چکیده
در این مقاله برخی از راهکارهای آلودگی هارمونیکی در شبکه برق ارائه می گردد. آلودگی هارمونیکی یکی از مهمترین اختلالات کیفیت توان است.
عناوین مهم این مقاله
مقدمه
بهبود کیفیت توان الکتریکی دارای مراحل مختلفی است. مرحله اول در فرایند بهبود کیفیت توان اندازه‌گیری شاخص‌های کیفیت توان الکتریکی است. مرحله دوم تعیین منشأ و تعیین سهم اختلالات کیفیت توان است. پس از این دو مرحله و شناسایی اختلال کیفیت توان به کاهش و یا از بین بردن اختلال کیفیت توان مورد نظر می‌پردازیم. یکی از مهمترین اختلالات کیفیت توان آلودگی هارمونیکی است. اگرچه راهکارهای کاهش آلودگی هارمونیکی با توجه به منبع تولید کننده این آلودگی بسیار متنوع هستند، اما در این مقاله به چند مورد از راهکارهای کلی کاهش آلودگی هارمونیکی پرداخته شده است. به منظور کاهش آلودگی هارمونیکی دو رویکرد کلی وجود دارد.
رویکرد اول: حذف منبع آلوده کننده هارمونیک
در زیر چند مثال از حذف منبع تولید کننده هارمونیک بیان شده است.
- جایگزینی یکسوساز 6 پالسه با 12 پالسه: یکسوسازهای 6 پالسه تولید کننده هارمونیک‌های جریان 5 و 7 هستند. با جایگزین کردن این منابع با یکسوسازهای 12 پالسه می‌توان منبع تولید هارمونیک 5 و 7 را تقریباً حذف نمود.
- استفاده از درایوهای الکتریکی نسل جدید: درایوهای الکتریکی قدیمی دارای یکسوسازهای 6 پالسه در طبقه ورودی خود هستند. با جایگزینی این درایوها با درایوهای نسل جدید که با استفاده از مبدل وینا شاخص آلودگی هارمونیکی بسیار کمتری دارند می‌توان این منبع تولید هارمونیک را حذف نمود.
- کاهش ولتاژ اعمالی به ترانسفورمرهای اشباع شده: ورود هسته ترانسفورمر به حالت اشباع، رفتار مغناطیسی هسته را از حالت خطی خارج کرده و ترانسفورمر تولید کننده هارمونیک جریان می‌شود. با در نظر گرفتن الزامات حداقل ولتاژ شبکه در صورت امکان با کاهش ولتاژ اعمالی به ترانسفورمری که هسته آن در حالت اشباع قرار دارد می‌توان آن را از حالت اشباع خارج کرده و این منبع تولید هارمونیک را حذف نمود.
رویکرد دوم: جلوگیری از انتشار آلودگی هارمونیکی
به وسیله فیلتر کردن هارمونیک‌های تولید شده در محل و یا بستن مسیر هارمونیک‌ها می‌توان از انتشار آنها به سایر نقاط شبکه و در نتیجه بهبود کیفیت توان الکتریکی اقدام کرد. در ادامه مثال‌هایی از جلوگیری از انتشار آلودگی هارمونیکی بیان شده است.
- افزودن راکتور خط (Line Reactor): می‌توان در ورودی درایوها از راکتورهای سری استفاده کرد. این عمل باعث کاهش آلودگی هارمونیکی جریان درایوهای الکتریکی خواهد شد. استفاده از Line Reactor باعث افت ولتاژ اعمال شده به درایو می‌شود. با توجه به سطح ولتاژ محل درایو و امپدانس Line Reactor لازم است افت ولتاژ راکتور محاسبه شود تا ولتاژ اعمال شده به درایو کمتر از حد مجاز تعیین شده توسط درایو الکتریکی نشود.
- استفاده از ترانسفورمرهای ایزوله و یا ترانسفورمرهای تغییر فاز: به طور کلی با تغییر گروه برداری ترانسفورمرها و یا افزودن ترانسفورمرهای با اتصالات مناسب می‌توان مسیر عبور برخی از هارمونیک‌های جریان را مسدود کرد. به عنوان مثال استفاده از ترانسفور ستاره – مثلت از عبور هارمونیک سوم جریان جلوگیری می‌کند و یا استفاده از ترانسفورمرهای زیگزاگ و زمین کردن آنها موجب انتقال هارمونیک‌های مضرب 3 به زمین می‌شود.
- فیلترگذاری: استفاده از فیلترها پرکاربرد ترین روش حذف هارمونیک‌ها است. معمولاً فیلترها در نزدیک‌ترین نقطه به بار آلوده کننده قرار داده می‌شوند تا عبور هارمونیک ها از سایر تجهیزات قدرت جلوگیری شود. فیلترهای هارمونیکی خود به دو نوع فیلتر پسیو و فیلتر اکتیو تقسیم‌بندی می‌شوند. در مقاله نقش اندازه گیری در طراحی فیلتر هارمونیکی توضیحات جامع‌تری در زمینه فیلترهای هارمونیکی بیان شده است.
