Harmonické filtre

Zvýšenie kvality siete, úspory energie a stabilizácia sieťového napätia

TNeustále rastúci počet nelineárnych spotrebičov v našich sieťach vedie k väčšiemu „znečisteniu siete“. Hovoríme, podobne ako to poznáme zo životného prostredia pri vode alebo ovzduší, o spätných účinkoch. V ideálnom prípade produkujú generátory na výstupných svorkách čistý prúd so sínusovou krivkou. Toto napätie so sínusovou krivkou sa považuje za ideálnu podobu striedavého napätia, akékoľvek odchýlky od tejto krivky sú poruchou v sieti. Stále viac spotrebičov odoberá zo siete prúd, ktorý nemá sínusovú krivku. Rýchla Fourierova transformácia týchto znečistených foriem prúdu má za následok široké spektrum harmonických frekvencií, ktorým sa bežne hovorí harmonické prúdy.

Harmonické prúdy sú pre elektrické siete škodlivé, niekedy dokonca nebezpečné

a pripojené spotrebiče tým trpia. Je to podobné, ako keď človek pije znečistenú vodu. Nastáva preťaženie, znižuje sa životnosť, príp. môže dochádzať k častým poruchám elektrických a elektronických spotrebičov. Záťaž z harmonických prúdov je hlavnou príčinou neviditeľných problémov s enormnými nákladmi na údržbu a investíciami do výmeny rozbitých prístrojov. Neprípustne silné spätné pôsobenie na sieť a zlá kvalita napätia z toho vyplývajúca môžu spôsobovať problémy vo výrobných procesoch alebo dokonca skončiť odstávkou výroby.

Systémová zbernica: impedancia vs. frekvencia

Filtračné obvody zladené na špecifickú harmonickú

V špeciálnych prípadoch, napr. v slabých sieťach (nízky skratový výkon) a pri veľkom zaťažení harmonickými frekvenciami (napr. pri pohonoch na jednosmerný prúd alebo pri lyžiarskych vlekov), alebo v prípadoch, kedy distribučné energetické spoločnosti alebo kritické výrobné procesy kladú mimoriadne vysoké nároky na nízke hodnoty THD-U, tzn. majú maximálne požiadavky na „čistú“ kvalitu prúdu (napr. výpočtové centrá, polovodičový priemysel, dlhé procesné reťazce…), môže byť nutné potlačiť harmonické frekvencie silnejšie, než ako to dokážu štandardné ochranné tlmivky.

Také situácie je možné vyriešiť pomocou filtračných obvodov zladených na špecifickú harmonickú. Filtračné obvody sa zladia tak, aby zodpovedali harmonickým prúdom, ktoré je potrebné potlačiť (väčšinou ide o 5., 7. a 11.), a predstavujú pre tieto prúdy s náležitými frekvenciami veľmi nízku impedanciu.

Tým dochádza k „odsatiu“ týchto prúdov a sieť je vyčistená od nebezpečných harmonických frekvencií. Filtre zladené na špecifickú harmonickú sú riešenia tvorené na mieru jednotlivým zákazníkom a väčšinou sa dimenzujú individuálne po vykonaní hlbšej analýzy siete.

Optimalizácia siete hradenými kompenzačnými jednotkami (harmonickými filtrami) so sebou nesie tieto výhody:

Zníženie nákladov na elektrinu vďaka eliminácii jalového výkonu
Zníženie nákladov na elektrinu vďaka menším stratám kWh
Odstránenie problémov s rezonanciou a odstránenie bezpečnostných rizík
Zlepšenie všeobecnej kvality siete (zníženie THD-U)
Stabilizácia sieťového napätia
Úspory nákladov na údržbu
Odloženie alebo zrušenie nových investícií vďaka lepšiemu využitiu rozvádzačov