АНАЛИЗ РАБОТЫ КОМБИНИРОВАННОГО АКТИВНОГО ФИЛЬТРА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОГО ТИПА С СЕЛЕКТИВНЫМИ ЗВЕНЬЯМИ ДЛЯ ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Приведены результаты исследований комбинированного активного фильтра последовательного типа с непрерывной системой управления для тяговых подстанций постоянного тока. В рассматриваемой структуре пассивный апериодический LC-фильтр работает совместно с активным, принцип действия которого основан на формировании по каналу обратной связи системы автоматического регулирования напряжения компенсации переменной составляющей выходного напряжения подстанции. Предложена структура системы управления комбинированного активного фильтра последовательного типа, особенностью которой является использование двух параллельно работающих цепей обратной связи. Первая формирует сигнал для компенсации переменной составляющей в широком диапазоне частот. Вторая построена с применением селективных звеньев, которые настроены на низкочастотные, в том числе неканонические, гармоники напряжения с большими амплитудами. В результате аналитических исследований получено выражение передаточной функции системы управления активного фильтра последовательного типа с селективным звеном. Построенные логарифмические амплитудно-частотные характеристики комбинированного активного фильтра без селективного звена и с ним наглядно показали более высокую эффективность подавления неканонических гармоник во втором случае. Для подтверждения достоверности результатов аналитических исследований системы управления активного фильтра разработана его имитационная модель в среде MatLab. Проведенный анализ комбинированного активного фильтра последовательного типа с селективными звеньями показал, что его применение целесообразно на тяговой подстанции для улучшения качества питающей электрический подвижной состав энергии постоянного тока, при этом также достигается необходимый уровень электромагнитной совместимости тяговой сети с системами железнодорожной автоматики и связи.

1. Heydt, G. T. Second Harmonic Components in Power System Voltages and Currents / G. T. Heydt, Y. Liu // IEEE Transactions on Power Delivery. 2005. Vol. 20, No 1. Р. 521–523.

2. Щербак, Я. В. Активна фільтрація вихідної напруги тягової підстанції постійного струму / Я. В. Щербак, Ю. О. Семененко // Зб. наук. праць Укр. держ. акад. залізнич. трансп. 2011. № 127. С. 146–151.

3. Щербак, Я. В. Аналіз динамічних характеристик комбінованого фільтра тягової підстанції / Я. В. Щербак, Ю. О. Семененко // Зб. наук. праць Укр. держ. акад. залізнич. трансп. 2013. № 142. С. 137–143.

4. Семененко, Ю. О. Дослідження роботи силового активного фільтра послідовного типу // Розвиток наукової та інноваційної діяльності на транспорті / Ю. О. Семененко // Зб. наук. праць Укр. держ. акад. залізнич. трансп. 2014. № 143 С. 244 с.

5. Семененко, Ю. О. Дослідження роботи комбінованого активного фільтра послідовного типу з імпульсною системою керування / Ю. О. Семененко // Зб. наук. праць Укр. держ. акад. залізнич. трансп. 2015. Т. 1, № 151. С. 87.

6. Lundquist, J. On Harmonic Distortion in Power Systems [Electronic Resource] / J. Lundquist. Sweden, Göteborg: Department of Electric Power Engineering, Chalmers University оf Technology, 2001. 147 p.

7. Design Considerations for Maintaining DC Side Voltage of Hybrid Active Power Filter with Injection Circuit / A. Luo [et al.] // IEEE Transactions on Power Electronics. 2009. Vol. 24, №1 P. 75–84.

8. Dán, A. Filtering of Harmonics Generated by Thyristor Controlled AC Traction Systems / A. Dán, J. Kisvölcsey, Gy. Varjú // Proc. II. International Conference on Harmonics in Power Systems, Winnipeg, 6–7 Oct., 1986. Р. 404–413.

9. Ludbork, A. Harmonic Filtered for Notch Reduction / А. Ludbork // IEEE IAS 21th Annu. Denver. 1993. P. 1043–1047.

10. Williams S. M. Discrete Controlled Harmonic and Reactive Power Compensator / S. M. Williams, R. G. Hoft // Conference Record IAS Annual Meeting (IEEE Industry Applications Society). 1988. Vol. 35, №6. P. 881–887.