بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله برای صور مختلف فیلترهای پسیو ، فرمولی برحسب Ω و Q بیان گردیده است. همچنین حساسیت پاسخ فرکانسی فیلتر به تغییرات این دو پارامتر محاسبه و شبیه سازی شده و در ادامه تأثیرات تغییر المانهای فیلترهای پسیو ناشی از تغییر شرایط محیطی ، بر پارامترهای فیلتر نشان داده شده است و نهایتاً چگونگی اثر این پارامترها بر تنظیم١ فیلترهای پسیو بیان شده است.
-1 مقدمه
افزایش تعداد بارهای غیرخطی در شبکههای سیستم قدرت ، میزان هارمونیکهای ولتاژ و جریان را بشدت افزایش داده و کیفیت توان را مورد مخاطره قرار میدهد. عدم توجه به هارمونیکها باعث افزایش تلفات شبکه و ایجاد خطا در تجهیزات اندازهگیری و کاهش طول عمر مفید تجهیزات الکتریکی میشود. برای بهبود وضعیت هارمونیکی و واقع شدن در محدوده مجاز تعیین شده از سوی مراجع معتبر همانند استاندارد [1] IEEE Std 519-1992 از راهکارهایی بهره گرفته میشود استفاده از فیلترهای پسیو موازی از آن جمله میباشد.
در سیستم HVDC نیز بدلیل استفاده از مبدلهای الکترونیک قدرت هارمونیکها همواره مشکل ساز میباشند. بنابراین در هر دو سمت AC و DC از این فیلترها استفاده میشود .[2] مراجع 3]،4،[5 تحلیل و بررسی فیلترهای پسیو نصب شده برای سمت AC و DC سیستم HVDC را مد نظر داشتهاند. این فیلترها دارای ساختارهای متفاوتی میباشند که با توجه به شرایط موجود از آنها استفاده میشود. طراحی بهینه و ساخت آنها روشها و محدودیتهای خاص خود را دارا میباشد.
مرجع [6] به بررسی پاسخ فرکانسی فیلترها و معرفی توابعی برای تحلیل عملکرد فیلتر ارائه نموده است. مطالعه و بررسی فیلتر از نظر اقتصادی و ماتریس امپدانس شبکه نیز برای طراحی فیلتر بکار گرفته شده است .[7] از روشهای جدید نیز در طراحی فیلترها بهره گرفته شده در مرجع[8] ازالگوریتم ژنتیک ودر مرجع [9] از آنالیز حساسیت مقادیر ویژه و در مراجع 11]و[10 از آنالیز حساسیت برای جایابی بهینه فیلترها استفاده شده است. در این مقاله حساسیت فیلتر به پارامترهای اساسی آن را بررسی نموده و میزان اثر تغییر المانهای فیلتر بر مشخصههای آن برآورد گردیده است.
بررسی فیلترهای هارمونیکی
فیلترهای هارمونیکی پسیو از سه عنصر مقاومت - - R، سلف - L - و خازن - C - تشکیل میشوند. این فیلترها نوعاً شامل فیلترهای تنظیم شونده تک و دو تنظیمه و فیلترهای تضعیف کننده مرتبه دوم ، سوم و نوع C میباشند. فیلتر دو تنظیمه معادل دو فیلتر تک تنظیمه که بطور موازی نصب شده اند ، میباشد. در این مقاله ما به بررسی فیلترهای تک تنظیمه تضعیف کننده مرتبه دوم و سوم و نوع C میپردازیم - شکل . - - 1 -
فیلتر تک تنظیمه معمولاً بر روی یک فرکانس
خاص تنظیم گردیده و مقاومت در نظر گرفته شده همان مقاومت سلف میباشد. فیلتر تضعیف کننده مرتبه دوم دارای عملکرد خوبی است ولی در مقایسه با فیلتر مرتبه سوم تلفات آن در فرکانس اصلی زیاد میباشد. همچنین فیلتر مرتبه سوم بخاطر امپدانس بالا در فرکانسی که خازن بطور سری با مقاومت است ، تلفات کمتری در فرکانس اصلی دارد. برای آسانتر شدن بررسی معمولاً خازنها یکسان فرض میشوند. در فیلتر نوع C برای کاهش تلفات در فرکانس اصلی از رزونانس بینC′و L استفاده میشود.
از فیلترهای تنظیم شونده برای حذف چند مؤلفه هارمونیکی مرتبه پایین که دامنه بزرگتری نسبت به مؤلفههای هارمونیکی مرتبه بالا دارند استفاده شده و سپس برای کاهش هارمونیکهای مراتب بالا از فیلتر تضعیف کننده استفاده میشود. برای مدلسازی سیستم قدرت که شامل فیلتر و بارهای غیرخطی میباشد میتوان گفت که در فیلترهای هارمونیکی با تغییر فرکانس امپدانس آنها تغییر کرده بنابراین آنها بصورت مدل امپدانس وابسته به فرکانس در نظر گرفته میشوند. بارهای غیرخطی که ایجاد کننده هارمونیکهای ولتاژ و جریان هستند و بصورت منبع جریان هارمونیکی مدل شده و سیستم تغذیه بصورت امپدانس منبع نشان داده میشود - - Z s - h - و از دیگر بارها بدلیل امپدانس بالای آنها که به موازات امپدانس منبع و امپدانس فیلتر واقع شدهاند ، صرفنظر میگردد12]و7و. [ 2 باتوجه به مطالب بالا مدل زیر برای بررسی کل سیستم مورد استفاده قرار میگیرد.
