使用與保養(yǎng)變頻器的注意事項(xiàng)
物理環(huán)境
1)工作溫度。變頻器內(nèi)部是大功率的電子元件，極易受到工作溫度的影響，產(chǎn)品一般要求為0～55℃，但為了保證工作安全、可靠，使用時(shí)應(yīng)考慮留有余地，最好控制在40℃以下。在控制箱中，變頻器一般應(yīng)安裝在箱體上部，并嚴(yán)格遵守產(chǎn)品說明書中的安裝要求，絕對(duì)不允許把發(fā)熱元件或易發(fā)熱的元件緊靠變頻器的底部安裝。
2)環(huán)境溫度。溫度太高且溫度變化較大時(shí)，變頻器內(nèi)部易出現(xiàn)結(jié)露現(xiàn)象，其絕緣性能就會(huì)大大降低，甚至可能引發(fā)短路事故。必要時(shí)，必須在箱中增加干燥劑和加熱器。
3)腐蝕性氣體。使用環(huán)境如果腐蝕性氣體濃度大，不僅會(huì)腐蝕元器件的引線、印刷電路板等，而且還會(huì)加速塑料器件的老化，降低絕緣性能，在這種情況下，應(yīng)把控制箱制成封閉式結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行換氣。
4)振動(dòng)和沖擊。裝有變頻器的控制柜受到機(jī)械振動(dòng)和沖擊時(shí)，會(huì)引起電氣接觸不良。這時(shí)除了提高控制柜的機(jī)械強(qiáng)度、遠(yuǎn)離振動(dòng)源和沖擊源外，還應(yīng)使用抗震橡皮墊固定控制柜外和內(nèi)電磁開關(guān)之類產(chǎn)生振動(dòng)的元器件。設(shè)備運(yùn)行一段時(shí)間后，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行檢查和維護(hù)。 電氣環(huán)境
1)防止電磁波干擾。變頻器在工作中由于整流和變頻，周圍產(chǎn)生了很多的干擾電磁波，這些高頻電磁波對(duì)附近的儀表、儀器有一定的干擾。因此，柜內(nèi)儀表和電子系統(tǒng)，應(yīng)該選用金屬外殼，屏蔽變頻器對(duì)儀表的干擾。所有的元器件均應(yīng)可靠接地，除此之外，各電氣元件、儀器及儀表之間的連線應(yīng)選用屏蔽控制電纜，且屏蔽層應(yīng)接地。如果處理不好電磁干擾，往往會(huì)使整個(gè)系統(tǒng)無法工作，導(dǎo)致控制單元失靈或損壞。 請(qǐng)登陸：輸配電設(shè)備網(wǎng) 瀏覽更多信息
2)防止輸入端過電壓。變頻器電源輸入端往往有過電壓保護(hù)，但是，如果輸入端高電壓作用時(shí)間長，會(huì)使變頻器輸入端損壞。因此，在實(shí)際運(yùn)用中，要核實(shí)變頻器的輸入電壓、單相還是三相和變頻器使用額定電壓。特別是電源電壓極不穩(wěn)定時(shí)要有穩(wěn)壓設(shè)備，否則會(huì)造成嚴(yán)重后果。
接地 變頻器正確接地是提高控制系統(tǒng)靈敏度、抑制噪聲能力的重要手段，變頻器接地端子E(G)接地電阻越小越好，接地導(dǎo)線截面積應(yīng)不小于2mm2，長度應(yīng)控制在20m以內(nèi)。變頻器的接地必須與動(dòng)力設(shè)備接地點(diǎn)分開，不能共地。信號(hào)輸入線的屏蔽層，應(yīng)接至E(G)上，其另一端絕不能接于地端，否則會(huì)引起信號(hào)變化波動(dòng)，使系統(tǒng)振蕩不止。變頻器與控制柜之間應(yīng)電氣連通，如果實(shí)際安裝有困難，可利用銅芯導(dǎo)線跨接。
防雷 在變頻器中，一般都設(shè)有雷電吸收網(wǎng)絡(luò)，主要防止瞬間的雷電侵入，使變頻器損壞 。但在實(shí)際工作中，特別是電源線架空引入的情況下，單靠變頻器的吸收網(wǎng)絡(luò)是不能滿足要求的。在雷電活躍地區(qū)，這一問題尤為重要，如果電源是架空進(jìn)線，在進(jìn)線處裝設(shè)變頻專用避雷器(選件)，或有按規(guī)范要求在離變頻器20m的遠(yuǎn)處預(yù)埋鋼管做專用接地保護(hù)。如果電源是電纜引入，則應(yīng)做好控制室的防雷系統(tǒng)，以防雷電竄入破壞設(shè)備。實(shí)踐表明，這一方法基本上能夠有效解決雷擊問題。九、變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補(bǔ)償 隨著變頻器的廣泛應(yīng)用，變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補(bǔ)償?shù)囊饬x逐漸被人們所認(rèn)識(shí)。變頻器供電電源按傅立葉級(jí)數(shù)可以分解為基波有功電流，基波無功電流，諧波和間諧波電流。
