高压变频器谐波分析
变频器谐波问题干扰范围及处理方法
变频器常见谐波问题以及解决方法变频器常见谐波问题以及解决方法在现代化港口、矿井、运输港的建设中，变频软启动渐渐替代机械软启动，如常规液力耦合器，CST液力软启动，成为市场主流，其主要原因为可控性高，精度强。
变频器在使用过程中也会相应的出现自己的问题，重点介绍下在现场安装中变频器谐波问题以及处理办法。
就矿井使用的变频器而言，非下运皮带大都使用二象限的，因不需要对电网进行电能反馈，下运皮带在运行以后对电网进行电能反馈，既逆向输送电力，而非使用电力，四象限变频器就是除了正反转外还能控制，实现能量反馈回电网的变频器。
2象限指的就是普通的控制速度的变频器。
内部除了控制方式不同外，硬件方面主要就是4个象限变频器整流和逆变电路都使用可双向导通的半导体元件，一般是IGBT。
而2象限的整流部分一般是晶闸管或二极管。
而就谐波问题而言，问题重点出现在四象限变频器，因产生的奇数次谐波较强，且干扰问题严重，频器正常工作中，由于变频器高次谐波的影响引发控制电路发生串联谐振，造成系统电源故障，就功率等级而言，75KW以上四象限变频器因考虑进行谐波治理，而二象限变频功率在100KW以下可以进行常规处理即可。
在变频器使用过程中，经常出现误指示、乱码等情况;变频器停止工作时系统完全恢复正常。
很明显这是由于变频器高次谐波分量对电源的干扰造成的，通常，对此最为行之有效的办法就是对控制电路的供电电源加装电源滤波器。
在加装市售的通用电源滤波器后，系统恢复了正常，但是随之又有新的问题出现了，控制电路中的熔断器频繁熔断。
停电后对电路进行检查，经现场详细观察发现，在系统逐渐升速过程中，变频器运行输出在某个频段之间时频繁发生短路故障。
而且，将变频器的负载(电动机)断开后，该故障现象仍频繁出现，在去掉电源滤波器后该故障消失。
因此，首先对该滤波器进行了检查，拆开后发现滤波器采用的是常见的π型滤波。
检查发现电源滤波器本身没有任何故障，进一步分析变频器的工作原理可知，在交-直-交型变频器中，电网通过三相整流桥给变频器供电，供电电流利用傅立叶级数可以分解为包含基波和6K±1次谐波(K=1，2，3…)分量等一系列谐波分量，谐波含量随进线电抗和和直流滤波电抗的电感量增加而减少。
浅析高压变频器及其常见故障处理
浅析高压变频器及其常见故障处理摘要：在实际工业生产应用中，高压变频器经常会出现一些故障。
为了使变频器能够安全稳定运行，有必要采取相应的防范措施。
本文分析了高压变频器的基本工作原理，结合实际应用对常见故障处理与防范措施进行探讨，以期达到更优的经济效益。
关键词：高压变频器原理故障分析防范措施1.高压变频器介绍高压变频器是近几年发展起来的一种应用广泛的变频器，它和过去传统的采用液力耦合或者串级调速方式是一样的，只是采用改变电机运行电源频率实现对电机调速的目的。
目前，高压变频器内部的结构都是相通的，主要包括三个部分：一是主电路接线端，包括接工频电网的输入端(R、S、T)，接电动机的频率、电压连续可调的输出端(U、V、W)；二是控制端子，包括外部信号控制端子、变频器工作状态指示端子、变频器与微机或其他变频器的通信接口；三是操作面板，包括液晶显示屏和键盘。
2.高压变频器基本工作原理高压变频器一般采用目前国际电源系列多级技术，系统采用高高结构。
高压直接输入逆变器不需要升压变压器等组件，因为在对逆变器的内部电源进行整流和逆变后直接向电机输出高压。
每个电源均为三相输入，单相输出脉宽调制低压变频器，技术可靠，结构和性能相同，大大提高了高压变频器的可靠性和可维护性。
变频器一般由制动单元、微处理单元、滤波回路、整流回路、检测单元和驱动单元组成。
它可以根据电机的具体需求提供必要的供电电压，从而实现调速和节能。
另外，大多数逆变器具有各种保护功能，如过载保护、过压保护和过流保护。
3.高压变频器的优点3.1 节能效果显著为有效地确保生产过程中的可靠性，各类用于生产的机械设备（风机、水泵）在设计配套动力驱动装置时，一般都会预留出一定的富余量。
如电机未在满负荷的条件下运行，除提供给动力驱动装置所需的动力外，部分多余的力矩会造成有功功率消耗的增加，导致电能浪费。
传统的调速方法，即通过对出入口位置挡板或阀门开度进行调节，来控制风量和供水量，不仅输入的功率较大，而且还有很大部分的能源消耗在挡板及阀门的截流过程中。
高压变频器谐波的影响及处理
高压变频器谐波的影响及处理发布时间：2021-07-05T11:02:37.533Z 来源：《基层建设》2021年第10期作者：陈思[导读] 摘要：分析了火电厂中高压变频器谐波产生的原因，并介绍谐波的危害，提出处理方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，可以有效的提高电源质量。
大唐长春第二热电有限责任公司吉林长春 130031摘要：分析了火电厂中高压变频器谐波产生的原因，并介绍谐波的危害，提出处理方法，将变频器产生的谐波控制在最小范围内，可以有效的提高电源质量。
关键词：变频器；谐波；危害；措施变频器是火力发电厂中广泛应用的调速设备，采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显，调节方便等优点而被越来越多的应用。
由于变频器逆变电路的开关特性，对其供电电源形成了一个典型的非线性负载，变频器在现场通常与其它设备同时运行，例如计算机和传感器，这些设备常常安装得很近，这样可能会造成相互影响。
因此，变频器的非线性，冲击性用电的工作方式，带来的干扰问题亦倍受关注。
对于一台变频器来讲，它的输入端和输出端都会产生高次谐波，输入端的谐波会通过输入电源线对公用电网产生影响。
以变频器为代表的电力电子装置是公用电网中最主要的谐波源之一，其对电力系统中电能质量有着重要的影响。
1 变频器谐波的产生谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时，与所加的电压不呈线关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。
谐波频率是基波频率的整倍数，根据法国数学家傅立叶分析原理证明，任何重复的波形都可以分解为含有基波频率和一系列为基波倍数的谐波的正弦波分量。
谐波是正弦波，每个谐波都具有不同的频率、幅度与相角。
谐波可以区分为偶次与奇次性。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，偶次谐波已经被消除了，只有奇次谐波存在，奇次谐波引起的危害比偶次谐波更多更大。
从结构来看，变频器可分为间接变频和直接变频两大类。
间接变频将工频电流通过整流器变成直流，然后再经过逆变器将直流变换成可控频率的交流。
变频器运行过程中产生谐波分析及治理实例
变频器运行过程中产生谐波分析及治理实例摘要：电网中大量存在的非线性负荷是谐波产生的根源。
谐波电流注入电网，通过电网阻抗产生谐波压降，叠加在基波上引起电网的电压畸变。
对电子设备的影响是谐波的主要危害之一，本实例中主要问题为ABB厂家ACH550系列变频器投入运行后造成就近的电子设备及通信电缆无法正常工作，特别是通信线路数据上传后失真甚至无法正常显示。
