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三相高調波フィルター

この例では、高圧直流送電 (HVDC) での三相高調波フィルターを示します。

説明

高圧直流送電 (HVDC) での AC 高調波分路フィルターの使用目的は以下のとおりです。

1) 電力システムの高調波電圧および電流を減らす。

2) コンバーターによって消費される無効電力を指定する。これらの概念を示すために、1000-MW (500 kV、2kA) 高圧直流送電 (HVDC) のシミュレーションを行います。

高圧直流送電 (HVDC) は、直列に接続された 2 つの 6 パルス サイリスタ ブリッジから構築されています。コンバーターは、1200 MVA 三相変圧器 (3 巻線) でシステムに接続されています。0.5 H の平滑リアクトルを介して、1000 MW 抵抗負荷が DC 側に接続されています。フィルター セットは powerlib/Elements ライブラリの以下の 4 つのコンポーネントから構成されています。

- "Three-Phase Series RLC Load" でモデル化された 150 Mvar のコンデンサ バンク (C1)、1 個

- "Three-Phase Harmonic Filter" を使用してモデル化されたフィルター 3 個

(1) 150 Mvar の 3 次に調整された C タイプのハイパス フィルター、1 個 (F1)

(2) 150 Mvar の複同調フィルター 11/13 次、1 個 (F2)

(3) 150 Mvar の 24 次に調整されたハイパス フィルター、1 個 (F3)

フィルター セットの合計 Mvar 定格は 600 Mvar です。三相回路ブレーカー (Brk1) を使用して AC 母線でフィルター セットを接続します。

シミュレーション

時間領域シミュレーション

19 度の α 点弧角で第 1 のシミュレーションを実行します。DC 電圧レベルを 500 kV にします。次に、Scope1 内を確認します。Bus B1 (Iabc_B1、axis 2) に流入する電流と Bus B2 (Iabc_B2、axis 3) に流入する電流を比較します。高調波フィルターによって、コンバーターで生成された高調波がほとんど消去されていることがわかります。Powergui の FFT ツールを使用すると、高調波フィルターによってシステムに印加される電流の THD が 9% から 0.7% に減少することがわかります。α にさまざまな値を使用して、他のシミュレーションを行うこともできます。DC レベルへの影響、および生成された高調波への影響に注目してください。

周波数応答

高調波フィルターのインピーダンス対周波数をプロットします。

1) フィルターを AC 母線から外します。フィルターを外すにはブレーカー Brk1 をダブルクリックし、ブレーカーの初期ステータスで [開く] を選択し、[OK] ボタンをクリックします。

2) Powergui を開き、[Impedance vs Frequency Measurement] を選択します。

3) [表示/保存] ボタンをクリックします。Specialized Power Systems によってフィルターの周波数応答が計算され、表示されます。

4) "Show filters impedance vs frequency" ブロックをダブルクリックします。事前に計算されたフィルターの周波数応答を示す 2 番目の図が表示されます。2 つの図のインピーダンス データは同じでなければなりません。

5) ([ツール] メニューを使用して) 図を拡大すると、60 Hz で 417 Ω 容量 (-90 度) のインピーダンスを確認できます。この値により、60 Hz でのフィルターの総無効電力はQc =V^2/Xc = 500e3^2/417 = 600 Mvar であることが確認されます。