Nová metoda filtrace třetí Ing. Vladimír Korenc, ELCOM, a. s. Ing. Ctibor Petrů, EIS Praha Článek se týká nové metody a zařízení na potlačení třetí v sítích nízkého napětí s vyvedeným uzlem. Třetí harmonická a její liché násobky se projevují jak ve zkreslení křivky fázových napětí, tak fázových proudů, především u jednofázových obvodů. Na velikost těchto složek má vliv druh a zapojení zdrojů elektřiny a charakter impedance spotřebičů. U symetrických zapojení sice zaniká automaticky nulová složka napětí základního kmitočtu, ale složky násobků třetí proudu jednofázových odběrů se v uzlu algebraicky sčítají. Náhradní zdroje elektřiny vesměs mají zvýšenou hodnotu impedance pro střední (nulový) vodič, a proto se zkreslení zmíněnými kmitočty projevuje velice výrazně, až katastroficky. Lze říci, že problémy s rušením napájecího napětí 3. harmonickou v sítích s náhradním napájením nejsou zdaleka ojedinělé a vyskytují se často. Vhodným řešením pro praxi, zejména u již provedených instalací, se jeví dodatečné připojení nového typu transformátorového filtru s původním provedením vinutí o mimořádně nízké impedanci. Článek proto přibližuje vliv třetí ve fázovém napětí na napětí sdružené a vysvětluje možnost vlivu 3. na spolehlivost provozu měničů frekvence s napěťovým meziobvodem. Je zde popsáno nové řešení pasivního filtru pro třetí harmonickou a ověření jeho funkčnosti v konkrétní aplikaci. 1. Úvod Vznik i účinky násobků třetí ve střídavých zdrojích, spotřebičích a rozvodných sítích jsou popsány a v principu respektovány již bezmála celé jedno století. V minulosti byly problémy s třetí harmonickou hledány a částečně i vyřešeny optimálním návrhem zdrojů, tj. generátorů a transformátorů. U spotřebičů v době tzv. klasické elektrotechniky nebyla většina spotřebičů na zmíněné rušení třetí harmonickou příliš citlivá. Většina zásad uplatňovaných v počátečním období veřejné elektrifikace byla objektivně správná a přispívala k omezení ho zkreslení, např.: o třívodičový třífázový rozvodný systém (např. 3 120 V); o zapojení síťových transformátorů do trojúhelníka nebo lomené hvězdy; o převládaly lineární spotřebiče (žárovky, topné odpory, asynchronní motory); V literatuře je možné nalézt sice sporadické, ale jasné zprávy o seriozních problémech s harmonickými třetího řádu v proudu i napětí, např.: o s vyrovnávacími proudy v nulovém vodiči při spojení veřejné sítě s místním generátorem malého výkonu (v cukrovarech, pivovarech, papírnách atd.); o s výrazným zkreslením křivky proudu a následně i napětí v usměrňovacích stanicích pro dráhy, elektrochemii, elektrometalurgii apod.; o s rezonančními jevy u kompenzačních kondenzátorových baterií; Uvedené problémy se zvýraznily s postupným zavedením sítí s vyvedeným středním (nulovým) vodičem, nyní označované jako TN 1). Je nutné připomenout, že účinnost tohoto obecně uznávaného způsobu ochrany před úrazem elektřinou je mj. závislá i na impedanci celého nulového obvodu. 