经过对供电系统在四种运行方式下谐波含量的测量数据进行分析，正常运行时各次谐波含量较高，且由于改造项目现场通信电缆为同轴电缆，同轴电缆由于自身存在缺陷使得谐波的在系统中的影响更明显，后期经过现场整改措施，通过增加串联电抗器后滤波效果明显，有效减小了谐波的影响。
关键词：非线性负荷；谐波；同轴电缆；电抗器一、现场背景1.1 同轴电缆基带传输易出现的干扰原因基带传输的一个缺点就是抗干扰能力差，同轴电缆的屏蔽层对频率越低的电磁波的屏蔽作用越差，因此易受到广播干扰和低频电磁波的干扰。
1.1.1广播干扰同轴电缆在架空设置时，电缆线本身就成了一根很长的天线，在受到广播电磁波感应时，感应出电位差，这个电位差产生在电缆线屏蔽层两端（芯线也存在感生电位差，但很小），那么，屏蔽层、信号源内阻、芯线及芯线、75欧姆负载、屏蔽层形成了回路，这个电位差通过回路形成干扰电流，并在负载电阻75欧姆上形成干扰压降叠加到视频信号上。
这种干扰一般在几百KHz到几MHz，对图像产生较为稳定的网纹干扰，干扰频率越高，网纹越细越密，大于10MHz的干扰基本上不影响观看效果。
抑制这种干扰的最好办法是电缆埋地铺设，或采用铅包电缆，也可以采用具有外屏蔽层的对称平衡电缆作为传输线。
当只能采用同轴传输时，应使电缆线屏蔽层单端接地，同时在接收端设置对称输入的电缆补偿器。
采用高电平传输方法也可以很好地抑制广播干扰，方法是将1Vp-p的视频信号放大到5至8Vp-p后再进行传输，在接收端干扰电平相对于视频信号就减小了，传输的距离也可以更远。
高压变频器电流波动故障分析处理
高压变频器电流波动故障分析处理王志刚北京利德华福电气技术有限公司，北京 102205摘要：随着电子技术的发展，变频器的可靠性及相关技术也得到了不断的提高，为这一行业的发展奠定了坚实的基础。
本文从高压变频器的概况出发，分析了高压变频器电流波动故障分析处理，针对高压变频器电流波动故障实例分析及处理进行详细探究，并阐述了变频器的发展。
关键词：高压变频器；电流波动；故障处理中图分类号：TM921.51 文献标识码：A 文章编号：1671-5810(2015)12-0155-021 引言近年来随着社会的不断发展，国内市场中高科技智能产品已经遍布每个角落，高科技电子产业已经占据了国内经济市场中的领先地位。
在电子产业中变频器的发展已经成为国人的骄傲。
随着电力电子技术的发展，高压变频器也进入了飞速发展阶段，目前国内大功率高压变频器技术也已经很成熟，形成规模的厂商也已经有很多家，具有代表性的为北京利德华福电气技术有限公司。
2 高压变频器电流波动故障分析处理高压变频器与传动装置构成1个整体，其系统较为复杂。
发生故障时，按照变频器外部与内部故障分析原因。
2.1 外部原因及处理2.1.1 指令信号波动(1)给定信号设置为自动方式，被跟踪量的参数不稳定检查DCS模拟给定量的AI曲线图，发现给定模拟量波动较大;改为DCS手动调节给定方式后，波动消失。
被跟踪量不稳定时，可适当调节幅度设置;当被跟踪量非常不稳定时，退出自动调节。
(2)给定信号源故障或传输电缆有干扰当模拟给定量的AI曲线图稳定或处于远方手动给定方式下，电流依然波动较大，则将变频器改为本地给定方式，此时电流波动消失。
检查远方给定端口，查找传输电缆受干扰的原因或远方信号发生源的问题。
为了减弱来自变频器外部的干扰，变频器与外部电气元件、仪表、DCS之间的连线应选用屏蔽绞合绝缘控制电缆，屏蔽层采取1点接地，接地线不得作为信号的通路。
2.1.2 电源电压波动高压变频器输入电源的电压波动时，输入、输出电流大幅度摆动。
变频器谐波探讨
变频器谐波探讨
【 摘要 】变频 器本身的输入则是一个非线性整流电路 ， 特 别是 中高压 予很 好的处理 。 处理途 径可以包 括以下两个方面 。 第一是 对变频器增加 变频器容量 大， 又直接接入 高 压 电网， 这样变频 器输 出波形除基波外还含有 些额 外的 电力设备 ， 改造变 频器， 从 抑制 谐波本 身出发 来有效 的减 少 大量高次谐波 ， 其对 电源的波形将有影响 ， 也会对 电网造成谐波污染 。 另外， 谐波； 第 二是从 谐波 的传播 途径 方面 出发， 对 变频器工作 电路 以及 和其
一
变频 器也较 易受外界的一些电磁干扰 。 在变频 器的使 用当 中， 既要 防止外界 他 电力设备之 间的连 接上进行一系列的优化 ， 达到减少 谐波的 目的。 干扰它， 又要 防止它干扰 外界。 ３ ． １变频 器谐波 的抑 制
通 用变频 器的主 电路形式一 般 由整流 、 逆变和 滤波 三部 分组 成 。 整流部 分为三相桥 式不 可控整流器 ， 中间滤波部 分采用大 电容作为滤波 器， 逆变部 分为Ｉ Ｇ Ｂ Ｔ 三相桥 式逆变 器， 且输 入为Ｐ ＷＭ波形 。 输 出电压 中 １ ． 变频器谐波的产生 １ ． １输 入部分 含有除 基波 以外 的其它谐 波， 较低 次谐 波通常对 电动机 负载影 响较大 ， 在三相 桥式整流 回路 中， 由非线 性二极管组 成的三相桥 式 整流 桥及 引起转 矩 脉 动， 而较 高次谐 波又 使变频 器输 出电缆 的漏 电流增加 ， 使 电 其二极管 参数的 离散会 引起 电压 主波形为正 弦波 ， 而 电流波 形为非正 弦 动机 出力不足 ， 因此变频器输 出的高低次 谐波都必 须抑制 ， 可以采用以下 波。 输 入的矩 形 波电流 ， 波 形按 傅立叶 级数 分解为 基波 和各 次谐 波 ， 通 方法抑制谐 波 。 常含 有５ 次， ７ 次、 ｌ １ 次、 １ ３ 次等高次 谐波 。 ３ ． １ ． １ 安装 电抗器。 在变 频器的 输入 端与输 出端 串接合 适 的电抗 １ ． Ｚ输出部分 器， 或安装谐 波滤波器 ， 滤波 器的组 成为Ｌ Ｃ 型， 吸收 谐波和 增大电源或负 大部 分变 频器采 用Ｐ ＷＭ或Ｓ Ｐ ＷＭ调制 的 交直流 变频 方式 。 线 电 载阻抗 ， 达到抑制 目的。 压是 正弦 脉宽 、 幅值相 等 的窄矩 形波 ， 其等 效 后是连 续 的矩 形波 ， 而 三 ３ ． １ ． ２ 增加 变频 器供 电电源内阻 抗 。 通常 电源设备 的 内阻抗可 以 相 的相 电压 是阶 梯波 ， 因此 是非 线性的 。 电流 是近 正弦 波也含有 丰富 的 起 到缓 冲变 频器直流滤 波 电容的无 功功率 的作用 ， 内阻 抗越 大 ， 谐 波含 谐波 ， 对输 出电路也 有影响 量越小 ， 这种 内阻抗就 是变 压器的短路 阻抗 。 因此选 择变频器供 电电源 ２ ． 变频器谐波的危謇 时， 最 好选择短 路阻抗 大的变压器。 变 频器的电源系统和 电力设 备输 出的高压母 线相连 接， 在这 条线路 ３ ． １ ． ３ 采 用变压器 多相运 行。 通用变 频器为六脉 波整 流器， 因此 产 上 同时还存 在着 电容器、 发 电机 、 变压器、 电动机 等负载 ， 变 频器产生的 生 的谐波较大 。 如果采用变压 器多相运行， 使相位 角互 差３ Ｏ 。 。 