簡(jiǎn)論變頻器廣泛應(yīng)用對(duì)電力系統(tǒng)的影響

圖15 變頻器工作功率為85kW時(shí)輸入側(cè)電流波形

5.3 改善變頻器輸入電流不對(duì)稱(chēng)措施

從目前的研究看來(lái)，輸入電流不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象存在的時(shí)間段往往不長(zhǎng)，且只在部分拓?fù)漕?lèi)型的變頻器中體現(xiàn)，從5.1中的分析來(lái)看，整流電路簡(jiǎn)單的控制方式以及直流側(cè)電容容量的限制是造成輸入電流不對(duì)稱(chēng)的主要因素，因此本文就改善輸入電流不對(duì)稱(chēng)現(xiàn)象，提出以下幾條建議：

(1) 變頻器盡量在額定的功率下運(yùn)行，使得直流環(huán)節(jié)的充放電電流影響變得相對(duì)微弱;

(2) 直流環(huán)節(jié)的電容器容量不宜選擇的太小，保證一定的容量以降低充放電電流的波動(dòng)幅值，改善整流環(huán)節(jié)輸出電流的畸變程度，可以較好的改善變頻器輸入電流的不對(duì)稱(chēng)程度;

(3) 變頻器整流環(huán)節(jié)可以采用更優(yōu)化的整流變換電路，比如高頻整流電路，可以改善整流輸入波形，提高功率因數(shù)，且功率可雙向流動(dòng)，直流側(cè)電壓調(diào)節(jié)特性好;

(4) 可以對(duì)整流環(huán)節(jié)采取多重化技術(shù)，提高整流電路的脈波數(shù)，降低整流環(huán)節(jié)輸出電壓的波動(dòng)性，減少直流環(huán)節(jié)電容器的充放電電流值。

另外，還可以綜合整流、逆變環(huán)節(jié)考慮，合理確定整流和逆變電路的開(kāi)關(guān)觸發(fā)角，使整流電路輸入電流的三相波形盡量對(duì)稱(chēng)，這個(gè)方面還有待進(jìn)一步的研究。

6 不合格電能對(duì)變頻器本身的影響

變頻器產(chǎn)生諧波以及造成功率因數(shù)不平衡破壞電網(wǎng)的電能質(zhì)量，大量變頻器的廣泛應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重，首當(dāng)其沖的是影響到其自身的正常運(yùn)行。變頻器產(chǎn)生的諧波電流在系統(tǒng)阻抗上產(chǎn)生壓降，使得其輸入電壓波形發(fā)生畸變，長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行在這樣的環(huán)境下，開(kāi)關(guān)損耗大大增加，開(kāi)關(guān)元件壽命大大縮短，變頻器很容易損壞;變頻器在輸入波形失真的情況下長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行，會(huì)導(dǎo)致整流環(huán)節(jié)控制失靈，引起開(kāi)關(guān)元件誤動(dòng)作，甚至在開(kāi)關(guān)過(guò)程產(chǎn)生過(guò)電壓燒壞元器件;如果不及時(shí)采取相應(yīng)措施改善輸入波形，不僅影響到變頻器的正常工作，還會(huì)造成分別與變頻器輸入端和輸出端連接的相關(guān)電氣設(shè)備燒損。這樣的實(shí)例也越來(lái)越多，在近幾年的工作中已經(jīng)多次目睹類(lèi)似事故。

7 結(jié)語(yǔ)

大量變頻器的廣泛應(yīng)用對(duì)電網(wǎng)造成的污染越來(lái)越嚴(yán)重，以諧波污染最為典型，其他方面的不良影響也隨著對(duì)變頻器的深入研究開(kāi)始逐漸凸現(xiàn)，放任問(wèn)題的嚴(yán)重化和擴(kuò)大化而不提前采取合理有效的措施，無(wú)論從諧波治理效果還是治理成本方面考慮都是流失最佳時(shí)機(jī)。本文從硬件結(jié)構(gòu)、控制策略以及外接濾波電路等三個(gè)方面提出了一系列抑制變頻器諧波污染的方法和措施，變頻器不同環(huán)節(jié)產(chǎn)生的諧波有針對(duì)的抑制措施，對(duì)于變頻系統(tǒng)一個(gè)整體而言，綜合應(yīng)用各種措施對(duì)于改善變頻系統(tǒng)的輸入輸出波形指標(biāo)會(huì)更有效;另外本文對(duì)變頻器低載時(shí)產(chǎn)生的輸入電流不對(duì)稱(chēng)引起功率因數(shù)不平衡現(xiàn)象作了分析，并提出了相應(yīng)的改善建議。