В Новосибирском государственном техническом университете НЭТИ разрабатывают активное фильтро-выпрямительное устройство для одно- и многофазных систем электроснабжения с нелинейными нагрузками. Его применение позволит сгладить негативное воздействие электрических нагрузок на сеть и повысить качество электроэнергии.
«Качество электроэнергии регламентируется ГОСТом, в документе говорится, что сеть должна давать определенный уровень напряжения. Когда мы подключаем к сети различного рода нагрузки, может возникать отклонение амплитуды и частоты напряжения, могут появляться броски напряжения. Как следствие, возможны сбои в работе аппаратуры, подключенной к электросистеме, а также дополнительные потери электрической энергии, что снижает эффективность работы всей системы. Активно-силовой фильтр позволяет это сгладить и получить устойчиво работающую систему электроснабжения без каких-либо отклонений от ГОСТа. Устройство представляет собой электронный преобразователь напряжения на полностью управляемых транзисторах, он подключается параллельно электрической нагрузке и содержит в себе систему управления, которая отслеживает поведение нагрузки и вводит компенсирующее воздействие в виде тока», — рассказал ассистент кафедры электроники и электротехники НГТУ НЭТИ Иван Александров.
Особенность алгоритма, разработанного учеными НГТУ НЭТИ, заключается в том, что он позволяет решать задачу не во всей сети, а именно на том участке, куда подключена сложная нелинейная нагрузка. После выявления того, в какой фазе произошло искажение напряжения, в эту фазу вводится компенсирующее воздействие. Применение преобразователя в системах электроснабжения позволяет сгладить негативное воздействие электрических нагрузок на сеть и при этом повысить качество электрической энергии. То есть обеспечить требование ГОСТа к питающему напряжению при питании сложных нелинейных нагрузок.
«Пример нелинейной нагрузки — светодиодный экран, на котором транслируются различные изображения. Сам по себе экран потребляет ток рывками, а когда еще и изображение меняется, он начинает потреблять ток еще большими рывками, что негативно сказывается на работе электросети. Наш преобразователь позволит сгладить все эти рывки и броски напряжения. Помимо экранов, это могут быть системы вентиляции на промышленных предприятиях, буровые установки. Когда бур натыкается на какое-то препятствие, чтобы его преодолеть, нужно затратить еще больше энергии и тока, чем при обычной работе. Активно-силовой фильтр будет за всем этим следить, вводить компенсирующее воздействие и обеспечит повышение качества электроэнергии», — добавляет Иван Александров.
На данном этапе уже готов опытный образец, он протестирован в лабораторных условиях. Разработчики планируют заниматься развитием интеллектуальных алгоритмов управления. Также в планах испытание образца на полигоне, который будет соответствовать реальным промышленным условиям, с целью подтвердить эффективность работы алгоритмов, которые ученые разработали и запатентовали.
Проект «Активное фильтро-выпрямительное устройство для одно- и многофазных систем электроснабжения с нелинейными нагрузками» был удостоен диплома I степени с вручением золотой медали в номинации «Лучший инновационный проект (разработка) в области «Экологически чистая и ресурсосберегающая энергетика» на прошедшей в конце апреля выставке инноваций HI-TECH в Санкт-Петербурге.