2. Zvláštnosti projevu 3. Teoretickému rozboru vzniku a chování 3. a jejích lichých násobků byla věnováno množství prací [1], [2], [4], naposledy příspěvek na konferenci ERU 2002 [5]. Zdůrazněme některé závěry, důležité pro poměry v běžné, prakticky symetrické třífázové elektrizační soustavě: o třetí harmonická se objevuje jednak v napětí, jednak v proudu fázových vodičů; o zmíněné průběhy mají obvykle ve všech 3 fázích přibližně shodnou velikost a hlavně stejnou fázi jak absolutně, tak i vůči průběhům základního kmitočtu; o ve společném bodě (tj. v uzlu vinutí a připojeném vodiči) vystupuje 3. harmonická jako netočivá nulová složka napětí, shodná pro všechny fáze systému; o v témže bodě se shodují i proudy 3., tekoucí ze všech fázových větví, a proto se jednoduše algebraicky sčítají. Nejúsporněji a zároveň nejpřesvědčivěji se tento projev znázorňuje ve fázové doméně, a to formou fázorů v komplexní rovině [6] podle obr. 1. Potřebná dvoufrekvenční modifikace vyžaduje, aby fázory třetí či jejich časové osy rotovaly trojnásobnou rychlostí než symbolické znázornění pro základní kmitočet. Z názorových diagramů dole je vidět jak při změně velikosti fázorů fázového napětí (např. F 11) způsobené vektorovým součtem fázoru 1. a 3. zůstávají fázory sdruženého napětí beze změny. Názornější je graf v časové doméně podle obr. 2. Jeho konstrukce je však podstatně pracnější a představuje vlastně idealizovaný oscilogram napětí, popřípadě proudů. Vykonstruované průběhy se získají jako součet příslušných časových křivek základního kmitočtu pro jednotlivé fáze a společného tvaru pro 3. harmonickou, popř. její násobky. Harmonické ostatních vyšších řádů nemají pro všechny fáze společný průběh. Jednoduše lze odvodit, že složka 3. deformuje v závislosti na jejím fázovém Obr. 1. Fázorové diagramy napětí v síti s 3. harmonickou a její vliv na sdružené napětí posunu výsledný tvar do podoby trojúhelníkové, jestliže je fázový posun vůči 1. ve fázi A o π (obr. 2) nebo přibližně lichoběžníkové, pokud je fázový posun nulový. 1) Členění energetických sítí: TN-C, TN-S, T-C-S, TT, IT první písmeno se vždy vztahuje k uzlu zdroje, druhé k chráněnému zařízení. Písmena značí T (terra) uzemněno,) I izolováno, N neutrální, nulováno, C centrální, S separátní. 8 2003/4
Výpočty v polyfrekvenčních soustavách se provádějí standardním způsobem, tj. při rozkladu na jednotlivé podle Fourierovy transformace pro každý kmitočet zvlášť [7]. Pro elementární vztah mezi fázory napětí a proudu platí : U n = Z n I n kde řád n = 1, 2, 3,... obvykle do 40 Pro náš případ uvažujeme zjednodušeně: Z n = R + jx n oblast zvýšené hodnoty napětí Reaktance X se udává obvykle pro základní kmitočet ω 1 = 2πf 1 = 314, takže pro 3. harmonickou: Induktance X L3 = 3 X L1 Kapacitance X C3 = 1 X C1 3 Rezistance R 3 = R 1 = R lichoběžníkový průběh napětí Celková (absolutní) hodnota impedance: Z 3 = (R 1 + (X L3 X C3 ) 2 ) B-A fáze A 3 harm. fáze B fáze C A-C C-B B-A fáze A 3 harm. fáze B fáze C A-C C-B Obr. 2. Časové průběhy fázových a sdružených napětí, kde fázové napětí je zkresleno 3. harmonickou s fázovým posunem π Obr. 3. Časové průběhy fázových a sdružených napětí, kde fázové napětí je zkresleno 3. harmonickou s fázovým posunem nula Tento úplný vztah uvádíme proto, že v některých případech nelze zanedbat ani složku odporovou, ani kapacitní. Takto platí ovšem jen pro sériovou kombinaci základních obvodových elementů. Jiné uspořádání zatěžovacího obvodu je nutno přepočítat např. metodou hvězda - trojúhelník. Zvláštní pozornosti zaslouží případ, kdy druhý (reaktivní) člen pod odmocninou se blíží nule. Je to případ záměrné nebo náhodné rezonance pro kmitočet 3., který ji může výrazně potlačit, nebo naopak katastroficky zdůraznit [1]. Z podrobných analýz praktických případů zjišťujeme, že třetí harmonická dominuje a má být uvažována alespoň ve dvou případech: 1. v napětí zdroje, především ve fázovém napětí náhradních zdrojů elektřiny; 2. v proudu