소개
현대 전기 시스템에서, 비선형 부하 사용 증가-가변 주파수 드라이브와 같은 (VFD), 전원 공급 장치 스위칭, 재생 가능한 에너지 인버터 - 고조파 왜곡의 확산으로 이어졌습니다.. 이 고조파는 전력 품질을 저하시킬 수 있습니다, 장비 오작동을 일으킨다, 에너지 손실을 증가시킵니다. 고조파 필터는 이러한 왜곡을 완화하도록 설계된 필수 구성 요소입니다., 효율적이고 안정적인 전력 시스템 운영 보장.
- 전기 시스템의 고조파 이해
1.1 고조파의 정의
고조파는 전압 또는 전류 파형입니다. 기본 전력 시스템 주파수의 정수 배수 인 주파수 (일반적으로 50 HZ 또는 60 HZ). 그것들은 부드럽게 정현파 파도가 아닌 갑작스러운 펄스로 전류를 끌어내는 비선형 하중에 의해 생성됩니다..
1.2 고조파의 원천
고조파의 일반적인 공급원에는 포함됩니다:
전력 전자 장치 (예를 들어, 정류기, 인버터, VFD)
무정전 전원 공급 장치 (UPS)
LED 및 형광 조명 시스템
아크 용광로 및 용접 기계
재생 가능한 에너지 시스템 (태양/바람 인버터)
주요 고조파 왜곡 순서는입니다 5/7 고조파 전류 왜곡, 그리고 현재 파형은 일반적인 이중 머리 파도를 나타냅니다.. 장비 처리 전에, 시스템 총 고조파 왜곡 속도에 도달했습니다 35.8%. 장비 처리 후, 시스템 총 고조파 왜곡 속도는 약으로 떨어졌습니다 5%, 파형은 정상으로 반환되었습니다, 그리고 동시에, 각 고조파는 상당히 감소했습니다 .1.3 고조파의 영향
고조파 왜곡으로 이어질 수 있습니다:
변압기와 모터의 과열, 수명을 줄입니다
공명 조건으로 인한 커패시터 은행 고장
유통 시스템의 전력 손실 증가
통신 시스템과의 간섭
민감한 전자 장비의 오작동
이러한 문제를 완화합니다, 고조파 필터가 사용됩니다.
2. 고조파 필터의 목적
고조파 필터의 주요 목적은 고조파 전류를 차단하거나 흡수하여 전기 네트워크에서 고조파 왜곡을 줄이는 것입니다.. 주요 목표에는 다음이 포함됩니다:
정현파에 가까운 전압 및 전류 파형을 유지하여 전력 품질 향상.
과도한 고조파 가열로 인한 장비 손상 방지.
손실을 줄임으로써 시스템 효율성 향상.
전력 품질 표준을 준수합니다 (예를 들어, IEEE 519, IEC 61000-3-6).
3.2 활성 고조파 필터 (AHF)
활성 필터는 전력 전자 장치를 사용합니다 (IGBTS, DSP 컨트롤러) 왜곡을 취소하는 카운터 harmonic 전류를 주입합니다. 그들은 다양한 고조파 하중에 동적으로 적응합니다.
장점:
광범위한 고조파에 매우 효과적입니다.
실시간 적응 보상.
공명 문제가 없습니다.
단점:
초기 비용이 더 높습니다.
전원 공급 장치와 복잡한 제어 회로가 필요합니다.
4. 고조파 필터의 작동 원리
4.1 수동 필터 작동
패시브 필터는 특정 고조파에 대한 저 임플런스 경로를 제공하도록 설계되었습니다.. 예를 들어, 5 번째 고조파 필터는 조정 된 LC 회로를 사용합니다. 250 HZ (~을 위한 50 HZ 시스템). 이 주파수의 고조파는 분로됩니다, 그들이 그리드에 들어가는 것을 방지합니다.
4.2 활성 필터 작동
활성 하모닉 필터는 센서를 사용하여 하중 전류를 지속적으로 모니터링합니다.. 디지털 신호 프로세서 (DSP) 고조파를 분석하고 역 전류를 생성합니다, 왜곡을 취소하기 위해 시스템에 다시 주입됩니다..
고조파 소스 장비는 다양한 주문의 고조파 전류를 생성합니다.. APF가 고조파 전류를 측정 한 후, IGBT 스위치 출력을 방향과 반대로 제어합니다., 동일한 크기의 고조파 전류가 오프셋됩니다. 전류가 APF 액세스 포인트를 통과 한 후, 순수하게 복원 할 수 있습니다
5. 고조파 필터의 응용
고조파 필터는 고조파 오염이 높은 산업에서 널리 사용됩니다., 포함:
산업 공장 (VFD 및 대형 모터 드라이브)
데이터 센터 (민감한 IT 장비)
재생 가능한 에너지 시스템 (태양/풍력 발전 단지)
병원 및 실험실 (중요한 전력 품질 요구 사항)
상업용 건물 (LED 조명 및 HVAC 시스템)
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