс, т.е. говорить о динамической компенсации, как в синхронных машинах, по меньшей мере некорректно (более подробно об УКМТ – конденсаторных установках с тиристорным управлением в этом материале).

Пассивные «резонансные» фильтры высших гармоник в УКМФ или УКРМФ (АФКУ, ДФКУ) 0.4 кВ.

В подавляющем большинстве предложений фильтровые АФКУ, ДФКУ оборудуются резонансными пассивными фильтрами, которые могут быть выполнены в виде:

• подключаемых последовательно со ступенями установки дросселей, что формирует собственный колебательный контур батарея-дроссель, который настроен резонансную частоту ниже канонической, где наиболее интенсивны искажения по току и напряжению (см. о резонансных частотах 134 Гц, 189 Гц дроссельных УКМФ в этом материале);
• подключаемых параллельно, последовательно или последовательно-параллельно модулей из последовательно или параллельно включенных емкости, индуктивности и резистора. Фильтрация гармоник в таких пассивных фильтрах может быть основана на шунтировании (режекторный тип) или блокировании (фильтр-пробка) токов высших гармоник, а резонансные частоты фильтров высших гармоник выбираются по требованиям IEC 61642 (более детально о терминологии, нормах и требованиях IEC 61642 в этом материале).

Активные фильтры в УКМФ или УКРМФ (АФКУ, ДФКУ) 0.4 кВ.

Некоторые отечественные и зарубежные производители предлагают АФКУ, ДФКУ 0.4 кВ разной кВАр мощности с активными фильтрами гармоник, часто в виде отдельного модуля из инвертора, генерирующего в сеть гармонические токи в противофазе гармоникам вплоть до 40-50-го порядка, и управляющего блока на базе электронных полупроводниковых схем.

Скоростные электронные ключи, как правило на базе биполярных транзисторов с изолированным затвором (IGBT - Insulated Gate Bipolar Transistor), иногда транзисторов металл-оксид-полупроводник с управлением электрическим полем (MOSFET - Metal-Oxid-Semiconductor-Field-Effect-Transistor), управляют генерацией гармонических токов в противофазе токам гармоник высших порядков, отслеживаемых и анализируемых по амплитуде и частоте специальным электронным блоком. IGBT (или MOSFET) транзисторы используются только для управления в цепях постоянного тока, что отличает их от ключей на базе тиристоров, применяемых для быстрой коммутации ступеней-конденсаторных батарей в установках компенсации реактивной мощности с фильтрами гармоник.

В отличие от пассивных фильтров гармоник, которые используются в АФКУ, ДФКУ для защиты конденсаторных батарей, измерительного, коммутационного оборудования в установках от гармоник 3, 5, 7, иногда 11 и 13 порядков, активные фильтры действительно очищают сеть (сегмент сети) от искажений гармониками широкого спектра, но их стоимость пока очень высока, особенно если фильтры импортируются из-за рубежа.