《電子技術應用》
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使用變頻器后無功補償柜的保險頻繁燒毀的原因分析
摘要: 某小區的供熱站,一臺250kW的鼓風機向鍋爐內吹煤粉。原來使用節風門調整鼓風機的風量,從而控制燃燒量。現在采取了變頻器控制鼓風機,通過鼓風機的轉速快慢來控制燃燒量。改造后,節電效果顯著,但是卻發現無功補償裝置中的保險頻繁燒毀。希望解決這個問題。
Abstract:
Key words :

某小區的供熱站,一臺250kW的鼓風機向鍋爐內吹煤粉。原來使用節風門調整鼓風機的風量,從而控制燃燒量。現在采取了變頻器控制鼓風機,通過鼓風機的轉速快慢來控制燃燒量。改造后,節電效果顯著,但是卻發現無功補償裝置中的保險頻繁燒毀。希望解決這個問題。

  這是由于變頻器工作時產生很強的諧波電流發射。

  變頻器發射的諧波電流注入到系統中,會在電容上產生較大的電流。這有兩個原因。

  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,因此會產生較大的電流。

  第二, 諧波電流會在系統中發生諧振,導致諧波電流被放大,這個原因通常是問題的主要原因。

  在電力系統中,變壓器與無功補償電容構成了一個LC并聯電路,如圖1所示。這個電路有一個固有的諧振頻率f0,當f0與諧波的頻率相同時,諧波電流會被方法,在LC構成的回路中產生很大的電流,一般會達到諧波源電流的10~20倍,這對系統和電容的損害都非常大。

補償裝置與變壓器構成的并聯諧振電路

  補償電容支路上的保險燒毀,恰好說明起到了保護作用,否則會導致更嚴重的后果,例如,電容爆炸,變壓器過熱等。

  出現上述問題時,可以有兩個方法來解決。

  第一個方法,在電容上串聯電抗L1,并使L1與C構成的串聯電路的諧振點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,因此不會發生諧振。

  第二個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方法。采取措施后,無功補償柜工作正常,沒有再出現保險燒毀的現象。

使無功補償裝置的諧振頻率點避開諧波頻率

  通過本案例可知,企業在對電機進行變頻器節能改造時,不能忽視變頻器諧波電流帶來的危害。怎樣回避諧波電流帶來的風險呢?只要在進行方案設計時,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的風險。

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