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變頻器在電力係統工程應用中的幹擾及解決方法

2020-2-6 來源（yuán）：黑龍江省（shěng）寶清縣電業局作（zuò）者：龐宇坤韓天飆

摘要：變頻器是電力（lì）係統中電力控製中極為（wéi）重要的設備，但是實際應（yīng）用和其工作過程中，經（jīng）常會受到多種因素的幹擾和不良影（yǐng）響，造成電力控製能力和水平（píng）下降，給（gěi）電力係統的正常運（yùn）轉狀態帶（dài）來不穩定因素，還會造成很大的安全隱患甚至電力安全事故。為此，檢修人員也在積極尋（xún）求解決幹擾問題的（de）辦法和處理方式，也（yě）探索（suǒ）出多種（zhǒng）可以有效控製和消除幹（gàn）擾因素的解決方法。但也要（yào）注重解決方案選擇的合理性（xìng）和科學性，防止再次引發（fā）故障（zhàng）問題。

關鍵詞：變頻器；電力係統；幹擾

要想合（hé）理的應對和處置變頻器在工作（zuò）時受到的幹擾性問題，就（jiù）要首先明確檢修維護的思路，從（cóng）其表（biǎo）現狀（zhuàng）態來分析其問題（tí）的成因，找到幹擾的來源和源頭，一方麵采取措施來加強（qiáng）變頻器設備本（běn）身的抗幹擾能力，而另一方麵則要從幹擾因素的源頭出發，解決其來源問題，就可以有效地去消除幹擾因素。這兩種思路作為處置變頻（pín）器各類幹擾因素的指導思想，應該引起（qǐ）檢修人員（yuán）的密切關注和重視。本（běn）文也將從（cóng）這兩方麵來分析幹擾因素的解決方案和具體措施。

1 、變頻器主（zhǔ）要構成及其（qí）發展情況

1.1 變頻器設備的（de）主要構成部件。

變頻器主要由三相橋式整流、濾波、逆變係統、監（jiān）測係統、中央控製係統微處理單元等組成的。變頻器的主要部件為三相橋式整流、濾波、逆變係統、監測係統、中央控製係統微處（chù）理單元。在具（jù）體的控製過程中，采取了分層控製的方式，既提高了控製係統的控製效果，同時也簡化了控製流程，使整個控（kòng）製流程能夠得到有效（xiào）的優化，在具體（tǐ）的控製效果上滿足了實（shí）際需要。所以，了解並掌握變頻（pín）器的（de）工（gōng）作（zuò）原理，對做好變頻器（qì）的應用和提高變頻器的應用效果具（jù）有重要作用。

1.2 變頻器設備應用發展情（qíng）況。

電（diàn）力設備研發和技術創新發（fā）展，促使變頻器這種關鍵的電力設備的持（chí）續發展（zhǎn）和進步。變頻（pín）器主要是利用了變頻技術以及微電子技術，通過轉（zhuǎn）變電機的工作電源的頻率，以此來控製電機設備的（de）運轉，達到控製電力的目標，同時可以改變（biàn）電壓，確保電力設備的正常運行狀態（tài）。變頻（pín）器具備很強的調頻、調速能力，可以根據電機運行（háng）的實際（jì）需求和條件來為其提供（gòng）充足的電壓和電源，減少不必（bì）要的電能消耗和浪費。由（yóu）此可見，變（biàn）頻器還具備（bèi）很強的保（bǎo）護功能（néng），對於電機過流、過壓以及過載進（jìn）行保護。

