Обмеження струму трифазного силового активного фільтра в умовах перевантаження та короткого замикання

Abstract

Цель. Целью работы является разработка методики ограничения до предельно допустимого уровня тока трехфазного силового активного фильтра (САФ) в условиях перегрузки или короткого замыкания и системы для реализации методики. Методика. Для проведения исследований использовались положения pq-теории мгновенной мощности, метод теории автоматического управления в системах с релейными регуляторами, методы моделирования в среде визуального программирования. Результаты. Как режим перегрузки, так и аварийный режим короткого замыкания, с использованием предлагаемого решения, не приводят к существенным изменениям уровня напряжения на накопительном конденсаторе, соответственно поддерживая стабильность работы силовой части силового активного фильтра. Научная новизна. При временных перегрузках по току и коротких замыканий в узле сети, к которому присоединяют силовой активный фильтр, ограничения его тока выполняют путем масштабирования действующего тока до уровня допустимого в условиях нормальной работы полупроводниковых элементов устройства, позволяет в указанных режимах реализовывать основной алгоритм работы. Практическое значение. Предложенное решение может быть использовано как средство защиты силовой части устройства в случае перегрузки, или в случае возникновения аварийных ситуаций, а их устранение обеспечит автоматическое обновление нормального режима устройства.

Мета. Метою роботи є розробка методики обмеження до гранично допустимого рівня струму трифазного силового активного фільтру (САФ) в умовах перевантаження або короткого замикання та системи для реалізації методики. Методика. Для проведення досліджень використовувались положення pq-теорії миттєвої потужності, метод теорії автоматичного управління в системах з релейними регуляторами, методи моделювання в середовищі візуального програмування. Результати. Як режим перевантаження так і аварійний режим короткого замикання, з використанням пропонованого рішення, не призводять до суттєвих змін рівня напруги на накопичуючому конденсаторі, відповідно підтримуючи стабільність роботи силової частини силового активного фільтру. Наукова новизна. При тимчасових перевантаженнях за струмом та коротких замикань у вузлі мережі до якого приєднують силовий активний фільтр, обмеження його струму виконують шляхом масштабування діючого струму до рівня припустимого за умов нормальної роботи напівпровідникових елементів пристрою, що дозволяє в зазначених режимах реалізовувати основний алгоритм роботи. Практичне значення. Запропоноване рішення може бути використаним як засіб захисту силової частини пристрою у разі перевантаження, що, у разі виникнення аварійних ситуацій, та їх усунення забезпечить автоматичне поновлення нормального режиму пристрою.

Purpose. The purpose of the work is to develop a method of limiting the maximum allowable level of current of a three-phase active power filter in conditions of overload or short circuit and a system for the implementation of the method. Methodology. For research purposes, the provisions of the pq-theory of instantaneous power, the method of the theory of automatic control in systems with relay controllers, and the methods of simulation in the visual programming environment were used. Results. Both the overloading mode and the short circuit emergency mode, using the proposed solution, do not lead to significant changes in the voltage level on the accumulation capacitor, thus maintaining the stability of the power part of the active power filter. Originality. In the case of temporary overloads of current and short circuits at the network node to which a active power filter is connected, the current's limiting is performed by scaling the current to the level allowed by normal operation of the semiconductor elements of the device, which allows the basic operating algorithm to be implemented in the specified modes. Practical value. The proposed solution can be used as a mean to protect the power part of the device in case of overload, which, in the event of emergencies, and their elimination will automatically restore the normal mode of the device