智能燈光故障分析

1、 智能燈光故障分析 智能燈光系統(tǒng)安裝結(jié)束后，在進(jìn)行調(diào)試的過(guò)程中出現(xiàn)了燈光系統(tǒng)低壓配電柜頻繁跳閘的故障。技術(shù)人員觀察發(fā)現(xiàn)：跳閘時(shí)調(diào)光燈沒(méi)有開(kāi)到最亮，經(jīng)常是在燈光功率開(kāi)到30%40%時(shí)最容易出現(xiàn)跳閘，開(kāi)到最大反而沒(méi)有跳閘現(xiàn)象發(fā)生。經(jīng)分析，跳閘的原因首先不是因?yàn)闊艄忾_(kāi)啟后總功率超過(guò)供電線路功率引起;在排除了因配電系統(tǒng)設(shè)備問(wèn)題及安裝方面問(wèn)題造成跳閘的因素后，認(rèn)為是因?yàn)槠渌蛩匾鹋潆姽窨刂崎_(kāi)關(guān)過(guò)流造成跳閘。分析認(rèn)為，最有可能引起配電柜跳閘的因素是：調(diào)光系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波造成配電柜控制開(kāi)關(guān)過(guò)流。在交流電網(wǎng)中，由于許多非線性電氣設(shè)備的投入運(yùn)行，如晶閘管整流設(shè)備、變頻裝置、電弧爐、氣體放電類(lèi)電光源、家用電器等，

2、這些非線性電氣設(shè)備在運(yùn)行時(shí)，其電壓、電流波形實(shí)際上不是完全的正弦波，而是不同程度畸變的非正弦波。非正弦波是周期性電氣量，根據(jù)傅立葉級(jí)數(shù)分析，可分解成基波分量和具有基波頻率整數(shù)倍的諧波分量。諧波次數(shù)是諧波頻率與基波頻率的整數(shù)倍，其中三次諧波所占成分較大。在低壓三相電力系統(tǒng)中，各相線所產(chǎn)生的諧波電流在中性線上互相不能抵消利用數(shù)學(xué)方法可推算出偶次諧波電流在中性線上可相互抵消，而各相中的奇次諧波電流因起相位相同不僅不能抵消，反而會(huì)相互累加后以三倍于相線的電流通過(guò)中性線，使中性線電流大大超過(guò)其安全電流值，使電纜發(fā)熱?？煽毓枵{(diào)光器是目前舞臺(tái)照明、環(huán)境照明領(lǐng)域的主流設(shè)備，是一種典型的非線性電氣設(shè)備。采用可控

3、硅技術(shù)對(duì)照明系統(tǒng)進(jìn)行控制，具有電壓調(diào)節(jié)速度快，精度高.可分時(shí)段實(shí)時(shí)調(diào)整，有穩(wěn)壓作用，采用電子元件，相對(duì)來(lái)說(shuō)體積小、重量輕、成本低等特點(diǎn)。對(duì)該周期性非正弦電量進(jìn)行傅立葉級(jí)數(shù)分解可知，可控硅調(diào)光過(guò)程中輸出的負(fù)荷電壓除含有與電源同頻率的基波成分外，還含一系列頻率為電源頻率奇次倍的高次諧波。這些高次諧波向空中大量幅射，也會(huì)通過(guò)導(dǎo)線傳導(dǎo)到其它負(fù)載，引起電源電壓波形畸變?？梢?jiàn)可控硅調(diào)壓方式存在一個(gè)致命缺陷，由于斬波，使電壓無(wú)法實(shí)現(xiàn)正弦波輸出，還會(huì)出現(xiàn)大量諧波，形成對(duì)電網(wǎng)系統(tǒng)諧波污染，危害極大。從我臺(tái)燈光系統(tǒng)跳閘現(xiàn)象分析，正是電源電壓波形畸變?cè)斐呻娋W(wǎng)諧波污染，使燈光配電系統(tǒng)的設(shè)備出現(xiàn)許多異?，F(xiàn)象和故障。三相

4、配電線路中，相線上的3的整數(shù)倍諧波在中性線上會(huì)疊加，使中性線的電流值可能超過(guò)相線上的電流。相同頻率的諧波電壓與諧波電流要產(chǎn)生同次諧波的有功功率與無(wú)功功率.從而降低電網(wǎng)電壓，浪費(fèi)電網(wǎng)的容量。繼電器在諧波影響下不能全面有效地起到保護(hù)作用，產(chǎn)生誤動(dòng)或拒動(dòng)，將嚴(yán)重威脅供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定與安全運(yùn)行。諧波電流輸入供電變壓器，將在繞組中產(chǎn)生趨膚效應(yīng)和鄰近效應(yīng)，鐵心磁飽和加劇。諧波電流流過(guò)繞組將產(chǎn)生附加損耗(銅損).與鐵心有關(guān)的鐵損(渦流損耗和磁帶損耗)亦明顯增加。3、解決方案劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ67-2001第條中規(guī)定：由可控硅調(diào)光裝置配出的舞臺(tái)照明不宜采用多回路共用零線方式。采用每回路燈雙線配，火線從調(diào)光

5、柜引出，零線返到調(diào)光柜附近的匯流排，實(shí)踐證明可有效抑制調(diào)光回路上產(chǎn)生的高次諧波磁場(chǎng)。對(duì)于可控硅調(diào)光系統(tǒng)的變壓器接線方式，劇場(chǎng)建筑設(shè)計(jì)規(guī)范JGJ67-2001第條中規(guī)定：當(dāng)舞臺(tái)照明采用可控硅做調(diào)光設(shè)備時(shí)，其電源變壓器宜采用接線方式為/YO的變壓器。由于回路為不對(duì)稱零序電流構(gòu)成通路，零序磁通互相抵消，使三次諧波系列產(chǎn)生的變壓器鐵件熱損失僅為變壓器額定容量的0.024%左右，變壓器可滿載運(yùn)行。根據(jù)以上分析表明，調(diào)光系統(tǒng)產(chǎn)生的諧波嚴(yán)重時(shí)，諧波電流高達(dá)500多安培，造成低壓配電柜過(guò)流產(chǎn)生跳·我·。要使調(diào)光系統(tǒng)能夠正常使用，同時(shí)有效地抑制諧波注入電網(wǎng)，解決方案是加裝諧波濾波器。諧波濾波

6、器是具有針對(duì)性的，僅對(duì)某次或某幾次含量大的諧波進(jìn)行吸收的裝置。該裝置由R.LC等元件組成串聯(lián)諧振回路，安裝在整流變壓器原邊母線上，由于它對(duì)諧振的諧波電流呈現(xiàn)很小的阻抗，故能對(duì)諧波進(jìn)行吸收，因而能有效地抑制諧波注入電網(wǎng)。在可控硅的輸出回路上加高頻電感電容濾波器，使電流上升的時(shí)間從幾微秒增至200微秒以上，這樣可以大大降低高次諧波的分量。目前實(shí)際裝置中大多采用L-C無(wú)源濾波器。它在吸收高次諧波的同時(shí)，還具有改善功率因數(shù)的功能。然而，由于調(diào)諧偏移及濾波器阻抗的存在，大大妨礙了濾波效果。而且.對(duì)于多種諧波電流，需分別設(shè)置多個(gè)L-C濾波支路，彼此相互干擾，可能顧此失彼。裝設(shè)有源濾波器可彌補(bǔ)這些不足.但單獨(dú)使用做補(bǔ)償諧波時(shí)，其要求容量約為