nelineárních spotřebičů, hlavně výbojkových svítidel a malých jednofázově napájených měničů např. pro výpočetní techniku. V případech přibližně symetrického obsahu 3. ve všech fázových napětích dochází z principu superpozice k jejímu potlačení až úplné kompenzaci v napětích sdružených viz obr. 1, obr. 2 a obr. 3. Tento jev se vyskytuje také u všech symetrických zapojeních třífázových měničů, střídavých regulátorů proudu a podobně. Může být využit k případné detekci chyb v těchto obvodech. Krajní hodnoty 3. proudu u spotřebičů a zařízení jsou stanoveny jen výjimečně, např. pro ruční nářadí, domácí spotřebiče a svítidla [11]. Projektanti si dosud plně neuvědomují, že také mezní hodnoty harmonických, celkového ho zkreslení, resp. kompatibilní úrovně pro jednotlivá harmonická napětí rozvodných nebo průmyslových sítí jsou dány normami. Základní norma pro veřejné rozvodné sítě nn [8] udává kompatibilní úroveň pro 3. harmonickou hodnotu 5 % jmenovité hodnoty napětí. Pro průmyslové sítě platí norma [12], která pak hodnoty kompatibilních úrovní uvádí pro 3 charakteristické třídy z hlediska výskytu harmonických. Nejhorší třetí třída povoluje až 6 % pro 3. harmonickou napětí. Bylo zjištěno, že i malé zhoršení nad uvedenou mez může u některých spotřebičů způsobovat funkční závady. Souvisí to např. se zvýšením amplitudy napětí nad přípustnou hodnotu i při dodržení efektivní hodnoty, viz znázorněná oblast zvýšeného napětí v obr. 2. Dále musí rozvodný systém uvažovat již zmíněné zvýšení zatížení středního vodiče. Obvyklé snížení jeho zatížitelnosti u běžně vyráběných instalačních kabelů může vést k přehřátí. Řada osvětlovacích těles vykazuje až 30 % obsahu 3.. Např. při jejich hromadné instalaci dosahuje zatížení středního vodiče přes 100 % zatížení vodičů krajních. Všechny uvedené zvláštnosti 3. se v praxi projevují hlavně při provozu dieselgenerátorů jako náhradních zdrojů při výpadku veřejné sítě, nebo slouží-li jako hlavní zdroj energie v ostrovních sítích. Vzhledem k tomu, že z principu své funkce bývá dieselgenerátor zdrojem 3. často se oba vlivy při napájení nelineárních zátěží kombinují. I 31 I 30 ZS U 31 U 30 Z 31 Z 30 Obr. 4. Náhradní schéma pro nulovou symetrickou složku I 30 proud 3. z napájecího zdroje, I 31 proud 3. ze skupiny nelineárních spotřebičů, U 30 napětí vytvořené ve zdroji, U 31 napětí na společné paralelní impedanci (lineární spotřebiče + filtry) Z 30 impedance uzlu zdroje, Z 31 impedance společné (filtrační) větve, ZS impedance nelineární zátěže. 2. 1 Vliv 3. na měniče frekvence Uveďme si alespoň jeden typický případ vlivu 3. na měniče frekvence. Většina měničů frekvence s napěťovým meziobvodem má na vstupu usměrňovač, přes který se nabíjí kondenzátor tvořící akumulátor energie, tedy stejnosměrný meziobvod. Je jasné, že díky diodě, přes kterou se nabíjí kondenzátor, se vždy kondenzátor nabije na maximální napětí přivedené na vstup diody. Velikost tohoto napětí ve stejnosměrném me- 2003/4 9
