變頻器諧波對其它設備干擾的防止措施

1 變頻器輸入側諧波對其他設備的干擾

一般連接變頻器的電源系統還并聯(lián)有電力電容器、發(fā)電機、變壓器、電動(dòng)機等負載，變頻器產(chǎn)生的諧波電流會(huì )按著(zhù)電源系統和并聯(lián)的負載各自的阻抗分流到其中，其結果是對各電氣設備的影響較大。

1)電力電容器由于諧波引起并聯(lián)諧振，則有異常電流流入電容器，其結果是導致電容器過(guò)熱，絕緣層被破壞。通常，當電源阻抗充分小(電源設備容量大)時(shí)產(chǎn)生的故障很少，但要考慮高次諧波對低壓電力電容的影響，因此可使用帶6豫串聯(lián)電抗器的電力電容器來(lái)減小諧波干擾，電抗器與電力容器、變頻器連接圖如圖1所示。

2)自用發(fā)電機自用發(fā)電機給變頻器供電或在同步發(fā)電機與電網(wǎng)并聯(lián)的系統中接入變頻器，則變頻器產(chǎn)生的高次諧波電流流向同步發(fā)電機，在同步發(fā)電機的制動(dòng)繞組和勵磁繞組引起感應電流，根據其大小，發(fā)熱產(chǎn)生的損耗增加(輸出功率降低)，可能導致電機過(guò)熱、壽命縮短等。假設諧波電流產(chǎn)生的損耗與逆相電流產(chǎn)生的損耗相等，設法使諧波產(chǎn)生的等效逆相電流在柴油機傳動(dòng)同步發(fā)電機中規定的逆相容許電流值(額定電流的15豫)以下，同步發(fā)電機的諧波影響可以減輕，等效逆相電流I2可由式(1)求出。

當同步發(fā)電機諧波電流產(chǎn)生的損耗較大，超過(guò)阻尼繞組的容許值時(shí)，必須選擇數個(gè)大等級容量的或選用反相耐量大的發(fā)電機。另外，在變頻器的輸入側接入改善功率因數用的電抗器、減少高次諧波電流也是有效的。在變頻器輸入側接入改善功率因數用電抗器，雖不能一概而論，但大體可以考慮發(fā)電機的容量為變頻器容量2 倍以上;如不接入改善功率因數用電抗器，有時(shí)需要3倍以上的發(fā)電機容量。

3)保護繼電器繼電器的種類(lèi)非常多，充分掌握諧波的影響是困難的，但可以考慮由過(guò)電壓及熱損壞產(chǎn)生的絕緣損壞，振動(dòng)引起的機械破壞等方面，在實(shí)用上幾乎沒(méi)有問(wèn)題，但是如果電壓電流的有效值大幅度超過(guò)額定值，偶爾會(huì )發(fā)生線(xiàn)圈

的過(guò)熱燒損現象。

(1)關(guān)于誤動(dòng)作對于圓盤(pán)感應式的過(guò)電流及過(guò)電壓繼電器，其誤動(dòng)作的可能性小。對于靜止式的，有的以有效值為基準而動(dòng)作，此時(shí)如果含有高次諧波，在接近額定值處也會(huì )有誤動(dòng)作的可能。

(2)關(guān)于動(dòng)作特性對于圓盤(pán)感應式的保護繼電器，如果含有諧波則動(dòng)作值和動(dòng)作時(shí)間有增大增長(cháng)的傾向，但在實(shí)用上多沒(méi)有問(wèn)題。

4)指示電氣儀表指示電氣儀表的動(dòng)作原理大體可分為有效值響應式和平均值響應式。

有效值響應式基本上不受高次諧波的影響，根據磁通的非線(xiàn)性(它與使用的鐵芯材料和磁回路設計參數相關(guān))，有時(shí)對精度有些影響。平均值響應式在其動(dòng)作原理上由于所含奇次諧波的波形有效值與平均值的差將影響此種原理的儀表。

2 防止變頻器輸入側諧波干擾的對策

為了將諧波產(chǎn)生的種種干擾防患于未然，應該在發(fā)生源(變頻器)側抵制高次諧波。首先主電路可選擇采用多脈沖數整流、多電平輸出形式，諧波少對電網(wǎng)的污染也小，如表1 所列。從表中看出主電路整流脈波數多三電平輸出可達到高標準的要求。還可采用動(dòng)態(tài)消除諧波的方法，當然成本就會(huì )增加，但要比較權衡。

但是，以現有的兩大技術(shù)水平和經(jīng)濟條件要將產(chǎn)生的高次諧波全部消除是困難的。當前必須把高次諧波發(fā)生側和受到高次諧波干擾的裝置側協(xié)調起來(lái)，作為系統的整體實(shí)施，這在經(jīng)濟、技術(shù)上是最有效的對策。

2.1 在變頻器輸入側的對策

防止變頻器輸入側諧波干擾的措施，通常有在變頻器輸入側設置交流電抗器、交流濾波器及采用整流器多重化等方法，這些對策的使用方法及特點(diǎn)可參考相關(guān)文獻，在此不再贅述。

2.2 被干擾設備的對策

設備對諧波容計值數據如下。

1)電動(dòng)機在電壓畸變?yōu)?0豫耀20豫以下時(shí)無(wú)大問(wèn)題。

2)電子開(kāi)關(guān)電壓畸變超過(guò)10豫誤動(dòng)作。

3)儀表在電壓畸變10豫，電流畸變10豫時(shí)，誤差在1豫以下。

4)計算機電壓畸變超過(guò)5豫產(chǎn)生干擾。

上述設備發(fā)生問(wèn)題時(shí)，必須將電源系統分離，以免受高次諧波的影響或者在輸入側裝設抑制諧波流入的裝置。