№45 Фильтры симметричных составляющих.

Фильтрами симметричных составляющих называются технические устройства или схемы, служащие для выделения соответствующих составляющих токов или напряжений из несимметричной трёхфазной системы векторов.

Напряжения и токи, выделяемые фильтрами симметричных составляющих, используются на практике в качестве входных величин для релейной защиты энергетических установок (генераторов, трансформаторов, линий электропередачи) от несимметричных режимов, возникающих в результате коротких замыканий, или для соответствующей сигнализации о несимметричном режиме.

На рис. 45.1 представлена схема фильтра напряжения нулевой последовательности. Схема фильтра состоит из 3-х одинаковых трансформаторов с коэффициентом трансформации k=w1/w2. Первичные обмотки трансформаторов включены на фазные напряжения UA, UB, UC по схеме звезды с нулевой точкой, а вторичные – в открытый треугольник.

Рис. 45.1

Напряжение на выходе фильтра равно векторной сумме вторичных напряжений трансформаторов:

Учитывая, что UA0=1/3(UA+UB+UC) получим:

где

коэфициент фильтра

Фильтр напряжений обратной последовательности реализуется схемой рис. 45.2 при следующих соотношениях между параметрами элементов:

Рис. 45.2

Напряжение на отдельных участках схемы с учетом заданных соотношений между параметрами элементов:

Выходное напряжение фильтра:

Преобразуем формулу для напряжения обратной последовательности путем добавления и вычитания члена aUB:

Сравнивая полученное уравнениие с предыдущим, найдем:

коэфициент фильтра

Векторная диаграмма напряжений фильтра показана на рис. 45.3а – для симметричной системы напряжений обратной последовательности, и на рис. 45.3б – для симметричной системы напряжений прямой последовательности.

Рис. 45.3

Так как системы прямой и обратной последовательностей отличаются только порядком следования фаз, то из этого следует, что фильтр, выделяющий напряжение одной из этих последовательностей превращается в аналогичный фильтр для выделения напряжений другой последовательности путем перестановки любых двух фаз местами.