目前，隨著電力係統的自動化發展趨勢越加顯著，發展水平越來越高，變頻器的應用範圍更（gèng）加（jiā）廣闊，在電力係統的工程建設中發揮著舉足輕重的作用。變頻器所（suǒ）包含的技術（shù）與功能越加強大，在電力網絡的自動化控製係統以及相關（guān）電（diàn）力設備運行指標參數等關鍵領域（yù），調（diào）頻和調（diào）速技術的應用至（zhì）關重要，而且已經成為自動化（huà）體係中的重要技術保障和基礎模型，它的實用性價值和優勢正在被迅速開發出來。變頻器設備在（zài）電力係統應用中的具體作用不僅僅在於其可以節能降耗，滿足電力係統節（jiē）能的現（xiàn）實要求，而且還（hái）可以依靠更為先進的啟動模式來達到工作目標，大幅度降低電（diàn）力設備（bèi）在運（yùn）轉期（qī）間出現的一些機械性的衝擊和摩擦，消減了不良影響，提高了電動機和其他設備的耐（nài）久性和可靠性，減緩老化速度，降低故障問題（tí）發生的幾率。電力係統（tǒng）依靠變頻器設備的一係列功能模式和技（jì）術方法，在電力工程領（lǐng）域中也規劃設計了相應的技術模型和應用（yòng）模式，不斷增（zēng）強其抵抗幹擾因素和影響的能力，並在此前提下，降低設備運行和維護所需要（yào）的成本，提高電力企業的（de）經濟利潤，也能夠相應的減少檢修人（rén）員（yuán）的工作量。因此，變頻器在使用過程中，不僅要確（què）保其具備強大的抗幹擾能力，也要為（wéi）此（cǐ）製定更為科學、可靠的維護檢（jiǎn）修舉措，加強對各類幹（gàn）擾因素（sù）的預防和防控能力，維護變頻器設（shè）備的正常運轉。

2 、影響變頻器正常（cháng）工作的一些幹擾因素

變頻（pín）器在工作時是依靠其內部的電路來進行運行和流轉的，所輸入電流的性質一般是交流電，在經過相應的電（diàn）路（lù）以及回路裝（zhuāng）置時，會將（jiāng）電流轉化為直（zhí）流性質的電壓，然後利用逆變（biàn）器裝置將直流性（xìng）質的電（diàn）壓轉變為相應（yīng）寬度指標的脈衝型電壓，這樣就可以完成電流和電壓的（de）各種轉化，切實滿足電力網絡（luò）係統（tǒng）和其他電力設備的運行需求以及條件。但就是這種工作機理，其本身（shēn）就會形成（chéng）一些幹擾性因素，下麵就對具體幹擾（rǎo）問題進行分（fèn）析和論述：

2.1 在整流的電路運行過程中（zhōng），會產生（shēng）不同程（chéng）度（dù）的諧波。

這種諧波也（yě）是一種電流（liú），但是非（fēi）常（cháng）不穩（wěn）定，該電流還會在電力係統運行（háng）過程中產生的阻抗之中生成相（xiàng）應的電壓降問題，這就引發電壓的實（shí）際波（bō）型（xíng）出現了異常變化情況，就會對包括變頻器在內的一些電力（lì）裝置和線路（lù）造成很大的幹擾。

2.2 當變（biàn）頻器將（jiāng）電壓轉（zhuǎn）化脈衝型的電壓時，那麽流經變頻設備的電流也會改變其原有的波型狀態，所發射的頻率就會逐漸升高，引起射頻的異常狀況，也就因此形成了對變頻器本身的幹擾因素。

2.3 在射頻問題產生以後，其輻射也成為了幹擾因素。變頻器設備在電纜開始電流（liú）的輸入或者輸出（chū）運行過程中，其頻率會出現很大（dà）程度（dù）的波動（dòng），電纜內的頻率就會與天線大致相當，這樣就（jiù）會引很強烈的輻射作用，由此就形成了（le）輻射式的幹擾因素。

3 、增強（qiáng）變頻（pín）器抗幹擾能力（lì）的具體舉措

3.1 合理（lǐ）利用係統軟件來進（jìn）行對抗。

變頻器設備能夠為工作人員提供相應的界麵，工（gōng）作人員就可以利（lì）用（yòng）界麵中的（de）功能軟件來調節其（qí）頻（pín）率和速度，將過高的頻率（lǜ）值下調至正常運行狀態。

3.2 合（hé）理（lǐ）做好（hǎo）接地工作。

經過在檢修地點的實地考（kǎo）察之後，如果能夠明顯發現接地工作中（zhōng）存在不合理的環節（jiē），這（zhè）就（jiù）說明幹擾因素的主要來源就是因為接地體係存在故障和問題。因此就要嚴格按照接地係統的工作程序和流（liú）程（chéng），做好接地工作，排（pái）除（chú）各類錯誤的操作方（fāng）式，這樣才能夠提高（gāo）變頻器的（de）抗幹擾能力，也能（néng）改善其運行環境（jìng）。主要的工作舉措包含下麵兩個（gè）要點：（1）變頻器的（de）主（zhǔ）回路端子 PE（E、G）必須接地，該接地可以和該變頻器所帶的電機（jī）共地，但不能與其它的設備共地（dì），必須單獨打接地樁，且該接（jiē）地點應該盡量遠離弱電設備的接地（dì）點（diǎn）。（2）其它（tā）機電設備的地線中，保護接地和工作接地應分開單獨（dú）設接地極，並最後匯入（rù）配電櫃的電氣接地點。控製信號的屏蔽地和主電路導線的屏（píng）蔽地也應分開單獨設接地（dì）極，並最後匯（huì）入配電櫃的電氣接地點。

