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電能質(zhì)量
專家診治

把電能質(zhì)量問題交給領步400-056-5258

變頻器諧波干擾問題的排查、檢修和治理方法

返回列表來源：領步電能質(zhì)量發(fā)布時間：2017-04-18分享加入收藏關注：-

專家講堂3

眾所周知，通過變頻器拖動電機(非線性負載)，就不可避免地產(chǎn)生諧波。諧波將會干擾供電系統(tǒng)，也會干擾電機運行，甚至通過動力電纜輻射干擾著鄰近PLC弱電信號?？傊?，變頻器的諧波問題始終令很多人覺得“一頭霧水”，難以排查而覺得頭痛。

案例1
某水廠十幾年前，采用6SE70 AFE來驅(qū)動水廠的水泵，變壓器也是SIEMENS西門子品牌的整流變壓器。去年6SE70 AFE已經(jīng)壞掉，客戶選配了不帶輸入電抗器的SINAMICS G150柜機來替換。使用時發(fā)現(xiàn)頻率接近50HZ時，整流變壓器的原邊互感器檢測的功率因數(shù)表和電流表波動很大，我們起初懷疑是變頻器調(diào)試導致或干擾等導致，Z終采用我公司美國fluke電能質(zhì)量分析儀，檢測結果是5次/7次諧波含量超標。
SINAMICS G150 不帶輸入電抗器50HZ運行的電流諧波圖

客戶非常重視諧波問題，根據(jù)諧波測試數(shù)據(jù)，北京領步工程師為其選配了輸入電抗器和LBAPF-BP系列變頻器專用有源濾波器。

下圖是加裝輸入電抗器和LBAPF-BP系列變頻器專用有源濾波器之后，在50HZ運行的諧波測試數(shù)據(jù)（此時功率因數(shù)表和電流表很穩(wěn)定）

水廠的水泵配置了一臺3AC 690V 800KW SINAMICS G150柜機，輸入側配置的整流變壓器與SINAMICS G150柜機容量相匹配（變頻器的容量與電網(wǎng)的容量很接近，小于2倍的關系）。

G150不開機不運行的時候，通過采用美國福祿克電能質(zhì)量分析儀檢測過整流變壓器的原邊，諧波是沒有問題的，可以排除電網(wǎng)已有的諧波干擾。當G150開機運行之后，45HZ以下沒問題；當頻率接近50HZ時，整流變壓器的原邊互感器檢測的功率因數(shù)表和電流表波動非常大。

案例1 得到的啟示:
1) 設計變頻傳動系統(tǒng)時，變壓器容量與變頻器容量的比值是個很重要的指標。正如kd班竹所言：當變壓器負載的50%以上是你的傳動系統(tǒng)時，諧波的產(chǎn)生你的裝置占了主要部分，你要負責處理。
2）設計變頻傳動系統(tǒng)時，大功率低壓變頻器必須配置進線電抗器，對諧波做雙向的抑制。實際使用中，可以控制總諧波的電流畸變率 THID<30%。

案例2：

某個調(diào)峰的蓄能水電站，采用了一臺3AC 18KV 18MW SIMOVERT S ( LCI 電流源型晶閘管變頻器）作為軟啟動器，來分別起動四臺水輪發(fā)電機（每臺同步發(fā)電機為334MVA)。
由于SIMOVERT S是交-直-交結構的晶閘管變頻器，其對電網(wǎng)的諧波污染是很嚴重的。設計階段采用L- C 濾波裝置來抑制諧波對電網(wǎng)的影響。
實際調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)L- C 濾波裝置與電網(wǎng)中其他相關電氣設備的參數(shù)不匹配。SIMOVERT S啟動水輪發(fā)電機的過程中，由于諧波電流沖擊而使得電網(wǎng)上其它運行中的水輪發(fā)電機跳閘。
經(jīng)反復試驗和研究，Z終增設隔離變壓器來取代L- C 濾波裝置，徹底切斷了諧波電流傳導的途徑。從那以后，再沒有發(fā)生過類似的跳閘事故。
中高壓大功率變頻器的輸入側，配置隔離變壓器比較普遍，為了切斷諧波電流傳導的途徑。

值得注意的是，大功率AFE變頻器可以把這個隔離變壓器省掉，由于AFE變頻器的諧波量非常小。但是，直流母線上要配裝共模電壓抑制器。

變頻器因具有很好的節(jié)能效果而得到廣泛應用，但伴隨其產(chǎn)生的諧波也給用戶帶來了困擾。領步北京針對這個問題研發(fā)成功了一款變頻器專用有源濾波器，它能夠針對變頻器產(chǎn)生的諧波進行精確的消減，既能夠達到95%以上諧波消除能力，又具有較高的性價比。目前已廣泛應用于數(shù)百個含有變頻器的配電系統(tǒng)中。詳情請點擊下圖進行了解！

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