基波無功電流占用電網(wǎng)容量；導(dǎo)致網(wǎng)壓波動(dòng)；在供配電設(shè)施產(chǎn)生熱損耗；降低了供配電設(shè)施運(yùn)行可靠性。
諧波和間諧波的集膚效應(yīng)使輸電線等效截面積變小，線路損耗增加；鐵芯中附加高頻渦流損耗；諧波和間諧波電流導(dǎo)致網(wǎng)壓波形畸變和輻射干擾，引起同一電網(wǎng)下其它負(fù)載出力減小，損耗增加，甚至誤動(dòng)作。
變頻器用量較大的車間，用電容器直接進(jìn)行無功力率補(bǔ)償雖然可以大副度降低基波無功電流，但是必然出現(xiàn)諧波放大現(xiàn)象。這時(shí)，供電電流和電容器電流中諧波和間諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波電流大副度增加，電容器由于超溫和過壓而損壞，供電變壓器溫升加大。為避免諧波放大，諧波治理與無功功率補(bǔ)償必須同時(shí)進(jìn)行。
從基波無功電流，諧波和間諧波電流的危害上可看出：采用就地諧波治理與無功功率補(bǔ)償可以獲得最大的效益。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，采用就地諧波治理與無功功率補(bǔ)嘗，一年或一年半時(shí)間即可從節(jié)能中回收全部投資。
2變頻器供電系統(tǒng)的諧波治于是與無功功率補(bǔ)償方法
根據(jù)變頻器分類，變頻器供電系統(tǒng)的就地諧波治理與無功功率補(bǔ)償裝置分為：
含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置；6%電抗的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置固定投入各次濾波器的裝置，由于有源濾波器技術(shù)和價(jià)格的原因，目前還難在國內(nèi)推廣。
2.1 交-直-交電流型變頻器
電網(wǎng)通過可控硅三相全控橋給變頻器供電，功率因數(shù)角約等于控制角a。供電電流包含6±1次諧波(K=1、2、3…)，并且在直流電流無脈動(dòng)的理想情況下，n次諧波電流含量是基波電流的1/n。實(shí)際上，直流電流脈動(dòng)導(dǎo)致五次諧波和七次諧波含量增加，大于七次諧波的高次諧波含量減少。就地實(shí)現(xiàn)諧波治理和無功功率補(bǔ)嘗是安裝含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。裝置中計(jì)算機(jī)根據(jù)基波無功功率投入一定數(shù)量的五次、七次、十一次和十三次濾波器。濾波器對(duì)基波呈容性，補(bǔ)償基波無功功率；濾波器對(duì)諧波呈現(xiàn)很小的電感，濾除各次諧波無功功率。
2.2 交-交變頻器
電網(wǎng)通過可控硅三相可逆整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)很低。從電電流不僅包含6K±1次諧波(K=1、2、3…)，還在諧波附近出現(xiàn)間隔為變頻器輸出頻率的間諧波。用五次、七次、十一次和十三次濾波器可以濾除諧波，但是濾波器器對(duì)一些間諧波呈容性，必然產(chǎn)生間諧波放大現(xiàn)象。
來源:輸配電設(shè)備網(wǎng)
就地實(shí)現(xiàn)諧波、間諧波治理和無功功率補(bǔ)償是安裝6%電抗的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。特點(diǎn)是對(duì)五次和五次以上諧波和間諧波都呈感性，沒有諧波放大現(xiàn)象。對(duì)五次、七次諧波和五次、七次諧波附近的間諧也有一定的濾波效果。
2.3交-直-交電壓型變頻器
電網(wǎng)通過三相二極管整流橋給變頻器供電，功率因數(shù)大于0.97。由于二極管整流橋僅在網(wǎng)壓峰頂開通，對(duì)電容器充電，電流波形是導(dǎo)通角較窄的尖鋒。供電電流包含6K±1次諧波(K=1、2、3…),諧波含量隨進(jìn)線電抗和直流濾波電抗的電感量增加而減少。一般來說，加電抗器后五次諧波、七次諧波十一次諧波和十三次諧波仍然占40%、35%、25%和20%。
