Бутырина В.С., Федосеева П.А.
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПАССИВНЫХ ФИЛЬТРОВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ *
Аннотация:
в представленной статье рассматриваются пассивные фильтры, их актуальность и целесообразность применения
Ключевые слова:
фильтр, пассивный фильтр, сигнал, активный фильтр, напряжение, электроэнергия, гармоники, частота
УДК 62-7
Бутырина В.С.
студент обучающийся на кафедре Система обеспечения движения поездов
Красноярский институт железнодорожного транспорта
(г. Красноярск, Россия)
Федосеева П.А.
студент обучающийся на кафедре Система обеспечения движения поездов
Красноярский институт железнодорожного транспорта
(г. Красноярск, Россия)
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПАССИВНЫХ
ФИЛЬТРОВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ
Аннотация: в представленной статье рассматриваются пассивные фильтры, их актуальность и целесообразность применения.
Ключевые слова: фильтр, пассивный фильтр, сигнал, активный фильтр, напряжение, электроэнергия, гармоники, частота.
В настоящее время развития технологий популярность обретают нелинейные нагрузки, которые становятся препятствием для подачи качественной электроэнергии. Из-за этой проблемы стало актуально исследование качества электроэнергии, а главное нахождение решения снижения недопустимых значений гармоник. Ввиду данных значений мы встречаемся с проблемами в системе электроснабжения: перегрузка проводников нейтрали, поломка конденсаторных батарей, перегрев трансформаторов и вращающихся машин, приводят к большим затратам на использование электрических устройств. Снижение качества электроэнергии и производительность труда являются основными последствиями. [1]
Пассивный фильтр — это электронный фильтр, который состоит из обычных элементов, таких как резистор и конденсатор. Использование данных фильтров является эффективной так как гармоники становятся меньше и не появляются проблемы в системе электроснабжения. Благодаря этому уменьшаются эксплуатационные затраты. Этим фильтрам не требуются источники питания для своей работы. [5]
Важность использования фильтра в том, дабы обеспечить передачу сигналов определенного диапазона частот, в тоже время исключить все вероятные прохождения сигналов определенного спектра частот. Фильтры подразделяются на пассивные и активные. Пассивные фильтры - это индуктивно-ёмкостные, резисторно-ёмкостные фильтры. Фильтры могут пропускать или подавлять различные диапазоны частот, вследствие этого, их можно разделить на четыре вида:
Фильтрацию сигналов невысоких частот, производят фильтрующие элементы, с помощью емкости и базы сопротивления. Схема амплитудно- частотной характеристики рис. 1. [3]
Рис. 1. - Схема амплитудно-частотной характеристики и схема фильтра высоких частот
Рис. 2. Схема фильтра низких частот
В представленной схеме входное напряжение приложено к конденсатору и резистору, а выходное напряжение снимается с сопротивления. Если сократить частоту сигнала, то начнется активный рост реактивного сопротивления, а также полное сопротивление цепи. Проходящий через цепь ток будет снижаться, из-за того, что входное напряжение постоянное. В итоге ток, проходящий через активное сопротивление, будет снижаться.
Наблюдается, что все выше перечисленные фильтры подразумевают под собой резисторно-ёмкостные цепи, которые описываются тремя параметрами: полным, активным и реактивным сопротивлениями. Значения затухания, обеспечиваемые введенными резисторно-ёмкостные фильтрами, отталкиваются от отношения реактивного или активного сопротивления к полному сопротивлению.
Для того, чтобы получить более высокое качество фильтров применяют конденсаторы, катушки индуктивности. Так, к примеру, могут использоваться и резисторы. Взаимоотношение выходной и входной цепей происходит таким образом, что численные значения их полных или реактивных сопротивлений были одинаковы.
Минусами пассивных фильтров представляются их огромные массы габаритов, в основном это относится к индуктивно-ёмкостным фильтрам. Их результативность и действенность использования снижается при изменении гармонического состава напряжений и токов, в том числе, при изменении свойств сети. Также, можно выявить ещё один недостаток, это возможность возникновения резонанса токов в параллельном колебательном контуре, получаемом фильтре и питающей сети индуктивности.
Плюсы индуктивно-ёмкостных фильтров содержатся в работоспособности конденсаторов и катушки индуктивности на переменном токе происходит взаимообратно, т.е. при повышении частоты сигнала индуктивное сопротивление повышается, а емкостное уменьшается. Данным образом, в индуктивно-ёмкостном фильтре нижних частот реактивное сопротивление параллельного элемента при возрастании частоты сигнала уменьшается и используемый элемент шунтирует сигналы высоких частот. Простота конструкции и надежность, также являются достоинствами.
По схеме включения в защищаемую цепь подавляющие помехи фильтры подразделяются на распределенные и сосредоточенные. По месту установления помехоподавляющие фильтры бывают: сигнальные и сетевые. Ни в коем случае, нельзя сопоставлять сетевые фильтры с силовыми, которые устанавливают для скрещивания гармоник в сети переменного тока или же для смягчения вибраций в сети постоянного тока. Гарантия замыкание на землю токов высших гармоник через соответствующий колебательный контур, происходит благодаря использованию этих фильтров рядом с нелинейной нагрузкой.
При верной эксплуатации фильтрокомпенсирующих установок, можно добиться снижения потерь в трансформаторах, вращающихся машинах, линиях электропередач; долгосрочность изоляции электрооборудования; сведение до минимума ложных срабатываний устройств релейной защиты и автоматики. [2]
В конце данного исследования, подытожим, что употребление фильтрокомпенсирующих приборов необходимо для пресечения высших гармоник в сетях электроснабжения – их необходимо ввести в работу для увеличения показателя качества электроэнергии в распределительных сетях и снижение расходов в ходе эксплуатации.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
Butyrina V.S.
Student studying at the Department of Train Traffic Support System
Krasnoyarsk Institute of Railway Transport,
(Krasnoyarsk, Russia)
Fedoseeva P.A.
Student studying at the Department of Train Traffic Support System
Krasnoyarsk Institute of Railway Transport,
(Krasnoyarsk, Russia)
RELEVANCE OF USE OF PASSIVE FILTERS
IN POWER SUPPLY SYSTEM
Abstract: the presented article discusses passive filters, their relevance and expediency of application.
Keywords: filter, passive filter, signal, active filter, voltage, electricity, harmonics, frequency.
Номер журнала Вестник науки №11 (56) том 4
Ссылка для цитирования:
Бутырина В.С., Федосеева П.А. АКТУАЛЬНОСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ ПАССИВНЫХ ФИЛЬТРОВ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ // Вестник науки №11 (56) том 4. С. 288 - 292. 2022 г. ISSN 2712-8849 // Электронный ресурс: https://www.вестник-науки.рф/article/6567 (дата обращения: 24.04.2024 г.)
Вестник науки СМИ ЭЛ № ФС 77 - 84401 © 2022. 16+