Принцип, по которому гармонические фильтры поглощают гармоники 

Принцип действия емкостных компенсаторов, в которых используются индуктивные катушки для подавления гармоник, заключается в поддержании определенного соотношения между индуктивностью и емкостью для фильтрации гармоник различной частоты.

Когда конденсатор соединен последовательно с реактором, он образует последовательный резонансный контур, демонстрирующий чрезвычайно низкий импеданс (теоретически равный нулю) на резонансной частоте. Если эта последовательная резонансная частота совпадает с характеристической гармонической частотой сетевого гармонического защитного устройства, оно функционирует как чистый фильтрующий контур. Если оно поглощает только небольшое количество гармоник, оно называется расстроенным фильтрующим контуром.

Основная цель схемы детонированного фильтра — предотвратить усиление гармоник, при этом фильтрующий эффект ограничен. Частота серийно-параллельного резонанса схемы обычно устанавливается ниже самой низкой характерной частоты гармоник сети, а именно в 3,8–4,2 раза выше основной частоты.

Формула инженерного расчета: Реактивное сопротивление реактора XL = емкостное сопротивление конденсатора XC, умноженное на процент (X%).

Альтернативно: мощность реактора QL равна проценту (X%) от основной емкости конденсатора QC.

Реактивное сопротивление или емкость реактора обычно составляет 6–7 % от емкостного сопротивления или емкости конденсатора.

При выборе x=6% резонансная частота составляет vr=4,08.

Схема детонированного фильтра поглощает только небольшую часть гармоник пятого порядка и выше, при этом большая часть гармоник, генерируемых источником, поступает в сеть. Емкость конденсатора определяется на основе предполагаемого значения коэффициента мощности.

Основная цель гармонических протекторов — поглощать гармоники, компенсируя при этом основную реактивную мощность.

В режиме последовательного резонанса совокупное сопротивление XS фильтрующей цепи приближается к нулю, образуя тем самым «короткое замыкание» для соответствующих гармоник. Ниже резонансной частоты фильтрующая цепь проявляет емкостное поведение, что позволяет ей выводить емкостную основную реактивную мощность для компенсации индуктивной реактивной мощности. Выше резонансной частоты фильтрующая цепь проявляет индуктивное поведение.

Поскольку фильтрующая цепь демонстрирует емкостное поведение ниже своей точки резонанса, она образует параллельную резонансную цепь с индуктивностью сетки на частотах ниже своей характеристической частоты. При условии, что в этом диапазоне частот не существует характерных гармоник, параллельный резонанс не наносит вреда сетке.

Поскольку основная функция фильтрующей схемы заключается в поглощении гармоник сети, это ограничивает гибкость регулирования основной реактивной мощности. Схемы могут включаться или выключаться только последовательно, причем активация происходит от гармоник низшего порядка к гармоникам высшего порядка, а деактивация — от гармоник высшего порядка к гармоникам низшего порядка. Для компенсационных и фильтрующих установок большей мощности может быть принят комбинированный подход, состоящий из чистых фильтрующих цепей и расстроенных фильтрующих цепей. Чистые фильтрующие цепи работают непрерывно для компенсации основной нагрузки, в то время как расстроенные фильтрующие цепи функционируют как регулируемые устройства.