A New Low-Cost Active Power Filter to Suppress Neutral Current Harmonics in Three-Phase Four-Wire System

Three-phase four-wire electrical distribution systems have been widely employed in manufacturing plants, commercial and residential buildings. Due to the nonlinear loads, the neutral conductor carries excessive harmonic currents resulting in wiring failure of the neutral conductor, overloading of the distribution transformer and a voltage drop between the neutral and the ground. This paper proposes a reduced rating active power filter to suppress neutral current harmonics in three-phase four-wire electrical distribution systems. The proposed system is simple in control and the VA rating of the inverter could be significantly reduced since only the fundamental current due to unbalanced loading flows through the inverter switch. The experimental results on a prototype validate the proposed control approach.

3상 4선식 배전계통에서 중성선 전류 제거를 위한 새로운 저가형 능동전력필터

최근 상업용 빌딩, 주거용 빌딩 및 공장등의 저전압 3상 4선식 배전계통에서 PC, UPS, 정류기기, 조명장치 및 사무용기기등 비선형 부하의 사용이 증가하고 있으며, 이로 인한 과도한 중성선 전류는 중성선의 고장, 변압기의 과열 및 중성선과 접지사이의 전압강하등 심각한 문제를 야기시키고 있다. 본 논문에서는 3상 4선식 배전계통에서 중성선 전류 제거를 위한 새로운 저감된 용량의 능동전력필터를 제안한다. 제안한 방식은 제어가 간단하고 불평형에 기인하는 기본파 전류만이 인버터 스위치로 흐를 수 있기 때문에 인버터의 VA 정격이 작아진다. 제안한 시스템은 실험에 의하여 그 타당성을 입증한다.