فیلتر هارمونیک چیست؟

سرویس آموزش و آزمون برق نیوز: فیلتر هارمونیک با استفاده از خازن، سلف و مقاومت جریان‌های هارمونیکی را به سمت زمین هدایت می‌کنند. هرفیلتر هارمونیک می‌تواند ازبسیاری ازعناصر تشکیل شود، که هر یک ازآن‌ها جهت انتقال یکی از مضارب هارمونیکی به زمین استفاده می‌شود. فیلتر هارمونیک برای بار‌های غیر خطی مانند درایوها، یو پی اس، یکسوساز‌ها و تاسیساتی که برای جلوگیری از اضافه بار نیاز به کاهش اغتشاشات هارمونیکی جریان دارند مورد استفاده قرار می‌گیرد. فیلترسازی هارمونیک با کاهش مجموع هارمونیک‌ها باعث افزایش ضریب توان مجموع و منجر به کاهش مصرف توان راکتیو خواهد شد.

• فیلترهای پسیو

• فیلترهای فعال

• فیلترهای ترکیبی

نحوه انتخاب راکتور هارمونیک مناسب
نصب راکتور در شبکه‌هایی ضروری است که THD جریان آن‌ها بیش از ۱۰% و یا THD ولتاژ بیشتر از ۳% (در حالت بدون خازن) باشد. در اینگونه موارد رعایت نکات زیر ضروری می‌باشد:

1. اگر دامنه هارمونیک سوم جریان بیشتر از ۲۰% هارمونیک پنجم جریان باشد، از راکتور‌های هارمونیک سوم (P=۱۴%) استفاده می‌شود. در غیر این صورت از راکتور‌های هارمونیک پنجم (P=۷% یا P=۵.۶۷%) استفاده خواهد شد.
2. در حالت استفاده از راکتور‌های هارمونیک پنجم اگر THD ولتاژ کمتر از ۷% باشد از راکتور ۷% و اگر بیشتر باشد از راکتور ۵.۶۷% استفاده می‌شود.
3. در حالت نصب خازن بصورت سری با راکتور، ولتاژ اعمالی به خازن برابر خواهد بود با: (Uc=U / (۱ - P.

مزایای استفاده از راکتور‌های حذف هارمونیک

• کاهش اضافه جریان در زمان سوئیچینگ بانک خازن
• کاهش اضافه بار خازن در اثر هارمونیک‌ها
• کاهش حرارت ایجاد شده در کابل‌ها
• کاهش حرارت ایجاد شده در ترانسفورماتور‌ها
• عمر بیشتر خازن
• حذف اعوجاج شکل موج ولتاژ
• جلوگیری از عملکرد بی دلیل مدار‌های حفاظتی
• محدود کردن وقوع رزنانسهاي خطرناک
• جلوگيري از تريپهاي ناخواسته فيوزها و کليدهاي مدار شکن
• افزايش طول عمر خازنها از طريق کاهش حرارت آنها

انتخاب خازن و راکتور مناسب برای کارکرد صحیح سیستم بسیار مهم می‌باشد. برای رسیدن به بهترین نتیجه، رعایت نکات زیر ضروری می‌باشد:

1. فرکانس رزونانس سری باید بر مبنای آنالیز هارمونیک سیستم انتخاب شود.۲-بخاطر خاصیت سلفی راکتور، ولتاژ دوسرخازن از ولتاژ برق شبکه بیشتر می‌باشد؛ لذا انتخاب ولتاژ خازن بر مبنای فرکانس رزونانس صورت می‌گیرد.
2. بدلیل بالاتر بودن ولتاژ خازن از ولتاژ شبکه خاصیت سلفی راکتور، توان ایجاد شده در شاخه سری با توان خازن متفاوت است. به همین دلیل برای رسیدن به توان دلخواه باید از ظرفیت‌های اصلاح شده استفاده کرد.
3. با استفاده از فلوچارت زیر می‌توان فرکانس تشدید را انتخاب نمود:
   
   
4. ولتاژ دو سر خازن برابر خواهد بود با : (Uc=U / (۱-P
   بعد از انتخاب فرکانس رزونانس، از جداول زیر ظرفیت خازن متناظر تعیین می‌گردد.

نکات مهم در استفاده از راکتور‌های حذف هارمونیک

• خازن و راکتور باید با هم هماهنگ باشند یعنی ظرفیت خازن دقیقا معادل مقدار ذکر شده در جدول باشد
• راکتور‌ها حرارت زیادی تولید می‌کنند لذا باید در ارتفاع بالاتری از خازن‌ها قرار گیرند و تهیه مناسب برای آن‌ها پیش بینی گردد
• بین راکتور‌ها و بدنه تابلو، و همچنین بین دو راکتور حداقل فاصله‌ای بین ۵ تا ۷ سانتی متر در نظر گرفته شود.