如Ｙ 一△ 、 高次 谐波 电流 将按各 自的阻抗分 流到电源系统 和并联的 负载上 ， 对 相关 △ 一 △组合的 变压 器构成 １ ２ 脉 波 的效果 ， 可减 小低 次谐 波 电流 ， 很 好 的 电气设备造成 不同程度的影 响。 抑制了谐 波。 ２ ． １开关设备 ３ ． １ ． ４ 设置专用谐波。 设置专用滤波器用来检测变频器和相位， 并 开 关设备在起 动瞬 间产生很高的 电流变化 率。由于存在谐 波电流 ， 产生一个与谐波 电流的幅值相 同且相 位正好相反 的电流， 通到变频 器中， 增加 了暂态恢 复电压的峰 值， 以致破 坏绝缘 。 开 关设备出问题 ， 则消弧 线 从而 可以有效的吸收 谐波电流。 圈将无 法正常使电弧 引入消 弧室 内， 从而使开 关设备 无法正常的接 通与 ３ ． ２变频器谐 波传播途径 的优 化 分断 电路。 所 以当谐波 电流过大 时， 常会 引起 一些 无熔 丝开关 跳脱 产生 谐 波的传 播途 径是 传导和 幅射。 解决 传导干 扰主要 是在 电路 中把 误动作 ， 也 很容易使一 些开关里 的电力熔丝熔 断。 传 导的 高频 电流 滤掉 或者 隔离 ； 解决 辐射 干扰 就 是对 辐射 源或 被干扰 ２ ． ２电容器 的线路 进行屏 蔽。 常用方法有： 高次谐 波引起的并 联谐振 会有异常电流流 入电力电容器， 将导 致电 ３ ． ２ ． １ 变 频器使用专用接 地线 ， 且用粗 短线接 地 。 邻 近其他 电器设 容器过 热和绝缘损 坏。 备 的地 线 必须与 变频 器配 线分 开 ， 使用短 线 。 这样 能 有效 抑 制 电流谐 ２ ． ３电力电子 设备 波 对邻近 设备 的辐 射干扰 。 电动机 和变频 器之 间电缆应 穿钢 管敷 设或 电力电子设备在多种场 合会产生谐 波， 但也很 容易受谐 波失真而误 用铠 装 电缆 ， 并 与其他 弱电信 号在不 同的 电缆 沟分 别敷 设， 避 免辐 射干 动作 。 这 种 设备常 靠着 准确的 电压零 交叉点 的位 置或 电压波形 的形 态 扰 。 来控制或 操作 ， 在 电路 中有谐波成分 时， 会造成 误动作。 ３ ． ２ ． ２ 信号线采 用屏 蔽线 ， 且布线时与变频 器主 回路 控制线错 开一 ２ ． ４ 电能表等计量仪 表 定距离（ 至少２ ０ ｃ ｍ以上） ， 切 断辐 射干扰 。 电能 表 等计 量仪 表 因谐 波 而会 造成 感应 转 盘 产生额 外 的 电磁转 ４ ． 小结 矩， 引起 误 差 ， 降低精 确 度 。 实验得 知 ， 若有 ２ Ｏ ％ 的５ 次谐 波 成份 ， 将产 生 由于变频器 自 身的构造 ， 变频 器产生谐波 是不可避免 的， 在工作应用 ｌ Ｏ ％ －１ ５ ％的误差 。 过大 的谐波 电流很容 易将 仪器里 的线圈损坏。 中我们 只能尽可能 的抑制 谐波 和减 少谐 波对 外界的影 响 。 本文只提 到 ２ ． ５保 护继电器 部分 变频器谐波的影 响和解决谐 波影响的 措施 ， 关于变频 器谐 波的问 大谐波 电流通 过继 电器线 圈， 常会使其 过热而损坏 。 一 般谐 波应 限 题还有很大 的探讨空 间。 制 在ｌ ０ ％ 以下， 而不 至于影响 保护继电器的正常工作。
谐波分析产生原因,危害,解决方法【精选文档】
谐波分析一、谐波的相关概述谐波是指电流中所含有的频率为基波的整数倍的电量，一般来说是指对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,其余大于基波频率的电流产生的电量，其实谐波是一个正弦波分量。
谐波产生的根本原因是非线性负载造成电网中的谐波污染、三相电压的不对称性.由于非线性负荷的存在,使得电力系统中的供电电压即便是正弦波形,其电流波形也将偏离正弦波形而发生畸变。
当非正弦波形的电流在供电系统中传输时,将迫使沿途电压下降,其电压波形也将受其影响而产生不同程度的畸变,这种电能质量的下降会给电力系统和用电设备带来严重的危害。
电力系统中的谐波源主要有以下几类：（1）电源自身产生的谐波.因为发电机制造的问题，使得电枢表面的磁感应强度分布偏离正弦波，所产生的电流偏离正弦电流。
(2）非线性负载，如各种变流器、整流设备、PWM变频器、交直流换流设备等电力电子设备。
(3）非线性设备的谐波源,如交流电弧炉、日光灯、铁磁谐振设备和变压器等。
二、谐波的危害谐波对电力系统的危害主要表现在:（1)谐波使公用电网中的元件产生附加的谐波损耗,降低发电、输电及用电设备的效率.（2)谐波影响各种电气设备的正常工作。
(3)谐波会引起公用电网中局部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，引发严重事故.（4）谐波会导致继电保护和自动装置误动作,并使电气测量仪表计量不准确。
（5）谐波对临近的通信系统产生干扰，轻则产生噪声,降低通信质量；重则导致信息丢失，使通信系统无法正常工作。
三、谐波的分析由于谐波导致的各种各样的事故和故障的几率一直在升高,谐波已成为电力系统的一大公害.我国对于谐波相关工作的研究大致起源于20世纪80年代。
我国国家技术监督局于93年颁布了国家标准《电能质量-—公用电网谐波》(GB/T 14549—1993）。
该标准对公用电网中各个等级的电压的限用值、电流的允许值等都做了相应的规定，并以附录的形式给出了测量谐波的方法和数据处理及测量仪器都作了相应的规定。
谐波测试方案
电网谐波检测方案一、检测依据1、国家煤矿安全监察局关于印发《煤矿安全质量标准化考核评级办法（试行）》和《煤矿安全质量标准化基本要求及评分办法（试行）》的通知（煤安监行管[2013]1号）2、电能质量公用电网谐波GB/T 14549-1993二、检测项目谐波电压、谐波电流三、检测流程1、熟悉企业的供电系统，了解主要供电线路及供电区域，核实各供电线路的基本参数，主要包括供电线路名称、电压变比、电流变比、主要负荷及运行时段等。
2、依据各区域的用电负荷情况选择测点。
针对企业主要的用电负荷及对供电网络和安全生产有重大影响的线路进行测试。
根据煤矿企业的生产特点，主要的测点包括：总进线（35kV、110kV、6kV、10kV、0.4kV等），单路供电线路（主井、副井、扇风机、压风机、下井等）。
3、各测点检测方法（1）总述在进行测试时，首先了解企业一天中的用电负荷情况，包括用电负荷大小、主要用电负荷的组成、谐波源（变频器、整流柜等设备）的启用情况、地面和井下设备检维修时间等。
根据实际用电情况合理安排各测点测试的时间区间，制定测试计划。
各测点测试位置为各线路的配电柜的二次侧，以计量线路为首选。
由配电柜二次侧取得电压和电流信号，并根据配电柜互感器个数合理选取仪器接线方式，将仪器接入电网；然后根据实际情况设置仪器的接线方式、电压等级、电压电流互感比、短路容量等，进行测试，并且保存数据以供数理统计分析和出具检测报告。
针对总进线的测试选取在企业正常供电、用电负荷较小且主要谐波源运行的情况下进行。
根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
