Impact of changes in the impedance and frequency characteristics of certain network elements on the choice of method for passive filter design

• Autorzy: Biernacik T. , Skliński R.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2017.12.60

Warianty tytułu

PL

Wpływ zmian charakterystyk impedancyjno-częstotliwościowych wybranych elementów sieci na wybór metody projektowania filtrów pasywnych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article, we discuss difficulties connected with the determination of the parameters of a single-tuned passive filter connected in parallel to a network that supplies power to devices with the impedance and frequency characteristics varying as a function of time or load. Devices of this type are exemplified by a capacitor bank whose steps are composed of capacitors connected in series with inductances. Based on the results of tests conducted at an industrial plant, we demonstrate the impact of a capacitor bank on the current and voltage harmonics in the power network. The harmonics should be taken into account when designing a passive filter. Considering that the operation of a capacitor bank may cause significant changes in voltage distortion, a passive filter designed without regard to such changes may not function properly. In the remaining part of the article, we present graphs of selected electrical values recorded at the industrial plant, followed by the simulation results, which confirm the phenomena observed during the test measurements. Our findings concern methods employed in the process of designing a passive filter to be used in a network that includes a capacitor bank.

PL

W artykule przedstawiono problem związany z trudnością w określaniu parametrów rezonansowego filtra pasywnego włączonego równolegle do sieci, w której pracują urządzenia o charakterystyce impedancyjno-częstotliwościowej zmiennej w funkcji czasu lub obciążenia. Reprezentantem grupy wspomnianych urządzeń jest bateria kondensatorów w której stopnie złożone są z kondensatorów szeregowo połączonych z indukcyjnościami. Na przykładzie instalacji przebadanej w zakładzie przemysłowym wykazany zostanie wpływ baterii kondensatorów na wartości harmonicznych prądu i napięcia w sieci zasilającej zakład. Wartości te powinny być uwzględnianie przy projektowaniu filtra pasywnego. W rezultacie znaczących zmian odkształcenia napięcia, jakie może powodować praca baterii kondensatorów, filtr pasywny zaprojektowany bez uwzględnienia tych zmian może pracować nieprawidłowo. W dalszej części artykułu przedstawiono wykresy wybranych wielkości elektrycznych zarejestrowanych w zakładzie przemysłowym, a następnie wyniki symulacji potwierdzające zjawiska zaobserwowane podczas pomiarów. Wnioski dotyczą wybranych metod postępowania podczas projektowania filtra pasywnego w sieci, w której pracuje bateria kondensatorów.

Słowa kluczowe

EN

voltage harmonics; nonlinear load; passive filter; capacitors bank

PL

wyższe harmoniczne; obciążenie nieliniowe; filtr pasywny; bateria kondensatora

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 93, nr 12
• Strony: 251--257
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., tab., wykr.

Twórcy

autor

Biernacik T.

• Inter-Consulting, Department of Power Engineering, st Namysłowska 13/5, 03-454 Warszawa

autor

Skliński R.

• Bialystok University of Technology, Faculty of Management, st Ojca Tarasiuka 2, 16-001 Kleosin

Bibliografia

• [1] Fujita H. (Member, IEEE), Akagi H. (Member, IEEE), A Practical Approach to Harmonic Compensation in Power Systems-Series Connection of Passive and Active Filters, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 27 (1991), no. 6
• [2] Lamedica R., Prudenzi A. (Member, IEEE), Tironi E., Zaninelli D. (Member, IEEE), A Model of Large Load Areas for Harmonic Studies in Distribution Networks, IEEE Transactions on Power Delivery, Vol. 12 (1997), no. 1
• [3] Gonzalez D.A. (Member, IEEE), McCall J.C. (Member, IEEE), Design of Filters to Reduce Harmonic Distortion in Industrial Power Systems, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 1a-23 (1987), no. 3
• [4] Lowenstein M. Z. (Member, IEEE), Improving Power Factor in the Presence of Harmonics Using Low-Voltage Tuned Filters, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 29 (1993), no. 3
• [5] Strzelecki R., Supronowicz H., Współczynnik mocy w systemach zasilania prądu przemiennego i metody jego poprawy. Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej Warszawa (2000)
• [6] Pawłowski M., Szymański A., Fjałkowski Z., Wpływ baterii kondensatorów na możliwość powstawania rezonansu w sieciach zasilających. Przegląd Elektrotechniczny, (2004), no. 6
• [7] Baranecki A., Majecki J., Płatek T., Biernacik T., Filtr aktywny jako kompensator negatywnego oddziaływania na sieć zasilającą, Wiadomości Elektrotechniczne, 975 (2008), no. 1, 52-55
• [8] Biernacik T., Skliński R., Pasywne filtry wyższych harmonicznych - wybrane metody projektowania, Wiadomości Elektrotechniczne. (2013), no. 5
• [9] Biernacik T., Skliński R., Sterowanie mocą bierną w obiektach energetyki odnawialnej na przykładzie ZEW Niedzica, XI Międzynarodowa Konferencja Energia w nauce i technice 2014, Białystok, 26-27 czerwiec 2014
• [10] Biernacik T., Baranecki A., Cichomski P., Płatek T., Kompensacja mocy biernej w dużych zakładach przemysłowych, Wiadomości Elektrotechniczne, (2014), no. 9

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).