變頻器諧波干擾的檢修案例

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯變頻器諧波干擾的檢修案例 眾所周知，通過變頻器拖動電機(非線性負載)，就不行避開地產(chǎn)生諧波。諧波將會干擾供電系統(tǒng)，也會干擾電機運行，甚至通過動力電纜輻射干擾著鄰近plc弱電信號?？傊?，變頻器的諧波問題始終令許多人覺得“一頭霧水”，難以排查而覺得頭痛。案例1: 某水廠十幾年前，采納6SE70 AFE來驅動水廠的水泵，變壓器也是SIEMENS品牌的整流變壓器。去年6SE70 AFE已經(jīng)壞掉，客戶選配了不帶輸入電抗器的SINAMICS G150柜機來替換。使用時發(fā)覺頻率接近50HZ時，整流變壓器的原邊互感器檢測的功率因數(shù)表和電流表波動很大，我們起初懷疑是變頻器調試

2、導致或干擾等導致，最終經(jīng)第三方公司采納電能質量分析儀，檢測結果是5次/7次諧波含量超標。SINAMICS G150 不帶輸入電抗器50HZ運行的電流諧波圖客戶特別重視諧波問題，打算加錢購買了輸入電抗器和LHF濾波器。下圖是加裝輸入電抗器和LHF濾波器之后，在50HZ運行的諧波測試數(shù)據(jù)（此時功率因數(shù)表和電流表很穩(wěn)定）水廠的水泵配置了一臺3AC 690V 800KW SINAMICS G150柜機，輸入側配置的整流變壓器與SINAMICS G150柜機容量相匹配（也就是kd班竹所說：變頻器的容量與電網(wǎng)的容量很接近，小于2倍的關系）。G150不開機不運行的時候，經(jīng)第三方公司采納電能質量分析儀檢測過整

3、流變壓器的原邊，諧波是沒有問題的，可以排解電網(wǎng)已有的諧波干擾。當G150開機運行之后，45HZ以下沒問題；當頻率接近50HZ時，整流變壓器的原邊互感器檢測的功率因數(shù)表和電流表波動特別大。案例1 得到的啟示:1) 設計變頻傳動系統(tǒng)時，變壓器容量與變頻器容量的比值是個很重要的指標。正如kd班竹所言：當變壓器負載的50%以上是你的傳動系統(tǒng)時，諧波的產(chǎn)生你的裝置占了主要部分，你要負責處理。2）設計變頻傳動系統(tǒng)時，大功率低壓變頻器必需配置進線電抗器，對諧波做雙向的抑制。實際使用中，可以掌握總諧波的電流畸變率 THID30%。案例2：某個調峰的蓄能水電站，采納了一臺3AC 18KV 18MW SIMOVE

4、RT S ( LCI 電流源型晶閘管變頻器）作為軟啟動器，來分別起動四臺水輪發(fā)電機（每臺同步發(fā)電機為334MVA)。由于SIMOVERT S是交-直-交結構的晶閘管變頻器，其對電網(wǎng)的諧波污染是很嚴峻的。設計階段采納L- C 濾波裝置來抑制諧波對電網(wǎng)的影響。實際調試過程中，發(fā)覺L- C 濾波裝置與電網(wǎng)中其他相關電氣設備的參數(shù)不匹配。SIMOVERT S啟動水輪發(fā)電機的過程中，由于諧波電流沖擊而使得電網(wǎng)上其它運行中的水輪發(fā)電機跳閘。經(jīng)反復試驗和討論，最終增設隔離變壓器來取代L- C 濾波裝置，徹底切斷了諧波電流傳導的途徑。從那以后，再沒有發(fā)生過類似的跳閘事故。中高壓大功率變頻器的輸入側，配置隔離變

5、壓器比較普遍，為了切斷諧波電流傳導的途徑。值得留意的是，大功率AFE變頻器可以把這個隔離變壓器省掉，由于AFE變頻器的諧波量特別小。但是，直流母線上要配裝共模電壓抑制器。案例3：最近，我們訪問了一些橡膠、塑料機械制造廠，橡塑的煉膠和成型工藝裝備需要使用中壓變頻器。廠里的工程師和電氣師傅反映：中壓變頻器運行之后，四周的PLC模擬量信號受到嚴峻干擾，這些模擬量信號幾乎不能正常使用。與廠里的工程師和電氣師傅確認過，強、弱電布線的確分開，強、弱電的電纜的確采納屏蔽電纜，的確也將屏蔽做了單端接地（I/O盤柜側）。但是，PLC模擬量信號被嚴峻干擾的問題沒有解決。結合已確認的狀況，我們建議廠里的工程師和電氣

6、師傅：1）中壓變頻器最好采納變頻專用電纜，盡可能不采納一般的動力電纜。2）中壓變頻器專用電纜內含三芯，每個線芯有分相屏蔽，整個電纜有總屏蔽。我們要求每個線芯的分相屏蔽在變頻器側做單端接地！假如分相屏蔽雙端接地，諧波感應出的電流在兩個接地點之間流淌，將會造成兩個接地點之間有電壓差。這個電壓差將干擾四周敏感的弱電信號！我們要求電纜總屏蔽做雙端接地！由于電纜內部三芯電流的矢量和為零，總屏蔽上的感應電流特別小，總屏蔽做雙端接地特別合適。中高壓變頻器專用電纜示意圖每個線芯的分相屏蔽在變頻器側做單端接地！電纜總屏蔽做雙端接地！ 還是雙層屏蔽好用！我看西門子的標配的電纜都是雙層屏蔽，而且外層應當是雙端或多端接地，內層是單端接地，所以用西門子標配的電纜對外界干擾少許多。案例4: 四年前，我在某熱軋鋼廠做現(xiàn)場調試，就遇到一件很倒霉的事情：電網(wǎng)諧波超標，損壞了一批變頻器的掌握板。熱軋鋼廠供電線路檢修，當天晚上廠里完成線路的檢修。其次天早上，供電線路逐級送電，ABB ACS800變頻器柜逐個上輔電，變頻器進線斷路器合閘，但是變頻器沒有啟動。在不到一小時的時間里，間續(xù)地發(fā)覺有10多臺ACS800變頻器的ACU掌握板損壞，全部在場的人特別驚訝。當天，大家忙著查找什么緣由造成這么多ACU掌握板損壞。其次天，從北京請過來的電能檢測機構的專業(yè)人員，使用專業(yè)電能檢測儀表，分析結果：