لزوم کنترل هارمونیک
علیرغم تلاش‌هایی که در زمينه طراحی بهتر منابع هارمونيک انجام شده است، اما هنوز برخی از بارهای غير خطی در اندازه‌های کوچک و بزرگ وجود دارند که باعث تزريق هارمونيک در شبکه می‌گردند. همچنين در شرايط گذرا نظير وقوع اتصال کوتاه و عمليات کليد زنی، جریان‌ها از شکل سينوسی خارج می‌شوند و باعث به وجود آمدن هارمونيک در شبکه می‌گردند.
بنابراين بايستی اقداماتی در جهت کنترل آن‌ها صورت گيرد. این امر استفاده از وسايلی نظير فیلترها را اجتناب ناپذير می سازد که با بالابردن تعداد پله در فیلترها میتوان تعداد هارمونیک را کاهش داد.
منابع ایجاد هارمونیک
تمام بارهای غیرخطی جزء Ferromagnetic Deices (دستگاه‌های فرومغناطیس)، Arcing Devices (دستگاه‌های قوس) و Electronic converters (مبدل‌های الکترونیکی) هستند. این بارها دستگاه هایی هستند که در طول کل چرخه شکل‌گیری، شکل موج ولتاژ (Sin) امپدانس ثابت ندارند.
کانورترها دیودها و تمام بارهای غیرخطی موجب ایجاد نوسانات و هامونیک می شوند. از آنجایی که اکثر بارهای غیرخطی در صنایع بزرگ، کانوترها هستند، در ادامه به بررسی این موضوع خواهیم پرداخت.
انواع کانورترها: کانورترها در دو نوع هستند:
1.کانورترهای VSC
مبدلVSC که در آن‌ها ولتاژ DC همیشه دارای یک قطب بوده و برگشت از طریق معکوس شدن قطبیت جریان DC می‌باشد.
2.کانورترهای CSC
مبدل CSC که در آن جریان DC همیشه دارای یک قطب بوده و برگشت از طریق معکوس شدن قطبیت ولتاژDC می باشد.
مشکلاتی که هارمونیک‌ها به بار می‌آورند:
1.گرما‌زدگی بیش از حد رسانا
2.از بین بردن خازن‌ها
3.از بین بردن فیوز‌ها
4.در اثر افزایش هارمونیک موجب تغییر جهت موتور
5.صدمات وارده بر ترانس مبدا و مقصد
امروزه از روش‌های متداولی برای کنترل هارمونیک شبکه توزیع استفاده می‌شود:
1) Line Reactor
2) Multi _Pulse Converter Design
3) Harmonics Filter
۱-۳) Passive Harmonic Filter(فیلتر پسیو)
روش‌هایی که از دیر باز مورد استفاده قرار گرفته، مبتنی بر فیلتر پسیو بوده است. اين فیلترها از مدارهای تشديد تشکيل می‌شوند که با بار به صورت موازی قرار می‌گیرند و هر يک بر روی فرکانس تنظيم می‌شوند. هارمونیک‌های بار به جای عبور از منبع، مسير خود را از طريق فیلترها انتخاب می‌کنند.
با توجه به تنوع هارمونیک‌ها، تعداد آن‌ها افزايش می‌یابد که افزايش تلفات و همچنين امکان وقوع تشديد در مجموعه هر یک از بارها، فيلتر و خط انتقال را به دنبال دارد. از مزیت های این روش میتوان به سادگی و مقرون به صرفه بودن اشاره نمود.
۲-۳) Active Harmonic Filter
با استفاده از قطعات الکترونیک قدرت طراحی می‌شوند و بسیار پیچیده و گران قیمت هستند. ایده اصلی آن ایجاد شکل موج جریان است که در فاز مخالف هارمونیک تعریف شده‌ای که اندازه‌گیری می کند، قرار می‌گیرد و جریان هارمونیک لغو و نتیجه آن جریان Sin است. مزیت این روش برش هارمونیک است.
معرفی Passive Harmonic Filter ذوب آهن بیستون
فیلتر پسیو نصب شده در مجموعه با نامPF معرفی شده‌اند و شامل Reactor (20kv,124.75Kvar) و Capacitor (24kv, 2.5Mvar) می باشند. موازی با این فیلترها، Rvt (22Kv) قرار دارد. این فیلترها به نحوی طراحی شده‌اند که در ابتدا برای اندازه گیری هارمونیک‌های ورودی به مجموعه انتخاب و در هارمونیک‌های تعریف شده، فیلتر می‌باشند.
قابلیت این فیلترها این است که هم می تواند از عبور هارمونیک ایجاد شده توسط بارهای غیرخطی مجموعه، جلوگیری کنند و هم از تزریق این جریان‌های هارمونیکی به شبکه و صدمات مربوط به شبکه حفاظت نمایند.
از جمله تمهیدات مجموعه در خصوص این طراحی می توان به ذکر این نکته اشاره نمود که در انتخاب این فیلترها، خازن به گونه‌ای طراحی شده و می تواند در اصلاح ضریب قدرت، نقش آفرینی کند و ضریب قدرت را تا حد بسیار قابل قبولی به عدد یک نزدیک نماید.
