Cum se calculează filtrele de armonice

Introducere

În sistemele de alimentare cu curent alternativ (CA), cum ar fi rețeaua principală de distribuție a utilităților electrice, sarcinile ne‑lineare pot alimenta o cantitate de energie înapoi în fir. Acest fenomen apare în formă de armonice – multiplii frecvenței undei AC originale. Armonicele trebuie eliminate printr-un filtru de armonice pentru a preveni distorsiunile de tensiune și curenții excesivi la conexiunile de împământare.

Un filtru de armonice constă într-un condensator de putere conectat în serie cu un reactor de reglare, ambele amplasate între linia de alimentare și masă. Parametrii filtrului depind de circuitul electric în care se dorește eliminarea armonicelor.

Pașii de calcul

Pasul 1 – Măsurarea sarcinii și factorului de putere

Folosește un analizator de armonice pentru a măsura sarcina (LD) în kilowați și factorul de putere (PF) la 30% din sarcină.

Pasul 2 – Determinarea unghiurilor de fază

Calculează unghiurile de fază pentru PF-ul real și pentru PF-ul dorit (de obicei 0,97) cu:

PAActual = arccos(PF)
PADesired = arccos(0,97)

Pasul 3 – Calcularea capacității KVAR necesare

Pentru a crește PF de la PF la 0,97, calculează:

KVAR = LD × (tan(PAActual) – tan(PADesired))

Pasul 4 – Determinarea capacitivității și reactivității

Capacitatea condensatorului:

C = KVAR / ((KV)² × 2 × π × F × 0,001)

unde KV este tensiunea liniei în kilovolt (kV) și F frecvența liniei în hertzi (Hz).

Reactanța reactorului de reglare:

X = 1 / (2 × π × F × C)

Instrumentele necesare

• Analisator de armonice