3.3 科學管控幹擾的源頭。要想更好的排除存在的幹擾性（xìng）因（yīn）素，管控其源頭（tóu）是非常有（yǒu）效的方式。可以在變頻器設備上加裝防護和屏蔽裝置，比如鐵殼等裝置部件，可以（yǐ）將由於（yú）電磁（cí）引發的（de）幹擾問題進行屏蔽。在輸出裝置和線路上可以（yǐ）利用鋼管來進行抗幹擾處置（zhì），這樣就可以起到良好的屏蔽效果。

3.4 幹擾的隔離（lí）。

要想針對幹擾實行（háng）隔離舉措，就要在其電路設備中存在的一些幹擾因素及其容易受到幹擾影響的線路進行隔離，切（qiē）斷（duàn）它們（men）之間的聯係，以此（cǐ）來達到抵抗幹擾（rǎo）或（huò）者消除幹擾的工（gōng）作目標。

3.5 在係統線路中設（shè）置濾波器。上文中我們說到變（biàn）頻器工作（zuò）時會產生諧（xié）波等問題，因此在其係統（tǒng）的線路中加裝濾波設（shè）備，以此來吸（xī）收或者消除濾波帶來（lái）的幹擾性因素。

3.6 采用（yòng）電抗器（qì）。

在變頻器（qì）的輸入電流中頻率較低的諧波成分（5 次諧波、7 次諧（xié）波（bō）、11 次諧波、13 次諧波等）所占的比重是很高（gāo）的，除可（kě）能（néng）幹擾其它設備的正常運行之外，還因為它們消耗了大量的無功功率，使線路的功率因素（sù）大（dà）為下降。在輸入電路內串入（rù）電抗（kàng）器是抑製較低諧波電流的有效方法。根據接線位置（zhì）的不同，主要有以下兩種：（1）交流電抗器：串聯在電源（yuán）與變頻器的輸入側之間。其主要功能有：a.通過抑製諧波電流，將功率因素（sù）提高至（0.75- 0.85）；b.削弱輸入（rù）電路中的浪湧電（diàn）流對變頻器的衝擊；c.削（xuē）弱（ruò）電源電壓不平衡的影響。（2）直流電抗器（qì）：串聯在整流橋和濾波（bō）電容器之間。這種設備（bèi）的功能種類較少，主要（yào）是針對輸入進來的電流進行集中削弱，消減其內部的高頻（pín）率電流（liú）。這種電抗設備（bèi）還可以（yǐ）提高變頻器工（gōng）作的功率和運轉效率（lǜ），而（ér）且設備本身結（jié）構較為簡單，易於攜帶。

結束語

通過（guò）本文的論述，可以發現很多抵（dǐ）抗（kàng）和對抗幹擾因素的辦法和方式，但是很多方式並（bìng）不（bú）能徹底消除變頻器設備工（gōng）作中所受到的（de）幹擾和（hé）由此（cǐ）引發的異常工作狀態。這就需要檢修人員還要在具體的工作中，對於幹擾因素進行更加深入的分析，主要從其源頭找到解決辦法，而對於檢修技術本身（shēn）來說，還要不斷開展技術的創新和優化（huà），這樣才能更加科學、合理（lǐ）的（de）去應對各種來源（yuán）的（de）幹擾性因素，從（cóng）而為變頻器的正常工作狀態保駕護航，大大強化其抵抗（kàng）幹擾的性能，維（wéi）持穩健、高水平的工（gōng）作狀態。解決變頻器受到的幹擾問題（tí），其實對於整個（gè）電（diàn）力係統的（de）正常（cháng）運轉來說也起到了十分重要的作用（yòng）和意義。

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