zátěž I 31 I 30 Z 30 zátěž Obr. 5. Připojení filtrů na třetí harmonickou do sítě výkonový zdroj (např. měnič, synchronní generátor), F filtračně-kompenzační obvod, S soubor nelineárních jednofázových spotřebičů, Obr. 6. Schematické znázornění napájení sledované sítě o zapojení napájecích transformátorů Yy; o napájení soustavy (záskokovými) měniči; o výkonový zdroj je představován (trvale nebo přechodně) synchronními generátory relativně nízkého výkonu např. na lodích, letadlech, osamělých osadách a při náhradním napájení. V případech B a C jsou připojené spotřebiče podrobeny často nadměrnému zkreslení vstupního napětí a zvýšeným ztrátám. V mnoha situacích však lze nalézt dodatečná opatření k potlačení těchto nepříznivých vlivů. K jejich pochopení a optimálnímu návrhu posuďme alespoň zjednodušené náhradní schéma pro nulovou symetrickou složku podle obr. 4. Schéma vytváří dva smyčkové proudy: I 31 představuje proud 3. produkovaný připojenou množinou nelineárních spotřebičů a I 30 je protlačován zkresleným napětím 3. U 30 z uzlu (náhradního) zdroje. Impedance Z 31 je tvořena skupinou lineárních spotřebičů nebo přídavných filtrů 3.. U těchto filtrů by měla být impedance pro co nejnižší, zejména pro třetí harmonickou. Z náhradního schéma lze odvodit rovnici pro impedanci Z 31 : ziobvodu je hlídána řídicím obvodem měniče frekvence. Z obr. 2 je patrno, že při zkreslení napětí 3. harmonickou může dojít k výraznému zvýšení amplitudy napájecího napětí a tím i k přepětí v napěťovém meziobvodu. Tento jev může být příčinou častého vypadávání měničů frekvence. 3. Omezení a filtrace třetí Většina místních sítí a rozvodných systémů nn je zbudována v systému TN-C nebo TN-S, tj. s vyvedeným uzlem vinutí. Drobné spotřebiče jsou připojeny mezi tento uzel a druhý vývod fázového vinutí, jsou tedy provozovány na fázové napětí. Větší spotřebiče jsou připojeny jen ke krajním vodičům soustavy, tj. na sdružené napětí. V současné době je napětí veřejných sítí ve většině států světa (uznávajících normy IEC nebo EN) stanoveno na jmenovitou hodnotu 400/231 V (±10 %). Výjimky jsou pochopitelně přípustné, ale vyžadují zřetelné označení na zařízení a schválení pověřeným orgánem. Dostatečná kvalita napětí je kromě jiného v našem státě v současné době zabezpečena přiměřenou rezervou výkonu ve společných napájecích bodech a zapojením distribučních transformátorů. S ohledem na kolísání napětí a obsah harmonických jsou nejvíce rozšířeny transformátory ve spojení Dy, popřípadě pro výkony do 315 kv A i v zapojení Yz. Tato zapojení vinutí zaručují, že na jejich svorkách jsou napětí všech lichých násobků třetí prakticky zkratována, zvláště tehdy, jestliže výkon transformátoru výrazně převažuje nad celkovým výkonem připojených kritických jednofázových spotřebičů. Přitom ovšem součtový proud třetí ve středním vodiči jím teče od spotřebičů až do uzlu transformátoru. Tento většinou vyhovující stav není přijatelný v následujících případech: A. když zdánlivý výkon napájecí soustavy (v kv A) je téměř využit skupinou nelineárních spotřebičů dochází k přetížení středního vodiče; B. když je zmíněná skupina připojena relativně dlouhým vedením s nadměrnou hodnotou impedance středního vodiče; C. jestliže napájecí zdroj sám vykazuje mimořádně vysokou hodnotu impedance uzlu fázových napětí, např.: Z uvedeného vztahu a odpovídajícího náhradního schéma na obr. 4 můžeme odvodit některé dodatečné metody omezení třetí podle následujícího členění 3. 1 Přídavná sériová impedance Obr. 7. Výběr vzorku měření třetí napětí při náhradním napájení Tento způsob je vlastně dodatečným zvýšením impedance Z 30 podle obr. 4 za účelem výrazného snížení zatížení středního vodiče součtovým proudem 3.. Podle klasického postupu se provádí pomocí přídavné lineární tlumivky, di- 10 2003/4