针对单路供电线路选取主要设备正常运行的情况下进行测试，根据检测标准的要求谐波次数选取为25次，测量的间隔时间不大于2min，测量数据个数为了满足数理统计的要求，一般不少于30组。
（1）35kV总进线35kV总进线是外部电网与企业供电系统的连接点，该测点能够反映出外部电网向企业供应的电压质量和企业向外部电网反馈的电流质量情况，是保证外部电网和企业内部用电安全的主要节点。
变频器谐波产生与抑制论文
变频器谐波的产生与抑制【摘要】随着工业生产自动化技术的逐步提高，变频器使用范围的逐步加大，变频器高次谐波带来的电磁干扰和污染问题也越来越严重，变频器系统的谐波干扰和污染问题也越来越突出，尤其是在高精度仪表和微电子控制系统等应用中，谐波干扰问题尤为突出。
怎样处理好变频器系统的谐波污染对于变频器的进一步推广应用，特别是在对谐波污染要求高的场所尤为关键，本文针对变频器谐波干扰的防范与处理措施进行了研究。
【关键词】变频器;高次谐波;干扰;隔离1.变频器谐波产生机理在电源侧有整流回路的非线性设备，都将因其非线性而产生高次谐波。
变频器的主电路一般为交-直-交组成，外部输入的工频电源经晶闸管三相桥路整流成直流，经电容器滤波后逆变为频率可变的交流电。
在整流回路中，输入电流的波形为不规则的矩形波，波形按傅立叶级数分解为基波和高次谐波，谐波次数通常为6n±1。
如果电源侧电抗换流重叠!可以忽略，那么第”次高次谐波电流的有效值为基波电流的1/k。
2.高次谐波危害谐波问题由来已久，近年来这一问题由于两个因素的共同作用变得更加严重，这两个因素是：工业界为提高生产效率和可靠性而广泛使用变频器等电力电子装置，使得与晶闸管相关设备的使用迅猛增长，并伴随着谐波源的同步增加和放大；电力用户为改善功率因数而大量增加使用电容器组，并联电容器以谐振的方式加重了谐波的危害。
非线性负荷产生的谐波电流注入电网，使变压器低压侧谐波电压升高，低压侧负荷由于谐波干扰而影响正常工作，另一方面谐波电压又通过供电变压器传递到高压侧干扰其他用户。
在三相回路中，3的整数倍次谐波电流是零序电流，零序电流在中性线中是相互叠加的。
零序谐波电流主要是由三相四线制非线性设备产生的，使供电系统中的中性线电流很大。
当中性线上有较大的谐波电流时，中性导线的阻抗在谐波下能产生大的中性线电压降，此中性线电压降以共模干扰形式干扰计算机和各种微电子系统的正常工作，使控制设备和精密仪器工作不可靠，且故障率高。
变频器产生的干扰及解决方案
变频器产生的干扰及解决方案摘要:变频器具有很多的优越性，但它对电网的谐波干扰和电磁辐射干扰也越来越受到人们的关注，本文主要介绍谐波、电磁辐射的标准和危害及其减弱或消除的方法。
1 引言采用变频器驱动的电动机系统因其节能效果明显、调节方便、维护简单、网络化等优点而得到越来越多的应用。
但是，由于变频器特殊的工作方式带来的干扰越来越不容忽视。
变频器干扰主要有:一是变频器中普遍使用了晶闸管或者整流二极管等非线性整流器件，其产生的谐波对电网将产生传导干扰，引起电网电压畸变（电压畸变率用THDv表示，变频器产生谐波引起的THDv在10～40％左右），影响电网的供电质量;二是变频器的输出部分一般采用的是IGBT等开关器件，在输出能量的同时将在输出线上产生较强的电磁辐射干扰，影响周边电器的正常工作。
2 谐波和电磁辐射对电网及其它系统的危害(1）谐波使电网中的电器元件产生了附加的谐波损耗，降低了输变电及用电设备的效率.（2) 谐波可以通过电网传导到其它的用电器，影响了许多电气设备的正常运行，比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热，绝缘老化,寿命缩短，以至于损坏；还有传导来的谐波会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
（3) 谐波会引起电网中局部的串联或并联谐振，从而使谐波放大。
(4) 谐波或电磁辐射干扰会导致继电保护装置的误动作，使电气仪表计量不准确，甚至无法正常工作。
（5）电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰，严重时使系统无法得到正确的检测信号，或使控制系统紊乱。
一般来讲,变频器对电网容量大的系统影响不十分明显，这也就是谐波不被大多数用户重视的原因.但对系统容量小的系统,谐波产生的干扰就不能忽视。
3 有关谐波的国际及国家标准现行的有关标准主要有:国际标准IEC61000—2—2，IEC61000-2—4，欧洲标准EN61000-3-2,EN61000-3—12,国际电工学会的建议标准IEEE519—1992,中国国家标准GB/T14549—93《电能质量共用电网谐波》。
抑制变频器谐波的探讨
抑制变频器谐波的探讨摘要:文章针对变频器这一特殊谐波源设备,从变频器谐波的定义以及谐波的治理的标准入手,分析了变频器产生谐波的原因和危害,并优化了抑制变频器谐波和设备自身减弱谐波及抗干扰的方法,在应用中只能尽可能的抑制谐波和减少谐波对外界的影响。
关键词:变频器谐波变频器谐波干扰滤除抑制谐波有源滤波器变频器是运动控制系统中的功率变换器。
当今的运动控制系统是包含多种学科的技术领域,总的发展趋势是:驱动的交流化,功率变换器的高频化,控制的数字化、智能化和网络化。
因此,变频器作为系统的重要功率变换部件,提供可控的高性能变压变频的交流电源而得到迅猛发展。
由于其优越的调速性能、节能效果显著以及可以接受的价格,使它获得广泛应用,但是也带来不可忽视的不良后果,在变频器运行过程中,需要对输入电源用大功率二极管整流(或晶体管/逆变模块)进行逆变;在其逆变过程中,在输入输出回路产生的高次谐波输入到电网中,对供电系统、负载及其他邻近电气设备产生干扰,给电网造成谐波污染,严重时影响到用电设备的安全运行,因此必须对谐波进行治理或抑制。
1 相关的定义1.1 什么是谐波谐波是指对周期性非正弦交流量进行傅里叶级数分解所得到的大于基波频率整数倍的各次分量,通常也称为高次谐波,而基波是指其频率与工频相同的分量。
就电力系统中的三相交流发电机发出的电压来说,可以认为其波形基本上是正弦量,即电压波形基本上无直流和谐波分量。
但由于电力系统中存在着各种各样的谐波源(谐波源是指向公用电网注入谐波电流或在公用电网中产生谐波电压的电气设备),特别是变流装置等设备。
变频器谐波是一个周期量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍,变频器谐波的幅值大小和谐波相对于基波的相位关系都是影响这个周期量的重要因素。
通俗地说,基波频率是50Hz,那末谐波就是频率为100Hz、150Hz、200Hz…N×50Hz的正弦波。
1.2 谐波治理的有关标准变频器谐波治理应注意下面几个标准,抗干扰标准:EN50082-1、EN50082-2,EN61800-3;辐射标准:EN5008l-1、EN5008l -2,EN61800-3;还有是IECl0003、IECl800-3(EN61800-3)、IEC555(EN60555)和IEEE519-1992。
高压变频器常见故障分析及处理
高压变频器常见故障分析及处理摘要：改革后，受社会发展的影响，带动了我国各领域的进步，电力行业也随之快速进步。