對(duì)供電變壓器還有其它感性負(fù)載的場(chǎng)合，可以安裝含各次濾波器的TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置；對(duì)幾乎全是交-直-交電壓型變頻器的車間由于不需要補(bǔ)償基波無功功率需要濾除諧波無功功率，應(yīng)安裝固定投入各次濾波器的裝置。為了防止輕載過補(bǔ)償對(duì)電網(wǎng)電壓的提升，該濾波器應(yīng)該具有提供的基波容性抗器應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)考慮諧波發(fā)熱和過壓問題。
3 變頻器供電系統(tǒng)的諧波治理與無功功率補(bǔ)償?shù)脑砗蛻?yīng)用
下面就北京三義電力電子公司MV系列就地TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置和固定投入的濾波裝置的結(jié)構(gòu)作原理作簡要介紹。TSC動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置主回路如圖一所示。其特點(diǎn)是晶閘管電子開關(guān)將濾波器投入、退出電網(wǎng)速率為10mS，無功補(bǔ)償動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)間15mS，各次諧波濾除率80%以上。濾波器為L-C串聯(lián)濾波器，可以設(shè)計(jì)成五次、七次、十一次、十三次濾波器或6%電抗濾波器。
如果負(fù)載相電流分別為ia、ib和ic，其對(duì)應(yīng)無功電流分量的有效值是Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t),采用形電容器接法，線間補(bǔ)償電流的有效值分別為Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t)。線間應(yīng)投入多少單位電容量nab(t)、nb(t)和nca(t)的計(jì)算方法如下：
3.1從包含諧波的負(fù)載相電流ib和ic中計(jì)算負(fù)載三相無功電流Iaq(t)、Ibq(t)和Icq(t)：
式(1)中Kd為動(dòng)態(tài)微分系數(shù)，無功電流變化小時(shí)Kd=o,以保證檢測(cè)精確性；無功電流變化大時(shí)，Kd=1,以保證檢測(cè)的快速性。
3.2根據(jù)負(fù)載三相無功電流計(jì)算三相補(bǔ)償電流Iab(t)、Ibc(t)和Ica(t): 式(3)中為某路電容器全部投入的補(bǔ)償電流Imax與實(shí)際補(bǔ)償電流的差值。
3.3根據(jù)三相補(bǔ)償電流和網(wǎng)壓計(jì)算各路應(yīng)投入多少單位電容naq(t)、nbq(t)和ncq(t): 式(4)中UabUbcUca為電網(wǎng)線電壓有效值，Xc為單位電容器50Hz的容抗。
為降低輻身干擾，選用鐵芯電抗器。裝置的核心技術(shù)是晶閘管電子開關(guān)高速率將濾波器投入、退出電網(wǎng)平滑無沖擊。裝置內(nèi)計(jì)算機(jī)還對(duì)散熱器溫度、補(bǔ)償電流、電網(wǎng)電壓和接觸器接點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視，在無人值守情況下，實(shí)現(xiàn)散熱器超溫、補(bǔ)償電流過流和過載、電網(wǎng)電壓氛相和相序錯(cuò)、接觸器等故障的保護(hù)和容錯(cuò)運(yùn)行。裝置運(yùn)行后，不僅使功率因數(shù)大于0.95，而且使諧波電流和網(wǎng)壓畸變率均達(dá)到GB/T14549-93國家標(biāo)準(zhǔn)。 固定投入的濾波裝置主回咱與圖一類似，只不過晶閘管電子開關(guān)換成了接觸器。計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)按一定次序和時(shí)間間隔投入各次濾波器。為避免諧波放大，為減少投切沖擊和防止補(bǔ)償網(wǎng)壓提升，電容量應(yīng)做得較小，使網(wǎng)壓提升不超過1。5%。實(shí)際運(yùn)行時(shí)，諧波電流是基波電流的四、五倍。這對(duì)鐵芯電抗器和諧波濾波器都有較高的設(shè)計(jì)要求。裝置內(nèi)計(jì)算機(jī)對(duì)補(bǔ)償電流過流和過載、電網(wǎng)電壓缺相和相序錯(cuò)、接觸器等故障的保護(hù)。濾波裝置投入運(yùn)行后，變壓器輸出電流接近正弦。
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