zátěž Dy filtr 3. Dy zátěž filtr 3. Obr. 8. Schematické připojení filtrů třetí 3. 4 Nový typ filtru 3. Výchozí požadavky na transformátorový typ filtru na násobky 3. souvisejí s odstraněním nedostatků improvizovaného řešení popsaného v kapitole 3. 3. K tomu je zapotřebí: a) navrhnout konstrukční provedení vhodné pro rozsah výkonů od přibližně 100 do 1000 kv A, tj. suché do normálního prostředí; b) snížit pro daný jmenovitý vztažný výkon ekvivalentní impedanci na hodnotu asi 1 %. Týká se nejen složky reaktanční, ale i rezistivní (odporové); c) odstranit dvojí vinutí, zejména vysokonapěťové; d) omezit ztráty v železe i mědi; e) kontrolovat magnetizační proud a zapínací ráz; f) umožnit proudovou zatížitelnost uzlu trojfázového vinutí a jeho vývodu pro třetí harmonickou ve výši nejméně trojnásobku proudu krajních vodičů a svorek; menzované na výpočtový proud základního kmitočtu a napětí třetí, které zde mohou existovat [9]. Bývá to např. až proud krajního vodiče a napětí do 50 V. Byly aplikovány i speciální zádrže tvořené paralelními rezonančními obvody podle podobných kriterií. Společným nedostatkem je výrazný vzrůst obsahu 3. složky v napětí jednotlivých fází soustavy. Z tohoto důvodu není tento způsob úplným řešením požadavku na potlačení vlivu 3.. 3. 2 Paralelní rezonanční filtr Podle výchozího schématu jde o paralelní složku impedance Z 31, tvořenou sériovými rezonančními obvody, které tvoří filtr označený F. Musí být pochopitelně připojeny mezi fázové (krajní) vodiče a uzel(střední vodič) podle obr. 5. V tomto provedení jsou jednotlivé filtry naladěny na kmitočet 3. pokud možno přesně a musí víceméně trvale zkratovat tyto proudy, ať tečou ze strany spotřebičů S (I 31 ) nebo ze strany zdroje (I 30 ). Jednotlivé fázové větve pracují nezávisle i při nesymetrické zátěži. Značným problémem je dimenzování takových filtrů jak z hlediska proudové zatížitelnosti, tak z hlediska dostatečně nízké impedance a zejména bilance jalového výkonu, kdy může docházet k překompenzování sítě. Vzhledem ke komplikovaným technickým požadavkům a předpokládaným cenám se tento druh eliminace třetí hodí pouze pro speciální účely. 3. 3 Použití konvenčních napájecích transformátorů Jak bylo naznačeno již v úvodu kapitoly 3, vyhovuje z hlediska omezení symetrické složky napětí třetí použití vhodného napájecího transformátoru. Znamená to především : a) zapojení transformátoru Dy, b) dostatečně nadimenzovaný nulový vodič a uzel vinutí y, c) přiměřeně nízké napětí nakrátko. Je-li tedy k dispozici napájecí transformátor, který splňuje shora uvedené základní 2003/4 Obr. 9. Průběh třetí bez připnutých filtrů Obr. 10. Průběh třetí s připnutými filtry požadavky, je možné použít napájecí transformátor jako filtr 3.. V praxi se pak může jednat o případ, kdy jsou spotřebiče napájeny z veřejné sítě pomocí zmíněného transformátoru, ale při náhradním napájení jsou stejné spotřebiče napájeny z dieselgenerátoru a dochází k výraznému překročení kompatibilních úrovní díky zkreslení napětí 3. harmonickou. Tento napájecí transformátor v zapojení Dy je možné připnout dodatečně na stranu nn, tedy stranu y a na straně vn, tedy straně D, zůstane transformátor odepnut. Toto řešení je odzkoušeno, ale k jeho trvalému využívání jsou výhrady. Jsou to rizika při zapínání odlehčeného transformátoru na straně nn rázový proud a přepětí na vn. Vlivem toho je snížena bezpečnost a spolehlivost provozované sítě. Také jsou nutné většinou složité zásahy do ovládacího systému napájení. Pro praxi se spíše hodí typ filtru popsaný v další kapitole. Vztažný výkon filtru se pak stanoví pomocí vztahu: Q F = 3 U f I F kde U f je jmenovité fázové připojovací napětí ( 50 Hz ) doporučeno 242 V I F je jmenovitý proud filtru 3. (150 Hz). Originální způsob zapojení a provedení vinutí je předmětem chráněného průmyslového vzoru a splňuje následující vlastnosti a funkce: 11