本文简要介绍高压变频器分类，比较电压源型变频器和电流源型变频器技术特点。
结合项目案例，探讨高压变频器的设计选型，包括启动运行、切换方式等。
关键词：高压变频器；故障；处理引言由于构成高压变频系统的元件复杂程度较高，其在实际运行过程中难免会发生频繁跳闸等故障，影响设备的安全稳定运行。
所以，企业在使用高压变频系统时，应该深入研究和分析导致高压变频系统发生故障的原因，制定完善的故障排查和维修策略，提高高压变频系统运行的安全性与稳定性。
1变频器设备的调速原理随着变频技术、微电子技术的不断发展和融合,变频器也经历了产生和发展的过程,其可以对电机工作频率进行调整,来让交流电动机的转速发生改变。
变频器可以实现交流电—直流电—交流电的转换,内部则由主电路和控制电路构成。
其中主电路是由整流电路、交流电路、逆变电路组成的,其又可以分为电压型电路和电流型电路这两个类型,其中前者是将电压源直流变成交流的电路,而后者则是将电流源直流变成交流的电路。
在回路当中,可以应用电容来完成滤波操作,在电流检测的过程中可采用霍尔传感器。
变频调速的实现方式分为两种,分别是开环控制和闭环控制,其中前者主要包括有含有V/F控制、转差频率的控制,而闭环控制包括的类型则有含矢量控制、直流转矩控制这两个类型。
2继电保护装置在上位机联动逻辑表中增加了可能出现的设备故障情况，最终逻辑控制图为每台设备都增加了故障跳闸联动停止的分支：如普通风机、泵类故障信号点采集自控制柜中的故障信号即热继电器的触发信号；计量、称重类设备采集在一点时间内（如5min）的重量数据，小于设计值即触发停止逻辑。
以此确保联动设备正常时运行稳定，故障时及时停止。
3变频器室散热及防尘问题3.1问题描述每个变频器室有2台10P空调，以解决高压变频器工作时产生大量热量，但在冬季室外环境温度过低时，空调室外机无法正常工作，造成变频器室温度过高，高压变频高温故障停机。
变频器的谐波危害及解决方法
变频器的谐波危害及解决方法摘要：在电力部门，和谐风险是该国糖业必须解决的问题之一，以填补传统和谐管理的技术空白。
特别是，中国加入世贸组织后，电力供应标准正式被国际电工法规的IEC标准所取代，电力设计总体上与发达国家一致，因此制糖业今后将不得不根据证据解决谐波问题关键词：变频器；非线性；谐波危害；解决方法引言随着氧化铝厂生产工艺的改进，变频器已成为生产工艺的基本设备。
由于转炉技术的改进、价格的降低和能耗的降低，氧化铝厂从以前使用的几十个单位变为数万个单位，从而在减少氧化铝配送系统的谐波污染方面带来了好处，并引进了范围广泛的转炉、颗粒剂添加谐波抗原和滤波器可以提高电网质量，降低谐波电流，补偿无功功率，提高功率因数，大大降低变压器、电机和输电线路额外热损失，提高电气设备利用率。
1变频器原理及其谐波的产生变频器是工业速度领域最常用的设备之一，目前广泛应用于企业。
众所周知，发动机速度和供电频率是线性的。
变频器采用此原理将50hz频率电源转换为交流电源，并通过校正和反转来调整频率方向。
变频器的输入输出是由非线性源组成的整流电路，在切断过程中，输出端和输入端均产生较高的谐波。
变频器上的谐波也会通过输入电源线影响公共网络。
2变频器谐波危害2.1变压器过热，电缆过热电流通过导体时产生的热量与电流频率的平方成正比。
谐波电流频率是基波频率的n倍，因此谐波电流通过导体产生大量热量。
谐波电流增加变压器铜消耗，引起局部过热、噪声增大、线圈热增加等。
这些高温可降低变压器的使用寿命，防止变压器以额定功率运行，或迫使变压器承受更多热量。
电缆必须以旧的电机控制方式切换到变频调速柜，并且必须考虑到导致电缆过热的其他谐波电流。
2.2电机绝缘损坏，电机轴承表面凹凸不平变频器发出的驱动电压通过电缆传送给电机。
电缆越长，电机任一端产生过载的可能性就越大。
过电压添加到电动机定子线圈中，引起线圈上的过压冲击，频繁的过压冲击可能损坏电动机线圈的绝缘，低功率电动机更容易受到绝缘冲击。
电力系统谐波问题分析及防治措施
电力系统谐波问题分析及防治措施摘要：电力谐波会增加电能损耗、降低设备寿命,威胁电力设备和用电设备安全可靠运行,并对周边的通讯等设施造成干扰。
分析电网谐波的产生和影响,并及时提出谐波的综合治理办法,对于防止谐波危害、提高电能质量是十分必要的。
本文概述了谐波及其产生、谐波的危害,以及谐波治理方法。
关键词：电力系统；谐波；来源；危害；治理方法谐波的定义与来源1、谐波的定义国际上对谐波公认的定义是：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量,其频率为基波频率的整数倍”。
在电力系统中，谐波分为谐波电压和谐波电流，其对系统的影响通常用“谐波含有率”和“总谐波畸变率”两个参数来衡量。
具体定义如下:谐波含有率:第h次谐波分量方均根值与基波分量方均根值之比。
HRU(h次谐波电压含有率)，HRI(h次谐波电流含有率);总谐波畸变率:除基波外的所有谐波分量在一个周期内的方均根值与基波分量方均根值之比。
U，I;THD(总谐波电压畸变率)，THD(总谐波电流畸变率);谐波含有率仅反应单次谐波在总量中的比重，而总谐波畸变率则概括地反映了周期波形的非正弦畸变程度。
谐波按矢量相序又可分有正序谐波、负序谐波和零序谐波。
所谓正序是指，3个对称的非正弦周期相电流或电压在时间上依次滞后120°，而负序滞后240°，零序則是同相。
其特征如表1:表1 正序谐波=3h-2，负序谐波=3h-1，零序谐波=3h。
在平衡的三相系统中，由于对称关系，不会在供电电网中产生任何偶次谐波。
谐波的定义与来源具体来说谐波产生的原因有以下三个方面：(1) 发电源的质量不高而产生的谐波发电机的结构中，由于三相绕组在制作上无法做到绝对对称，铁心也很难做到绝对均匀一致，所以磁通密度沿空间的分布只能做到接近正弦分布，所以磁通中都有高次谐波，电势中也就有高次谐波，其中三次谐波占主要成分[2]。
(2) 输配电系统产生的谐波在输配电系统中则主要是变压器产生谐波，变压器饱和时的励磁电流只含有奇次谐波，以3次谐波最大，可达额定电流0.5%，对于三相变压器，3倍次谐波的磁通经由邮箱外壳构成闭合磁路，因而磁通中对应该次的谐波较小（单相铁芯的10%），绕组中有三角形接法时，零序性谐波电流在闭合的三角形接线中环流而不会注入电网。
高压变频器的工作原理和常见故障分析
故障维修高压变频器的工作原理和常见故障分析刘东耀（焦作华飞电子电器股份有限公司，河南 焦作 454000）摘 要：运用高压变频器可以为企业实现节能减排的目标作出贡献，然而在实际运行过程中也仍然存在许多潜在的安全隐患，对发电企业的正常生产造成了不同程度的影响。
为此，笔者将简要介绍高压变频器的工作原理，分析其在运行过程中的常见故障，并提出相应的处理对策。
关键词：高压变频器；工作原理；常见故障分析引言：运用交流变频器调速技术可以实现对于交流电机的调速控制，表现出良好的节能效果，且调速过程相对较为便捷，可以起到十分突出的保护作用，可靠性相对较好。
然而，随着变频器应用范围的不断拓展，导致在运行过程中出现了许多问题。
本文将对高压变频器运行中的常见故障展开分析，并提出相应的预防和处理措施。
