為什么使用變頻器后無(wú)功補償柜的保險頻繁燒毀
這是由于變頻器工作時(shí)產(chǎn)生很強的諧波電流發(fā)射。
變頻器發(fā)射的諧波電流注入到系統中,會(huì )在電容上產(chǎn)生較大的電流。這有兩個(gè)原因。
第一, 諧波電流的頻率較高,補償電容對高頻電流具有更小的阻抗,因此會(huì )產(chǎn)生較大的電流。
第二, 諧波電流會(huì )在系統中發(fā)生諧振,導致諧波電流被放大,這個(gè)原因通常是問(wèn)題的主要原因。
在電力系統中,變壓器與無(wú)功補償電容構成了一個(gè)LC并聯(lián)電路,如圖1所示。這個(gè)電路有一個(gè)固有的諧振頻率f0,當f0與諧波的頻率相同時(shí),諧波電流會(huì )被方法,在LC構成的回路中產(chǎn)生很大的電流,一般會(huì )達到諧波源電流的10~20倍,這對系統和電容的損害都非常大。
補償電容支路上的保險燒毀,恰好說(shuō)明起到了保護作用,否則會(huì )導致更嚴重的后果,例如,電容爆炸,變壓器過(guò)熱等。
出現上述問(wèn)題時(shí),可以有兩個(gè)方法來(lái)解決。
第一個(gè)方法,在電容上串聯(lián)電抗L1,并使L1與C構成的串聯(lián)電路的諧振點(diǎn)低于最低次諧波電流的頻率,本案中,低于5次諧波。電抗(L+L1)與補償電容C構成的回路的諧振頻率必然低于諧波源的頻率,因此不會(huì )發(fā)生諧振。
第二個(gè)方法是減小諧波源的諧波電流。具體方法是在變頻器的電源輸入端安裝HTHF諧波濾波器。
本案中采取了第二個(gè)方法。采取措施后,無(wú)功補償柜工作正常,沒(méi)有再出現保險燒毀的現象。
通過(guò)本案例可知,企業(yè)在對電機進(jìn)行變頻器節能改造時(shí),不能忽視變頻器諧波電流帶來(lái)的危害。怎樣回避諧波電流帶來(lái)的風(fēng)險呢?只要在進(jìn)行方案設計時(shí),對節電柜提出諧波電流的限制要求就可以了。
對節電柜的諧波電流的限制要求可以采用GB17625標準或者IEEE519標準。根據調研,歐美企業(yè)采用IEEE519標準的較多,主要內容是規定總諧波電流畸變率THID< 8%。
只要在節電方案的設計中采取了預防措施,就完全能夠規避諧波電流帶來(lái)的風(fēng)險。