o pro základní kmitočet a trojfázový systém představuje částečnou symetrizaci proudu i napětí, v ideálním stavu při odběru jen malého magnetizačního proudu; o pro nulovou složku (násobky 3. ) napětí, resp. symetrické složky proudu působí jako praktický zkrat; o popsaných vlastností je ve skutečnosti dosaženo velice těsnou magnetickou vazbou mezi cívkami (vrstvami) vinutí jednoho sloupku a sníženým odporem použitého vodiče; o vzhledem k vyloučení druhého (či sekundárního) vinutí, vykazuje tento transformátorový filtr podstatně nižší ztráty a hmotnost, než srovnatelný třífázový transformátor; Obr. 11. Pasivní filtr třetí na proud 500 A/150 Hz v krajním vodiči a 1 500 A/150 Hz ve středním vodiči žek napětí a proudu byl zřejmý i zdroj rušení napájecího napětí. Příčinou rušení technologie byla výrazná hodnota třetí, a tím i vysoká hodnota celkového ho zkreslení. Celkové zkreslení překračovalo hodnotu 13 % a hodnota třetí dosahovala hodnot až 11 %. Norma ČSN EN 61000-2-4 [12], která předepisuje kompatibilní úrovně harmonických napětí v průmyslových sítích povoluje pro třetí harmonickou a třídu 3 hodnotu 6 %. To znamená, že ve sledovaném místě byla tato hodnota překročena téměř dvakrát. Rovněž hodnota celkového ho zkreslení napětí (THD) byla překročena, protože pro třídu 3 zmiňované normy je povolena hodnota 10 %. Měření ve všech případech bylo provedeno integrovaným měřicím systémem pro energetické rušení řady BK [3]. 4. 2 Cíl řešení Cíl řešení problému rušení byl zřejmý - potlačit 3. harmonickou tak, aby byly splněny limity předepisované normou, a tím zabezpečit vyšší kvalitu napětí. Vzhledem k tomu, že zdrojem rušení (tedy příčina rušení) byly vlastní nevhodně zvolené a nadimenzované dieselgenerátory, nabízela se i teoretická možnost kompletní výměny těchto napájecích zdrojů. Po ekonomickém rozboru však byla zvolena cesta odstranění následků rušení. Byl proveden teoretický rozbor všech nabízených řešení popsaných v kapitole 3. Po uskutečněných experimentech (kapitola 3. 3), kde se prakticky ověřily účinky filtrace 3. bylo přistoupenu k definitivnímu řešení uvedeném v kapitole 3. 4. Byly navrženy speciální filtry pro 3. harmonickou a nainstalovány do sítě podle obr. 8. Současně byly realizovány doplňující zásahy do konfigurace sítě náhradního napájení, a to snížení napájecího napětí a zajištění paralelního chodu všech čtyř generátorů. 4. 3 Ověření funkčnosti filtrů třetí o pro provedení, definice, štítky a zkoušky platí norma ČSN EN 60289 [10], přičemž se respektují zvláštní požadavky na velmi nízkou impedanci uzlu vinutí, důležitá jsou zejména ustanovení k oddílu 6 Uzemňovací transformátory. 4. Ověření nového filtru k potlačení třetí 4. 