1 变频器概述及工作原理1.1变频器概述变频器往往借助电力半导体器件的通断作用进行设备控制，将工频电源进行转化，调整为不同频率的交流电源，并为电动机提供相应频率的电源，以改变电机的运行速度。
高压变频器一般借助对外接口实现在线控制和远程控制，并通过传感器检测的形式展开对于速度、流量及压力等参数的闭环控制。
相比于以往采用的调整方式，变频调速装置在功率因素、工作效率、动态响应、调速范围及精度等多个方面都有其独特的优势。
1.2变频器工作原理现阶段，高压变频器在运行过程中通常采取交直交功率单元多电平串联技术，与高压电源直接相连，并借助功率单元模块的串联进行电源输出，通过0~50Hz的频率可变的电源装置，在不需要增压装置作用的前提下进行高压电机驱动。
高压变频器的各个功率单元都由三相输入、单相输出的脉宽调制型低压变频器构成，表现出良好的技术和结构优势，可以让高压变频器运行的稳定性和可靠性得到切实提升。
借助叠波技术的形式，可以在一定范围内减少高压变频装置中输出电压的谐波含量，让电压弦波的形状无限趋近于标准正弦波，以充分优化变频器的输出性能，是一种高效的“无谐波”高压变频装置。
高压变频器的高次谐波问题与解决方案
高压变频器的高次谐波问题与解决方案随着经济起飞，工业设备越来越多，工业变频器也逐渐成为主导的调速方式，它使用时发出的高频信号吸引着众多工程师的注意。
但是，变频器的高次谐波的关系却让人相当困惑，近年来，高次谐波现象已经成为企业生产设备安装、运行及其它运行部分的一个重要话题。
本文即围绕高压变频器的高次谐波问题及其解决方案展开讨论。
首先，需要认识高次谐波的概念。
谐波是一种由正弦波发出的共振波，按频率高低可以分为低次谐波、中次谐波和高次谐波。
高次谐波是指频率较高，且频率比基波（即50HZ或60HZ）数倍的波。
比如，两个基波的倍数相乘，则结果就是一个高次谐波波形。
由于高次谐波的幅值很高，会造成设备运行故障、用电质量变差，以及电器电气设备烧损等。
高次谐波产生的原因主要有以下几个：一是变频器内部存在过载，利用符号表可以确定变频器是否安装过载。
二是变频器调速电容设置不当，当设置不当时，调速电容容量过大会降低调速器的切换变声器性能，也会产生谐波。
三是变频器外壳散热不利，变频器的外壳散热不当可能会降低变频器的功率，并产生高次谐波。
要解决高压变频器的高次谐波问题，应当采取以下措施：一是确保变频器环境利于散热，以防止变频器功率下降。
二是正确设置变频器调速电容，电容容量要与变频器负载保持一致，减少交变干扰，以防止变频器调速电容产生高次谐波。
三是调整变频器输入电压，确保变频器瞬态电压稳定。
四是安装高压变频器的电滤波器，有效减少高压变频器的极性电磁干扰。
高压变频器的高次谐波问题对企业的生产环境造成了不利影响，需要积极采取措施进行解决。
根据高次谐波产生的原因，采取严格的措施来保证散热环境，并调整调速电容以及输入电压等，都有助于解决高压变频器的高次谐波问题。
虽然安装电滤波器可以降低变频器的极性电磁干扰，但是，要想有效解决高压变频器的高次谐波问题，还需要深入研究各种谐波产生的原因，结合实际情况，积极采取正确的解决措施。
总而言之，高压变频器的高次谐波问题是一个必须重视和解决的问题，企业应当积极采取措施，确保变频器环境利于散热，调整调速电容、输入电压，安装电滤波器，有效降低高次谐波波形的幅值，保障变频器的正常运行。
高压变频器电流波动故障分析处理
高压变频器电流波动故障分析处理刘宝华;吴向军;李闯;于霁【摘要】高压变频器能够有效降低火电厂厂用电率,单元串联多电平高压变频器以其输出波形好,无发热和转矩脉动等问题,在火电厂大容量主要辅机纷纷进行改造应用.高压变频器运行方式下,电流异常波动会引起电机过热、振动、输出转矩不稳定.结合单元串联多电平高压变频器在火电厂的实际应用,详细介绍了该类型高压变频器原理及、主回路构成以及控制系统,对实际生产应用中出现的电流波动现象从内部、外部两方面进行分析,并结合生产实例提出了相应的处理对策.对高压变频器电流波动进行分析研究,有助快速、准确地排除故障,保证高压变频器长周期稳定运行,有效发挥节能的作用.【期刊名称】《沈阳工程学院学报（自然科学版）》【年(卷),期】2014(010)002【总页数】6页(P137-142)【关键词】高压变频器;电流波动;处理对策【作者】刘宝华;吴向军;李闯;于霁【作者单位】辽宁调兵山煤矸石发电有限责任公司,辽宁调兵山112700;辽宁华电铁岭发电有限公司设备部,辽宁铁岭112000;辽宁华电铁岭发电有限公司设备部,辽宁铁岭112000;辽宁华电铁岭发电有限公司发电部,辽宁铁岭112000【正文语种】中文【中图分类】TM41高压变频器能够有效地降低电动机启动电流，保证电动机安全，而且可以大幅度降低火电厂的厂用电率.因此对火电厂中的主要辅机进行改造，如在引风机、增压风机、凝结水、凝升泵上采用高压电动机变频调速传动.在采用高压变频器运行方式下，电流异常波动是1种常见的故障现象，电流大幅度波动会引起电机过热、振动、输出转矩不稳定等故障.对高压变频器电流波动进行分析研究，有助快速、准确地排除故障，保证高压变频器长期稳定地运行，有效发挥节能的作用.1 高压变频器的概况单元串联多电平PWM电压源型变频器(Cell Series Multi-lell PWM:CSML)又称完美无谐波变频器，其性能能够达到甚至超过IEEE－519国际谐波标准.该类型变频器具有对电网谐波的污染小、输入功率因数高、不必采用输入滤波器和功率因数补偿装置等优点.输出的波形好，不存在由谐波引起的电动机附加发热和转矩脉动、噪声、输出du/dt、共模电压等问题，因而得到发电生产用户的普遍使用［1］. 1.1 变频器主回路及原理变频器的主回路由输入移向变压器和功率单元组成.三相电路中，每相通过将多个低压功率模块的输出串联并叠加起来得到高压输出.以5级高压变频器典型拓扑为例，电网送来的三相交流电(6 kV、50 Hz)经移相变压器，供电给15个功率模块，每个功率模块的额定输出电压为690 V，将相邻功率模块的输出联接起来，每相的5个功率模块进行叠加，使得高压变频器的额定输出相电压为3 450 V.三相共15个功率模块，形成Y型联结结构，使得线电压为6 000 V，直接供给感应电动机，如图1和图2所示.每个功率模块承受全部的输出电流，但只提供1/5的相电压和1/15的输出功率.对于不同的输出电压等级，串联的模块数目是不一样的，但是其基本原理是一样的. 典型的功率模块的结构如图3所示，功率模块结构都是相同的，具有互换性.每个功率模块均为三相输入、单相输出的交直交PWM电压源型逆变器结构，包括输入熔断器、整流桥、滤波电容、IGBT逆变桥，以及实现驱动、保护、监测、通讯等控制功能的模块控制板件等.每个功率模块通过光纤通讯接收主控系统发送的调制信息以产生负载电机所需要的电压和频率，而每个功率模块的状态信息(包括正常工作状态下和故障状态下的信息)也通过光纤反馈给主控系统，由主控系统统一进行控制.