變頻器諧波引發(fā)系統(tǒng)電源故障的分析與處理是一個(gè)復(fù)雜但至關(guān)重要的問題，以下是對該問題的詳細(xì)分析與處理建議。

一、變頻器諧波的產(chǎn)生與危害

1. 產(chǎn)生原因：

● 變頻器是工業(yè)調(diào)速傳動(dòng)領(lǐng)域中應(yīng)用廣泛的設(shè)備，其逆變電路的開關(guān)特性使其成為一個(gè)典型的非線性負(fù)載，從而在供電電源中產(chǎn)生諧波。

● 諧波是非正弦電流或電壓波形，其頻率是基波頻率的整倍數(shù)，這些諧波成分會(huì)對電力系統(tǒng)造成不利影響。

2. 危害分析：

● 使電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生附加的諧波損耗，降低發(fā)電、輸電及用電設(shè)備的效率。

● 影響各種電器設(shè)備的正常工作，如電機(jī)、變壓器、電容器等，可能導(dǎo)致機(jī)械振動(dòng)、噪聲、過熱以及絕緣老化等問題。

● 引起電網(wǎng)中局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振，放大諧波，可能導(dǎo)致嚴(yán)重事故。

● 對鄰近的通信系統(tǒng)產(chǎn)生干擾，影響通信質(zhì)量，甚至導(dǎo)致信息丟失。

● 導(dǎo)致繼電保護(hù)和自動(dòng)裝置的誤動(dòng)作，使電氣測量儀表計(jì)量不準(zhǔn)確。

二、系統(tǒng)電源故障分析

變頻器諧波可能引發(fā)的系統(tǒng)電源故障主要包括：

1. 電源波形畸變：諧波電流和電壓波形畸變會(huì)降低電源質(zhì)量，影響設(shè)備的正常工作。

2. 設(shè)備過熱損壞：諧波導(dǎo)致的設(shè)備過熱可能加速設(shè)備老化，甚至引發(fā)火災(zāi)等安全隱患。

3. 保護(hù)裝置誤動(dòng)作：諧波可能觸發(fā)保護(hù)裝置誤動(dòng)作，導(dǎo)致供電中斷或設(shè)備損壞。

4. 通信干擾：諧波對通信系統(tǒng)的干擾可能導(dǎo)致通信中斷或數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。

三、處理建議

針對變頻器諧波引發(fā)的系統(tǒng)電源故障，可以采取以下處理措施：

1. 變頻器隔離與接地：

● 將變頻器系統(tǒng)的供電電源與其他設(shè)備的供電電源相互獨(dú)立。

● 在變頻器和其他用電設(shè)備的輸入側(cè)安裝隔離變壓器。

● 將變頻器放入鐵箱內(nèi)，鐵箱外殼接地，以減少諧波對其他設(shè)備的干擾。

2. 加裝濾波器：

● 在變頻器的交流側(cè)加裝無源濾波器或有源濾波器。

● 無源濾波器由L、C、R元件構(gòu)成諧波共振回路，用于阻止高次諧波流入電網(wǎng)。

● 有源濾波器通過對電流中高次諧波進(jìn)行檢測，輸入與高次諧波成分具有相反相位的電流，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)補(bǔ)償諧波電流。

3. 加裝電抗器：

● 在變頻器輸入側(cè)加裝交流電抗器或直流電抗器，以減少諧波電流對電網(wǎng)的沖擊。

4. 優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)：

● 合理規(guī)劃和設(shè)計(jì)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少諧波的傳播和影響范圍。

● 將變頻器設(shè)備合理分布，避免諧波集中產(chǎn)生和傳播。

5. 使用高質(zhì)量變頻器：

● 選擇質(zhì)量可靠、性能穩(wěn)定的變頻器設(shè)備，減少諧波產(chǎn)生的可能性。

● 高質(zhì)量的變頻器設(shè)備在設(shè)計(jì)和制造過程中通常會(huì)考慮諧波問題，并采取相應(yīng)的措施進(jìn)行抑制。

6. 采用新的變頻調(diào)制方法：

● 如電壓矢量的菱形調(diào)制等，以減少諧波的產(chǎn)生。

7. 加強(qiáng)監(jiān)測與維護(hù)：

● 定期對變頻器及其供電系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理諧波問題。

● 加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，確保設(shè)備處于良好狀態(tài)。

綜上所述，變頻器諧波對系統(tǒng)電源的影響不容忽視。通過采取隔離與接地、加裝濾波器、加裝電抗器、優(yōu)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、使用高質(zhì)量變頻器、采用新的變頻調(diào)制方法以及加強(qiáng)監(jiān)測與維護(hù)等措施，可以有效減少諧波的產(chǎn)生和傳播，保障系統(tǒng)電源的穩(wěn)定性和安全性。

審核編輯 黃宇