Качество электроэнергии — одна из важнейших и актуальных проблем современных электрических сетей, эффективное решение которой значительно снижает эксплуатационные расходы. В настоящее время ухудшение качества электроэнергии в системах электроснабжения обусловлено технологическим процессом производства, передачи, распределения и потребления электроэнергии, то есть процессом ее эксплуатации [1].
Одним из факторов снижения качества электроэнергии является несинусоидальность напряжений. Проблемы, вызванные гармониками, оказывают множество воздействий на объекты, как в техническом, так и в коммерческом плане [2–7]. Правильный анализ и понимание этих воздействий имеет решающее значение для обеспечения бесперебойной работы объектов и их соответствия национальным и международным документам [8, 9]. Согласно международному государственному стандарту ГОСТ 32144-2013 [8], коэффициент n-й гармонических составляющих напряжений [КU(n)] определен как вид искажения электроэнергии в электрических сетях общего назначения.
В настоящее время наиболее распространенной практикой снижения гармоник является установка пассивных фильтров гармоник. Пассивные фильтры демонстрируют наилучшее соотношение затрат и результатов среди всех других методов снижения гармоник при работе с выпрямительными системами низкого напряжения [10]. Они обеспечивают реактивную мощность в системе и при этом обладают высокой эффективностью в ослаблении гармонических составляющих
Катушка индуктивности действует как «дроссель» для переменной составляющей выходного сигнала выпрямителя и работает как индуктивный фильтр. Переменный ток испытывает сопротивление из-за индуктивного сопротивления (XL ), которое пропорционально частоте сигнала, а также силе тока в катушке индуктивности:
Это означает, что более высокие частоты ослабляются сильнее, чем более низкие. Таким образом, катушки индуктивности отлично подходят для уменьшения влияния гармоник более высокого порядка.
Катушка индуктивности улучшает форму сигнала, предотвращая большие скачки напряжения в импульсе постоянного тока.