簡(jiǎn)論變頻器廣泛應用對電力系統的影響

圖15 變頻器工作功率為85kW時(shí)輸入側電流波形

5.3 改善變頻器輸入電流不對稱(chēng)措施

從目前的研究看來(lái)，輸入電流不對稱(chēng)現象存在的時(shí)間段往往不長(cháng)，且只在部分拓撲類(lèi)型的變頻器中體現，從5.1中的分析來(lái)看，整流電路簡(jiǎn)單的控制方式以及直流側電容容量的限制是造成輸入電流不對稱(chēng)的主要因素，因此本文就改善輸入電流不對稱(chēng)現象，提出以下幾條建議：

(1) 變頻器盡量在額定的功率下運行，使得直流環(huán)節的充放電電流影響變得相對微弱;

(2) 直流環(huán)節的電容器容量不宜選擇的太小，保證一定的容量以降低充放電電流的波動(dòng)幅值，改善整流環(huán)節輸出電流的畸變程度，可以較好的改善變頻器輸入電流的不對稱(chēng)程度;

(3) 變頻器整流環(huán)節可以采用更優(yōu)化的整流變換電路，比如高頻整流電路，可以改善整流輸入波形，提高功率因數，且功率可雙向流動(dòng)，直流側電壓調節特性好;

(4) 可以對整流環(huán)節采取多重化技術(shù)，提高整流電路的脈波數，降低整流環(huán)節輸出電壓的波動(dòng)性，減少直流環(huán)節電容器的充放電電流值。

另外，還可以綜合整流、逆變環(huán)節考慮，合理確定整流和逆變電路的開(kāi)關(guān)觸發(fā)角，使整流電路輸入電流的三相波形盡量對稱(chēng)，這個(gè)方面還有待進(jìn)一步的研究。

6 不合格電能對變頻器本身的影響

變頻器產(chǎn)生諧波以及造成功率因數不平衡破壞電網(wǎng)的電能質(zhì)量，大量變頻器的廣泛應用對電網(wǎng)造成的污染越來(lái)越嚴重，首當其沖的是影響到其自身的正常運行。變頻器產(chǎn)生的諧波電流在系統阻抗上產(chǎn)生壓降，使得其輸入電壓波形發(fā)生畸變，長(cháng)時(shí)間運行在這樣的環(huán)境下，開(kāi)關(guān)損耗大大增加，開(kāi)關(guān)元件壽命大大縮短，變頻器很容易損壞;變頻器在輸入波形失真的情況下長(cháng)時(shí)間運行，會(huì )導致整流環(huán)節控制失靈，引起開(kāi)關(guān)元件誤動(dòng)作，甚至在開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生過(guò)電壓燒壞元器件;如果不及時(shí)采取相應措施改善輸入波形，不僅影響到變頻器的正常工作，還會(huì )造成分別與變頻器輸入端和輸出端連接的相關(guān)電氣設備燒損。這樣的實(shí)例也越來(lái)越多，在近幾年的工作中已經(jīng)多次目睹類(lèi)似事故。

7 結語(yǔ)

大量變頻器的廣泛應用對電網(wǎng)造成的污染越來(lái)越嚴重，以諧波污染最為典型，其他方面的不良影響也隨著(zhù)對變頻器的深入研究開(kāi)始逐漸凸現，放任問(wèn)題的嚴重化和擴大化而不提前采取合理有效的措施，無(wú)論從諧波治理效果還是治理成本方面考慮都是流失最佳時(shí)機。本文從硬件結構、控制策略以及外接濾波電路等三個(gè)方面提出了一系列抑制變頻器諧波污染的方法和措施，變頻器不同環(huán)節產(chǎn)生的諧波有針對的抑制措施，對于變頻系統一個(gè)整體而言，綜合應用各種措施對于改善變頻系統的輸入輸出波形指標會(huì )更有效;另外本文對變頻器低載時(shí)產(chǎn)生的輸入電流不對稱(chēng)引起功率因數不平衡現象作了分析，并提出了相應的改善建議。