فیلترهای غیرفعال از عناصر اندوکتانس، خازن و مقاومت ساخته می شود. آنها از نظر قیمت نسبت به دیگر وسایل حدف هارمونیک ارزان تر هستند. ولی عیب آن ها اثر متقابل پتانسیلی با سیستم می باشد. آن ها جریان های هارمونیکی را یا اتصال کوتاه می کنند و یا مسدود می سازند.

عبور جریان بین قسمت های سیستم با میزان کردن هناصر به طوریکه حالت تشدید را برای فرکانس مورد نظر بوجود بیاورند انجام می پذیرند. شکل زیر انواع مختلف ترکیب فیلتر های معمول را نشان می دهد. متداول ترین نوع فیلتر غیرفعال فیلتر شکافی میزان شده تکی (single tuned notch) است. این اقتصادی ترین نوع فیلتر گداری می باشد و عموما کفایت می کند. یک مثال از ترکیب یک فیلتر معمولی 480 ولت است. فیلتر شکافی به صورت موازی در سیستم قدرت وصل شده است. بنابراین، جریان های هارمونیکی از مسیر اصلی شان در خط به فیلتر منحرف می شوند. فیلتر های شکافی علاوه بر از بین بردن هارمونیک باعث تصحیح قدرت می شود.

یک بانک خازنی با ولتاژ پایین که بصورت مثلث وصل شده است و توسط اضافه کردن یک اندوکتانس بصورت سری به یک فیلتر تبدیل شده در شکل نشان داده شده است. در این حالت هارمونیک شکافی مربوط به راکتانس فرکانس اصلی می باشد.

دقت شود در این حالت ترجیح داده می شود که X مقدار راکتانس یک ساق مثلث باشد تا اینکه راکتانس معادل فاز به نقطه خنثی باشد. اگر ما ولتاژ فاز به فاز . مقدار kvar سه فاز را برای محاسبه X بکار می بریم، همانطوریکه قبلا گفته شد نباید آن را تقسیم بر 3 کنیم. یکی از مهمترین اثرات جانبی قراردادن فیلتر این است که باعث ایجاد یک نقطه تشدید موازی تیز در فرکانسی زیر فرکانس شکافی خواهد شد. این فرکانس تشدید می بایست همواره با اطمینان از هارمونیک مهم دور نگاه داشته شود. فیلترها معمولا کمی کمتر از هارمونیکی که باید حدف شود میزان می شوند تا ضریب اطمینانی باشد برای حالتی که تغییرات در پارامترهای سیستم بوجود می آید. اگر فیلترها دقیقا برای حدف آن هارمونیک میزان شوند، اثر حرارت در خازن یا اندوکتور یا خرابی ممکن است باعث افزایش فرکانس تشدید موازی شود و آن را به هارمونیک مهم نزدیک تر کند. این بدتر از حالت بدون فیلتر می باشد زیرا فرکانس تشدید خیلی تیز می باشد.

بدین علت، شروع فیلترها در سیستم باید برای رفع مشکلات هارمونیکی با درجه پایین باشد. برای مثال، برای قرار دادن یک فیلتر هفتمین هارمونیک معمولا نیازمند به نصب فیلتر هارمونیک پنجم می باشد. فرکانس تشدید مدار موازی جدید که مربوط به فیلتر هفتمین هارمونیک می باشد خیلی نزدیک به فیلتر پنجمین هارمونیک می ابشد که بطور کلی مضر می باشد.

ترکیب فیلتر اجازه جریان های ترادف صفر را نمی دهد زیرا خازن به صورت مثلث وصل شده است. این باعث کم اثر شدن فیلتر های هارمونیکی مضرب 3 می شود. موقعی که کنترل جریان های هارمونیکی مضرب 3 ترادف صفر ضروری بنظر می رشد راه های دیگری باید بکار برد، زیرا خازن های 480 ولت همیشه به شکل مثلث وجود دارند، برعکس خازن ها در سیستم توزیع معمولا به شکل ستاره هستند. این حق انتخاب تعیین مسیر هارمونیک های مضرب 3 ترادف صفر را به طور ساده با تغییر اتصال سیم خنثی به ما می دهد. قراردادن یک راکتور در سیم خنثی خازن را متعارفی است. برای این که بانک خارنی فقط هارمونیک های ترادف صفر را حذف کند. این روش اغلب برای حذف اغتشاشات هارمونیکی استفاده می شود. یک راکتور چند سر از سیم پیچ در مسیر سیم خنثی قرار می گیرد و زوری تنظیم می شود تا اعتشاشات تلفنی را به حداقل برساند، که تنظیم آن بسته به این است که کدام هارمونیک مشکل ساز می باشد.

فیلتر غیرفعال همیشه در روی شین قرار می گیرد، جایی که انتظار می رود X ثابت باشد، فرکانس تشدید موازی با آمپدانس سیستم تغییر می کند. برای مثال فرکانس تشدید موازی برای سیستمی که برقدار هست ولی بدون بار کار میکند، احتمالا خیلی کمتر از موقعی است که به تجهیزات مصرف کننده وصل می شود. بنابراین فیلترها اغلب برای سیستمی که بدون بار است حدف می شوند. همچنین، فیلترها می بایست با توجه به ظرفیت شین طراحی شوند. برای آزمایش، اندازه ظرفیت تحمل جریان خازن را فقط براساس باری که تولید هارمونیک می کند به حساب می آورند. به هر حال مقدار کمی اغتشاش ولتاژ در شین بسیار قوی ممکن است وظیفه سنگینی بر فیلتر تحمیل کند.

فیلترهای فعال

فیلتر های فعال نسبتا وسیله جدیدی برای حذف هارمونیک ها می باشند. کار آن ها براساس الکترونیک قدرت مدرن می باشد و از فیلتر های غیرفعال گرانتر هستند. به هر حال مزیت برجسته آن ها این است که آن ها تشدید با سیستم بوجود نمی آورند. در شرایط سخت بکار می روند جایی که فیلتر های غیرفعال نمی توانند موفقیت آمیز باشند زیرا در آن جا تشدید موازی بوجود می آید. آن ها می توانند در یک زمان خطاب به بیش از یک فرکانس باشند و همچنین با مشکلات دیگر کیفیت قدرت مثل تغییرات ناگهانی برق مقابله کنند. آن ها بویژه برای بارهای اغتشاشی بزرگ که از نقطه نسبتا ضعیفی روی سیستم قدرت تغذیه می شوند مناسب هستند.

ایده اصلی جایگزین کردن آن قسمت از جریان موج سینوسی مربوط به بار غیرخطی است که کم شده است. یک دستگاه کنترل الکترونیکی ولتاژ یا جریان خط را اندازه گیری و ثبت می کند، و سیستم الکترونیک قدرت را وصل می کند تا جریان یا ولتاژ بار را دنبال کرده و آن را به شکل سینوسی در بیاورند. همچنان که نشان داده شده است، دو راه اساسی وجود دارد: یکی استفاده از اندوکتور برای دخیره کردن جریان، که می بایست به سیستم در لحظه معین تزریغ شود و راه دیگر اتفاده از خازن می باشد. بنابراین، هنگامی که جریان بار به اندازه ای که توسط بار غیرخطی مشخص شده مغشوش می شود، جریان دیده شده توسط سیستم خیلی نزدیکتر به شکل سینوسی بنظر می رسد. فیلترهای فعال عملا به همان اندازه ای که برای هارمونیک ها استفاده می شوند برای تصحیح ضریب قدرت استفاده می شوند.

دیدگاهتان را بنویسید لغو پاسخ

برای نوشتن دیدگاه باید وارد بشوید.