Одним из эффективных способов решения задачи повышения качества энергопотребления является применение систем коррекции коэффициента мощности (ККМ). На практике это означает, что в силовые цепи электроустановок, представляющих собой нелинейную нагрузку, устанавливается специальное устройство, обеспечивающее снижение циркуляции реактивной мощности и искажений формы тока питающей сети.
Коэффициент мощности силовых статических ПЧ в большей части зависит от состава и амплитуды высших гармоник сетевого тока. Гармонические токи кондуктивных помех оказывают негативное воздействие как на питающую сеть, так и на локальную сеть объекта. Основными негативными воздействиями высших гармоник тока на системы электроснабжения и электрооборудования являются:
– увеличение токов и напряжений вследствие параллельного и последовательного резонансов;
– снижение эффективности процессов генерации, передачи и использования электроэнергии;
– старение изоляции электрооборудования и сокращение вследствие этого срока его службы;
– помехи и связанные с ними нарушения функционирования электрооборудования и телекоммуникационных систем.
Нормы эмиссии гармонических составляющих тока техническими средствами, регламентированные ГОСТ 30804.3.2-2013, приведены в табл. 1.
Нелинейную нагрузку, какой является ПЧ со звеном постоянного тока, в упрощенной форме можно представить как линейную, параллельно которой подключены источники тока с частотами, кратными основной гармонике напряжения питающей сети (рис. 1).
К наиболее часто применяемым схемотехническим решениям повышения коэффициента мощности можно отнести [1]: пассивные фильтры; активные фильтры; активные корректоры коэффициента мощности.
Пассивные фильтры являются самым простым способом повышения коэффициента мощности. Они не содержат элементов, регулирующих ток или напряжение. Основной принцип их работы заключается в фильтрации потребляемого тока. Пассивная коррекция позволяет достичь значения коэффициента мощности не более 0,9.