图1 高压变频器的等效原理(5级)图2 单元级联型高压变频器结构(5级)图3 功率模块结构功率模块输入三相交流电，经三相二极管整流桥整流后，经滤波电容形成直流母线电压，再经由4个IGBT构成的H型单相逆变桥，实施PWM(Pulse W idth Modulation)控制，在其输出端输出频率为50 Hz或60 Hz(此频率可根据电机的额定频率调整)的单相交流电［2］.1.2 控制系统主控系统由主控板、光纤板、信号板及电源板等主要部件组成，主要完成开关量和模拟量的输入输出、功率模块中各模块PWM控制信号的生成、控制信号的编码和解码等工作，以便于通过光纤来传送和接收控制信号，具有对系统进行自诊断、发出各种执行指令、综合和处理各种故障及与外部系统进行通讯等功能，其控制结构图4所示.主控板和光通板之间进行数据传输，光通讯子板通过光纤与功率模块上的控制板件进行通讯和控制，向各个功率模块传输PWM信号，并返回各个功率模块的状态信息.光纤是功率模块与主控系统的唯一连接，因而主电路与主控系统是完全隔离的.图4 控制系统结构2 电流波动的分析及处理高压变频器与传动装置构成1个整体，其系统较为复杂.发生故障时，按照变频器外部与内部故障分析原因.2.1 外部原因及处理在分析电流波动时，首先查找外部原因比较方便.通常引起电流波动的外部原因主要有:指令信号波动、电源电压波动、被拖动设备机械结构、系统工况等.2.1.1 指令信号波动高压变频器通常以4 mA～20 mA模拟给定量对应输出0～50 Hz频率.当给定量发生波动时，输出频率以相同幅度波动，输入、输出电流皆随之上下波动，波动严重时，机械振动增加.1)给定信号设置为自动方式，被跟踪量的参数不稳定.检查DCS模拟给定量的AI 曲线图，发现给定模拟量波动较大;改为DCS手动调节给定方式后，波动消失.被跟踪量不稳定时，可适当调节幅度设置;当被跟踪量非常不稳定时，退出自动调节.2)给定信号源故障或传输电缆有干扰.当模拟给定量的AI曲线图稳定或处于远方手动给定方式下，电流依然波动较大，则将变频器改为本地给定方式，此时电流波动消失.检查远方给定端口，查找传输电缆受干扰的原因或远方信号发生源的问题.为了减弱来自变频器外部的干扰，变频器与外部电气元件、仪表、DCS之间的连线应选用屏蔽绞合绝缘控制电缆，屏蔽层采取1点接地，接地线不得作为信号的通路.2.1.2 电源电压波动高压变频器输入电源的电压波动时，输入、输出电流大幅度摆动.此现象较明显，可通过观察电源开关所在母线的电压曲线确认.2.1.3 机械系统问题1)由电动机的故障所导致.将电动机对轮解开，电机空载运行，如电流波动较大，断开引电机与变频器的接线，测量变频器的输出波形.确定造成波动的来源是变频器还是电动机.2)由所带负载机械结构(风机或泵等)或系统工况导致.这种问题一般出现在投运初期或机械设备改造、更换之后.充分考虑传动轴和负载结构(流体进口结构、入口风门结构等)的原因，改变在不同频率下负载本体的共振点，通过适当调整变频器运行的屏蔽区来解决.当变频器的输入、输出电流的波动均较大时，应充分考虑负载工况(如风道气流是否稳定等)，调整系统工况，确认原因［3］.2.2 内部原因及处理变频器由于内部原因而导致电流波动的特征为:输入电流波动幅度较小，输出电流波动幅度很大.引起电流波动的内部原因主要有:功率单元故障、主板及信号板故障、参数设置不当等.2.2.1 功率单元故障由于单元串联多电平PWM电压源型变频器输出为各单元叠加，每个单元的输出均对整体输出产生影响，高压变频器的模块输出波形及相电压叠加波形(5级)如图5和图6所示.图5 高压变频器的模块输出波形及相电压叠加波形(5级)图6 高压变频器的输出电压和电流波形(5级)当某个功率单元故障，其脉冲板和控制板故障;或者某IGBT工作异常，均可造成其输出失控.失控的电源参加整相波形叠加，造成畸变，三相电势失衡，引起电流波动.查找故障功率单元的方案如下:1)将变频器输出电缆断引，所有模块之间连接输出的铜排拆下，保留模块输入电源.2)合上输入主电源开关，控制方式改为“就地模式”.3)启动变频器，戴上绝缘手套，用万用表测量每个模块的输出电压.4)每个模块在相同的指令下，输出的有效值基本相同，即万用表测出来的值应该基本相同.5)调节频率，随着频率升高，测量值增大.观察每个模块的输出是否都能保持一致.6)若某个模块的输出值不随给定值响应，则该模块发生故障，更换新的功率单元，重新测试.7)所有模块均正常时，停止调节变频器的频率.待模块电容放电结束后，恢复铜排的连接，启动变频器做带载试验.8)使用示波器查看模块输出波形，此过程相对繁琐，但更为准确.2.2.2 主控板、信号板故障主控制系统通常采用数字信号处理器(DSP)，运用正弦空间矢量方式产生脉宽调制的三相电压指令，完成对电机控制的所有功能.信号板采集变频器的输出电压和电流信号，并将模拟信号进行隔离、滤波和量程转换.转换后的信号用于对变频器进行控制和保护，以及提供给主控板数据采集［4］.当主控板或信号板故障时，也会导致输出电流大幅波动.采用替换的办法，可以较快判断故障.2.2.3 参数设置错误通常在调试阶段时发生，如过流限频设置不当等.3 实例分析及处理3.1 情况简述某发电公司5#炉5B引风机采用ASD6000U系列变频器，电机功率为4 500 kW.自2012年7月9日投运以来，运行情况良好.2012年12月13日，运行人员监盘发现变频器投自动时电流输出波动非常大，范围在50 A左右，电动机线圈温度由55℃升至90℃.后改为手动控制输出电流依然波动大，输入、输出电流及运行频率曲线如图7所示.图7 5B引风机高压变频器电流异常波动曲线3.2 处理经过1)若模拟给定量曲线显示稳定，则说明DCS未发出波动指令.2)若输入电源电流、电压均无波动，则说明电源侧没问题.3)就地启动变频器，本地频率给定至75%，采集不同负载下电流波动情况，如表1所示.采用本地给定方式，可以排除远方给定传输电缆的干扰因素.试验结果显示输出电流波动大，输入电流波动较小，且不同负载下电流波动幅度基本没有变化，负载端引起电流波动的可能性较小.4)拆除功率单元之间的铜排，高压电在不带载的情况下，启动变频器.在给定值分别为40%、50%、60%、70%、80%、90%、100%的情况下，用万用表测量每个模块的输出，其中B2模块在不同给定频率下输出始终为516 V，其他功率单元响应正常.5)更换B2模块后，再次测所有模块响应相同.连接铜排后，带载运行一切正常，如图8所示.表1 频率给定75%时不同负载下电流数值引风机导叶开度/%变频器输出电流/A 变频器输入电流/A 20 124－191 37.5－45 40 145－228 69－80 60 187－294 113－136 80 237－355 162－185图8 5B引风机高压变频器更换功率单元后带载波形4 结语高压变频器电流波动现象较为常见，是1种非正常运行状态，需要对其原因进行分析、判断，并予以排除.在分析过程中，先将变频器的内、外部原因进行划分，并通过几种参数对比，寻找其特征，这样可以缩短查找故障的时间.通过对电流波动产生的原因进行分析，可以方便用户准确、快速地排除故障，保证高压变频器的投入率，充分发挥其节能作用.参考文献［1］刘炎，宋万圣，魏霜.高压变频器在锅炉引风机中的应用［J］.石油和化工节能，2012(6):23－24.［2］岳国良，齐玉锋，张建忠.高压变频器及其在电厂中的应用［J］.华北电力技术，1999(9):27－30.［3］罗振新，孙强.DG670/13.7－21型锅炉一次风机换型后电流波动问题分析和对策［J］.新疆电力技术，2007(4):27－29.［4］朱强力，许向华.浅谈高压变频器在矿山使用时的选型和注意事项［J］.科技信息(科学教研)，2007(28):552.。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