1 Popis původního stavu Aby bylo možné ukázat ověření nové metody potlačení třetí, je nutné nejprve vysvětlit, v jakém stavu byla původně napájecí síť a jaké zde byly hlavní problémy s kompatibilitou. Jednalo se o typickou rozvodnou síť v novém závodě, která byla běžně napájena z veřejné sítě pomocí dvou transformátorů. Požadavek na napájení závodu byl, že při výpadku veřejné sítě musí být zajištěno trvalé napájení ze dvou dvojic dieselgenerátorů. Schematické znázornění je na obr. 6. Právě při provozu náhradního napájení docházelo k častým výpadkům citlivé technologie, a proto provozovatel nepřevzal zařízení do trvalého provozu. Po první analýze napájecího napětí bylo zřejmé, kde je příčina rušení technologie a po podrobném rozboru vlastností generátorů a naměřených hodnot harmonických slo- Po nainstalování filtrů a jejich uvedení do provozu se uskutečnilo ověřovací měření. Měření se uskutečnilo při přibližně shodných velikostech odebíraných výkonů. Z porovnání průběhů třetí na obr. 9 a obr. 10 jsou na první pohled vidět účinky použitých filtrů. V systému náhradního napájení došlo k násobnému potlačení hodnoty 3. napětí. Pro prostorovou představu čtenáře uveďme ještě fotografii typického představitele filtru 3. (obr. 11), který je nadimenzován přibližně na 500 A proudu 3. v krajním vodiči a 1 500 A proudu ve středním vodiči. 5. Závěr Záměrem uvedeného článku bylo ukázat na často se vyskytující problém rušení napájecího napětí 3. harmonickou v sítích s náhradním napájením. Jsou zde názornou formou uvedena základní teoretická vysvětlení vlivu 3. ve fázovém napětí na napětí sdružené. Dále je stručně vysvětlen možný vliv 3. na spolehlivost provozu frekvenčních měničů s napěťovým meziobvodem. Jsou rozebrány metody vhodné na omezení a filtraci 3.. Zejména je zde popsáno nové řešení pasivního filtru pro 3. 12 2003/4
harmonickou. Porovnáním naměřených hodnot bylo provedeno ověření jeho funkčnosti v konkrétní aplikaci. Z uvedených informací je zřejmé, že je možné dodatečně, a to výrazně eliminovat 3. harmonickou v sítích náhradního zapojení, ovšem za cenu nepříjemného zvýšení ekonomických nákladů a výrazného zpoždění termínu uvedení náhradního napájení do provozu. Rádi bychom tímto článkem upozornili projektanty, dodavatele, ale i výrobce náhradních napájecích zdrojů na nebezpečí, které může nastat při nevhodně volených vlastnostech náhradních zdrojů, a to hlavně v nových instalacích, kde drtivá většina je tvořena nelineárními spotřebiči (měniče frekvence, pulzní, zdroje, osvětlovací tělesa s předřadníky atd.). Literatura [1] PETRŮ, C.: Elektromagnetická kompatibilita v elektroenergetice, Elektrotechnická ročenka 2002, FCC PUBLIC, Praha 2002. [2] COLLOMBET, C., LUPIN, J. M., SCHONEK, J.: Harmonic disturbances in networks and their threatments, Schneider Electric CT, No 152. [3] KORENC, V.: Měření kvality elektrické energie, Elektrotechnická ročenka 2002, FCC PUBLIC, Praha 2002. [4] SCHONEK, J.: The Singularities of the third Harmonic, Schneider Electric CT, No 203. [5] PETRŮ, C.: Třetí harmonická, V. konference energetické rušení, Konference ERU 2002. [6] MIKULEC, J.: Teorie elektrických obvodů, Učební text FEL ČVUT, 1973. [7] MAČÁT, J., VACULÍKOVÁ, P., ZÁVIŠKA, P.: Zpětné vlivy polovodičových měničů na napájecí síť, SNTL Praha, 1975. [8] Charakteristiky napětí elektrické energie dodávané z veřejné sítě, Norma ČSN EN 50160, ČNI 2000. [9] HONČÍK, T., PAVELKA, J.: Třetí harmonická generátor na tvrdé síti, ELEKTRO 4/ /1997. [10] Tlumivky, Norma ČSN EN 60289, ČSNI 1997 (ekv. IEC 289 1988). [11] -Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 3-2: Meze - Meze pro emise ho proudu (zařízení se vstupním fázovým proudem do 16 A včetně. Norma ČSN EN 61000-3-2 +A12 ČSNI 1997. [12] Elektromagnetická kompatibilita (EMC) - Část 2: Prostředí - Oddíl 4: Kompatibilní úrovně pro nízkofrekvenční rušení šířené vedením v průmyslových závodech. Norma ČSN EN 61000-2-4, ČSNI 1996. 2003/4 13