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(guò)變頻器拖動(dòng)電機(jī)(非線(xiàn)性負(fù)載)，就不行避開(kāi)地產(chǎn)生諧波。諧波將會(huì)干擾供電系統(tǒng)，也會(huì)干擾電機(jī)運(yùn)行，甚至通過(guò)動(dòng)力電纜輻射干擾著鄰近plc弱電信號(hào)?？傊冾l器的諧波問(wèn)題始終令許多人覺(jué)得“一頭霧水”，難以排查而覺(jué)得頭痛。案例1: 某水廠十幾年前，采納6SE70 AFE來(lái)驅(qū)動(dòng)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(hù)選配了不帶輸入電抗器的SINAMICS G150柜機(jī)來(lái)替換。使用時(shí)發(fā)覺(jué)頻率接近50HZ時(shí)，整流變壓器的原邊互感器檢測(cè)的功率因數(shù)表和電流表波動(dòng)很大，我們起初懷疑是變頻器調(diào)試

2、導(dǎo)致或干擾等導(dǎo)致，最終經(jīng)第三方公司采納電能質(zhì)量分析儀，檢測(cè)結(jié)果是5次/7次諧波含量超標(biāo)。SINAMICS G150 不帶輸入電抗器50HZ運(yùn)行的電流諧波圖客戶(hù)特別重視諧波問(wèn)題，打算加錢(qián)購(gòu)買(mǎi)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(yùn)行的諧波測(cè)試數(shù)據(jù)（此時(shí)功率因數(shù)表和電流表很穩(wěn)定）水廠的水泵配置了一臺(tái)3AC 690V 800KW SINAMICS G150柜機(jī)，輸入側(cè)配置的整流變壓器與SINAMICS G150柜機(jī)容量相匹配（也就是kd班竹所說(shuō)：變頻器的容量與電網(wǎng)的容量很接近，小于2倍的關(guān)系）。G150不開(kāi)機(jī)不運(yùn)行的時(shí)候，經(jīng)第三方公司采納電能質(zhì)量分析儀檢測(cè)過(guò)整

3、流變壓器的原邊，諧波是沒(méi)有問(wèn)題的，可以排解電網(wǎng)已有的諧波干擾。當(dāng)G150開(kāi)機(jī)運(yùn)行之后，45HZ以下沒(méi)問(wèn)題；當(dāng)頻率接近50HZ時(shí)，整流變壓器的原邊互感器檢測(cè)的功率因數(shù)表和電流表波動(dòng)特別大。案例1 得到的啟示:1) 設(shè)計(jì)變頻傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，變壓器容量與變頻器容量的比值是個(gè)很重要的指標(biāo)。正如kd班竹所言：當(dāng)變壓器負(fù)載的50%以上是你的傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，諧波的產(chǎn)生你的裝置占了主要部分，你要負(fù)責(zé)處理。2）設(shè)計(jì)變頻傳動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，大功率低壓變頻器必需配置進(jìn)線(xiàn)電抗器，對(duì)諧波做雙向的抑制。實(shí)際使用中，可以掌握總諧波的電流畸變率 THID30%。案例2：某個(gè)調(diào)峰的蓄能水電站，采納了一臺(tái)3AC 18KV 18MW SIMOVE

4、RT S ( LCI 電流源型晶閘管變頻器）作為軟啟動(dòng)器，來(lái)分別起動(dòng)四臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)（每臺(tái)同步發(fā)電機(jī)為334MVA)。由于SIMOVERT S是交-直-交結(jié)構(gòu)的晶閘管變頻器，其對(duì)電網(wǎng)的諧波污染是很?chē)?yán)峻的。設(shè)計(jì)階段采納L- C 濾波裝置來(lái)抑制諧波對(duì)電網(wǎng)的影響。實(shí)際調(diào)試過(guò)程中，發(fā)覺(jué)L- C 濾波裝置與電網(wǎng)中其他相關(guān)電氣設(shè)備的參數(shù)不匹配。SIMOVERT S啟動(dòng)水輪發(fā)電機(jī)的過(guò)程中，由于諧波電流沖擊而使得電網(wǎng)上其它運(yùn)行中的水輪發(fā)電機(jī)跳閘。經(jīng)反復(fù)試驗(yàn)和討論，最終增設(shè)隔離變壓器來(lái)取代L- C 濾波裝置，徹底切斷了諧波電流傳導(dǎo)的途徑。從那以后，再?zèng)]有發(fā)生過(guò)類(lèi)似的跳閘事故。中高壓大功率變頻器的輸入側(cè)，配置隔離變

5、壓器比較普遍，為了切斷諧波電流傳導(dǎo)的途徑。值得留意的是，大功率AFE變頻器可以把這個(gè)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(xiàn)上要配裝共模電壓抑制器。案例3：最近，我們?cè)L問(wèn)了一些橡膠、塑料機(jī)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(yùn)行之后，四周的PLC模擬量信號(hào)受到嚴(yán)峻干擾，這些模擬量信號(hào)幾乎不能正常使用。與廠里的工程師和電氣師傅確認(rèn)過(guò)，強(qiáng)、弱電布線(xiàn)的確分開(kāi)，強(qiáng)、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(pán)柜側(cè)）。但是，PLC模擬量信號(hào)被嚴(yán)峻干擾的問(wèn)題沒(méi)有解決。結(jié)合已確認(rèn)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(zhuān)用電纜，盡可能不采納一般的動(dòng)力電纜。2）中壓變頻器專(zhuān)用電纜內(nèi)含三芯，每個(gè)線(xiàn)芯有分相屏蔽，整個(gè)電纜有總屏蔽。我們要求每個(gè)線(xiàn)芯的分相屏蔽在變頻器側(cè)做單端接地！假如分相屏蔽雙端接地，諧波感應(yīng)出的電流在兩個(gè)接地點(diǎn)之間流淌，將會(huì)造成兩個(gè)接地點(diǎn)之間有電壓差。這個(gè)電壓差將干擾四周敏感的弱電信號(hào)！我們要求電纜總屏蔽做雙端接地！由于電纜內(nèi)部三芯電流的矢量和為零，總屏蔽上的感應(yīng)電流特別小，總屏蔽做雙端接地特別合適。中高壓變頻器專(zhuān)用電纜示意圖每個(gè)線(xiàn)芯的分相屏蔽在變頻器側(cè)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(mén)子的標(biāo)配的電纜都是雙層屏蔽，而且外層應(yīng)當(dāng)是雙端或多端接地，內(nèi)層是單端接地，所以用西門(mén)子標(biāo)配的電纜對(duì)外界干擾少許多。案例4: 四年前，我在某熱軋鋼廠做現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試，就遇到一件很倒霉的事情：電網(wǎng)諧波超標(biāo)，損壞了一批變頻器的掌握板。熱軋鋼廠供電線(xiàn)路檢修，當(dāng)天晚上廠里完成線(xiàn)路的檢修。其次天早上，供電線(xiàn)路逐級(jí)送電，ABB ACS800變頻器柜逐個(gè)上輔電，變頻器進(jìn)線(xiàn)斷路器合閘，但是變頻器沒(méi)有啟動(dòng)。在不到一小時(shí)的時(shí)間里，間續(xù)地發(fā)覺(jué)有10多臺(tái)ACS800變頻器的ACU掌握板損壞，全部在場(chǎng)的人特別驚訝。當(dāng)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(qǐng)過(guò)來(lái)的電能檢測(cè)機(jī)構(gòu)的專(zhuān)業(yè)人員，使用專(zhuān)業(yè)電能檢測(cè)儀表，分析結(jié)果：