高压变频器的谐波分析
高压变频器的整流和逆变线路都使用了电力电子器件的开关特性,在其输入和输出端都会产生波形畸变,对供电线路和负载电机造成有害的影响。
因此高压变频器的谐波含量是决定其性能和应用效果的重要参数之一。
在这一讲中,我们将对这种谐波影响的机理和消除方法作一介绍。
2.1谐波对供电电源的影响对供电电源而言,高压变频器的开关特性形成一个非线性负载。
这种非线性负载改变了交流电力线路中电流的正弦波特性,从而在交流电力系统中产生有害的高次谐波。
这种谐波影响的机理如图1所示。
图中,PCC为配电线路的公共供电点,变频器为连接于该点的谐波源,其谐波电流经过电源内阻的耦合作用,造成PCC点交流电压的波动。
此谐波电压将使连接PCC点上的通讯设备.计算机及其他用电设备受到干扰,严重时不能正常工作。
又由于电源内阻Zs的电阻极小,可忽略不计,基本上是一个电抗。
当电网上接有功率因数补偿器等电容负载时,电源电抗有可能和负载电容形成谐振,这个谐振频率接近于谐波源的某个谐波频率时,会在PCC 点上产生很高的谐波电压。
为此,必须使变频器的谐波电流减小到一定程度,才不会对电路中的其他设备造成有害的影响。
2.2 IEEE-519简介为了限制变流装置对电力系统的谐波干扰,有利于电力电子装置的推广应用,世界各国都相继制定了有关的国家标准,以保证电网的供电质量。
其中最具权威性的是美国电气和电子工程协会(IEEE)制定并作为美国国家标准(ANSI)的IEEE-519。
IEEE-519在1981年首次颁布,称为"IEEE std.519-1981关于静态功率变换器的谐波控制和无功补偿的指南"。
1992年经修订后又重新发布了"IEEE std.519-1992",称为"IEEE对电功率系统中谐波控制的要求和推荐标准"。
该标准详细分析了波形畸变的原因及其影响；确定了判别畸变程度的参量；制定了对电力系统中波形畸变的限制；介绍了波形畸变的分析方法和控制措施等,对从事大功率变频调速系统开发和应用的工程技术人员具有指导性的作用。
IEEE中用来判别波形畸变的最主要指标是畸波系数(或谐波系数) DF:式中Hi为基波的幅值,Hn为n次谐波的幅值。
分子表示所有谐波的均方根(RMS)值。
另外,标准中常使用的两个指标有: THD:总谐波畸变(Total Harmonic Distor-tion),是以正常基波电压的百分比表示的谐波电压总畸变值。
实际上,对同一个波形而言: THD = DF TDD:总指令值畸变(Total Demand Distor-tion),是以最大指令负载电流(15或30分钟指令)的百分比表示的谐波电流畸变。
表1列出IEEE对公共供电点(PCC)处电压畸变的限制要求:表1可用于正常运转条件下(连续运行1小时以上)"最坏情况"的系统设计。
短期起动或非正常条件下,限制值可超过50%。
另一方面,从前面的分析我们已经知道,一个非线性负载造成的畸变电压,还与该负载的电流在电源阻抗上产生的压降大小有关,即与负载容量的大小有关。
为此引入参数Isc/IL,表示在PCC点上电源短路电流与最大基波负载电流之比。
其中,IL为最大基波指令负载电流,从以前12个月期间最大指令的平均电流计算得到。
IEEE 允许负载容量较小的用户引入供电点的谐波电流可以大一些,这有利于合理分配用电和合理设计变流装置。
表2给出了不同Isc/IL值下对变流设备谐波的限制。
2.3我国关于波形畸变限制的规定我国国家标准GB12668-90"交流电动机半导体变频调速装置总技术条件"中对交流输入电源规定:电压的稳态相对谐波含量的均方根值不超过10%。
其中任何奇次谐波均不超过5%,任何偶次谐波均不超过2%,短时(持续时间小于30秒)出现的任意一次谐波含量不超过10%。
2.4谐波分析用计算机的谐波分析程序可计算高压变频器的谐波电流和这些谐波电流电源供电点上产生的电压波形畸变。
如果电源阻抗小,短路容量大,计算出的总谐波畸变(THD)小于IEEE 519的规定,变频器的投入就不会对供电点上其他用电器带来问题。
如果THD超出规定范围,就必须增加输入滤波器。
设计程序可帮助设计者选择滤波器的参数,直到达到要求为止。
谐波分析需要的输入数据包括: -电源阻抗及输入变压器阻抗-变频器型号及有关参数-电机型号.有关参数及负载特性曲线-依据的波形畸变和功率因数限制标准以图2(a)中的SCR电流型变频驱动系统为例,设变频器从电网的输入端为电源的PCC点,以额定容量3750kVA为基准的标准电源阻抗为0.05,变频器是2400V,1600kW,当没有滤波器时可计算得出其电流波形(参见图2(b)),和各项谐波分量及总谐波畸
变值。
数据表明,其总电流波形畸变THD=29.4%,总电压波形畸变THD=10.4%,均超过IEEE-519标准的要求。
当引入图3(a)所示的滤波器后,仿真计算表明(参见图3(b)),电流的THD降为7%,电压的THD降为3%,均达到IEEE 519的标准
高压变频器的谐波分析(2)
2.5谐波对电机及驱动负载的影响高压变频器输出电流谐波对电机及拖动负载同样会造成有害的影响。
这种影响既有机械的.也有电气的。
2.5.1转矩脉动和转矩分析一般工频电源供电的电动机,因为定子电压和电流都是标准的正弦波,不含谐波成分,所以运转平稳,无脉动。
但当由变频器对电机供电时,如果变频器输出电流中含有谐波成分,电机的转矩就会产生脉动。
以6相电流型变频器为例,其输出电流波形中包含6k±1次(k=1,2,…)的高次谐波,因而电动机就会产生频率为定子电流基本频率6k倍的脉动转矩。
对一般负载,这样大小的脉动转矩影响不大。
但如果电机要求在低速下运行(2.5.2谐波对电动机的影响变频器输出电流谐波对电动机的影响,还表现在噪声过大和发热超标。
因此,对由含有谐波电流供电的电动机,即使谐波达到了一定标准,也应根据情况,适当"降额使用"。
也就是说,电机不要用足100%的负载,而至少要考虑5%的余量。
2.6降低高压变频器波形畸变的措施降低高压变频器对电流的畸变影响,最根本的方法当然是尽可能减少以至消除高压变频器本身电流的波形畸变。
为此,各高压变频器制造商都在努力研究新的方法,开发低谐波的高压变频器产品。
目前,已在产品中得到应用的低谐波技术归纳如下: (1)逆变单元的并联多元化采用2个或多个逆变单元并联,通过波形移位叠加,抵消谐波分量。
(2)整流电路的多重化在PWM变频器的输入整流电路中采用12脉波,18脉波或24脉波的整流,以减小谐波。
(3)功率单元的串联多重化采用多脉波(如30脉波)的串联功率单元多重化线路,可将其谐波减到很校(4)探讨新的变频调制方法,如电压矢量的变形调制。