فیلتر هارمونیکی چیست و چه زمانی نیاز است؟

مقدمه
زمانی که مشکل هارمونیک در یک شبکه برق جدی می‌شود، صرفاً نصب خازن یا رگولاتور کافی نیست و حتی می‌تواند خطرناک باشد. در این شرایط، مهندسان به سراغ فیلترهای هارمونیکی می‌روند. فیلتر هارمونیکی یک سیستم تخصصی است که برای جذب هارمونیک‌ها و پاکسازی شبکه طراحی شده است. در این مقاله بررسی می‌کنیم که فیلتر هارمونیکی چیست و چه زمانی باید از آن استفاده کرد.

تعریف فیلتر هارمونیکی

فیلتر هارمونیکی مداری متشکل از خازن، رآکتور (هسته مسی) و گاهی مقاومت است. این مدار طوری تنظیم می‌شود که در یک فرکانس خاص (معمولاً هارمیک پنجم یا هفتم) امپدانس بسیار کمی داشته باشد. در واقع، فیلتر مانند یک مسیر کم‌مقاومت برای هارمونیک‌ها عمل می‌کند و آن‌ها را جذب می‌کند تا وارد شبکه نشوند. با جذب هارمونیک‌ها توسط فیلتر، جریان و ولتاژ در شبکه اصلی به شکل موج سینوسی نزدیک‌تر می‌شود.

تفاوت فیلتر با رآکتور ضد رزونانس

بسیاری از بانک‌های خازنی دارای رآکتورهای سری (Detuned Reactor) هستند. رآکتور ضد رزونانس وظیفه دارد از رخداد رزونانس جلوگیری کند و کمی هارمونیک‌ها را محدود کند، اما هدف اصلی آن جذب هارمونیک نیست. فیلتر هارمونیکی (Tuned Filter) هدف دقیق جذب هارمونیک‌های خاص را دارد و با تنظیم دقیق‌تری ساخته می‌شود. رآکتورهای ضد رزونانس معمولاً در فرکانس ۱۸۹ هرتز (برای هارمیک پنجم) تنظیم می‌شوند تا فاصله بگیرند، اما فیلتر در ۲۵۰ هرتز (فرکانس دقیق هارمیک پنجم) تنظیم می‌شود تا آن را بگیرد.

چه زمانی نیاز به فیلتر داریم؟

۱. وقتی THD زیاد است: اگر با یک آنالایزر کیفیت توان اندازه‌گیری کنید و مقدار اعوجاض هارمونیک کل (THD) جریان یا ولتاژ بیش از ۵٪ باشد، نیاز به اقدام فیلتراسیون است.
۲. خرابی مکرر خازن‌ها: اگر خازن‌های بانک خازنی شما مرتباً می‌سوزند یا باد می‌شوند، احتمالاً هارمونیک‌های قوی در کار هستند.
۳. مشکلات کنترلی: اگر تجهیزات کنترلی مانند PLCها دچار خطا می‌شوند یا موتورها لرزش دارند.
۴. توصیه شرکت برق: گاهی شرکت توزیع برق محدودیتی برای هارمونیک‌های تزریقی به شبکه تعیین می‌کند و الزام به نصب فیلتر می‌کند.

انواع فیلترهای هارمونیکی

فیلتر پسیو (Passive Filter): که همان ترکیب LC است و ارزان‌تر است، اما برای شرایط ثابت مناسب است.
فیلتر اکتیو (Active Filter): یک دستگاه الکترونیک قدرت است که جریان معکوس هارمونیک تولید کرده و آن را در شبکه خنثی می‌کند. این نوع بسیار گران‌تر است اما برای شبکه‌های با نوسان بالا بسیار موثر است.

نتیجه‌گیری

فیلتر هارمونیکی راه حلی نهایی برای خلاصی از آفت هارمونیک‌ها است. اگر سیستم شما دارای بارهای غیرخطی سنگین است و با مشکلاتی که ذکر شد مواجه هستید، نصب فیلتر هارمونیکی ضروری است. طراحی و انتخاب فیلتر نیاز به مطالعه دقیق هارمونیک‌های شبکه دارد و حتما باید توسط کارشناس انجام شود.

• فیوز مینیاتوری هیوندای
• کلید اتوماتیک هیوندای
• کنتاکتور هیوندای
• اینورتر هیوندای
• بانک های خازنی