電抗器在水泥企業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的必要性

郭建文

論　點(diǎn)：電抗器可抑制電網(wǎng)的高次諧波及提高輸入電源的功率因數(shù)。
關(guān)鍵詞：電網(wǎng)供電質(zhì)量　電抗器　變頻器
在當(dāng)今的調(diào)速控制系統(tǒng)中，隨著變頻器等高科技電子裝置的廣泛使用，系統(tǒng)的電磁干擾日益嚴(yán)重，解決好此類(lèi)問(wèn)題，是確保變頻器及其它工業(yè)設(shè)備長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)的必要條件，在此, 針對(duì)在現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用以及對(duì)變頻器的影響探討如下:
一、現(xiàn)場(chǎng)干擾源的分析（高次諧波）
產(chǎn)生高次諧波的原因有以下幾點(diǎn)：
1.由于發(fā)電廠的入網(wǎng)電的質(zhì)量本身含有一定的高次諧波，通過(guò)輸電線路經(jīng)中間變
電站，再次輸送到各企業(yè)，然后再經(jīng)變壓器轉(zhuǎn)換成適合本廠的電壓范圍，所以是產(chǎn)生高次諧波的主要方面之一。
　　2.水泥企業(yè)屬重型企業(yè)，擁有很多大型的驅(qū)動(dòng)設(shè)備及啟動(dòng)柜，而這些啟動(dòng)柜的元器件如：接觸器、繼電器等，由于老化接觸不到位而產(chǎn)生拉弧及布線不合理，也是產(chǎn)生高次諧波的因素之一。
3.由于火力發(fā)電廠的燃煤鍋爐的鼓風(fēng)、引風(fēng)機(jī)及冷卻循環(huán)水泵等設(shè)備都是通過(guò)多臺(tái)變頻器調(diào)速來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能自動(dòng)化控制的。就變頻器的構(gòu)造原理可知，它只能把干擾通過(guò)輻射，傳導(dǎo)引導(dǎo)到電網(wǎng)中，其本身是一個(gè)高次諧波的干擾源。
4.電機(jī)的頻繁啟動(dòng)，大容量接觸器通斷造成的開(kāi)關(guān)過(guò)電壓都會(huì)引起電網(wǎng)波動(dòng)。為此我們應(yīng)采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)抑制和減少高次諧波，限制電網(wǎng)突變，以保證設(shè)備的長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。
二、減少高次諧波的措施
高次諧波對(duì)小功率的變頻器而言，影響不大，但對(duì)90KW以上及中頻、高頻、低壓及高壓變頻器影響尤為嚴(yán)重，另外大功率變頻器工作時(shí)產(chǎn)生的高次諧波會(huì)回饋到電網(wǎng)中，引起諧波含量增加。水泥企業(yè)輸電線路較長(zhǎng)，電壓波動(dòng)較大，一般在5%左右。抑制減少高次諧波的方法有兩種，首先要配制交流輸入電抗器, 它具有抑制高次諧波的作用，而且還可以改善輸入電源的功率因數(shù)，同時(shí)抑制電網(wǎng)電壓的瞬時(shí)突變。其次就是要保證變頻器可靠單獨(dú)接地，絕對(duì)不允許與其它設(shè)備共用接地，這樣可使部分高次諧波被地吸收。通過(guò)抑制、減少高次諧波，也可以很好地保護(hù)變頻器的整流模塊單元，因此大功率變頻器配置交流輸入電抗器是很有必要的。
三、變頻器內(nèi)部高次諧波的抑制
根據(jù)變頻器的結(jié)構(gòu)原理(交—直—交)整流橋模塊及逆變模塊的頻繁開(kāi)斷是產(chǎn)生高次諧波的主要原因，因此在整流橋和濾波電容之間，串接直流電抗器，可以起到很好的濾波作用。并且配合交流輸入電抗器可使電機(jī)功率因率達(dá)到0.95,至于逆變部分產(chǎn)生的高次諧波，可以在變頻器輸出與電機(jī)端串接輸出電抗器，它不但可以抑制逆變部分的高次諧波，而且還可以降低電機(jī)的溫升和噪音，抑制諧波在電動(dòng)機(jī)繞組端部的電壓重復(fù)峰值，降低對(duì)繞組絕緣的威脅。
我公司近幾年銷(xiāo)售大功率變頻器較多，經(jīng)驗(yàn)表明由于實(shí)際工作現(xiàn)場(chǎng)的復(fù)雜環(huán)境，往往會(huì)導(dǎo)致電網(wǎng)的波動(dòng)，增加了高次諧波分量。由于產(chǎn)生諧波的因素較多，所以現(xiàn)場(chǎng)情況需要靈活掌握。符合下列條件的推薦使用交流電抗器：
1、變頻器所用之處的電源容量與變頻器容量之比為10:1以上。
2、同一電源上接有可控硅負(fù)載或帶有開(kāi)關(guān)控制的功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。
3、三相電源的電壓不平衡度較大（≥3%）。
當(dāng)電網(wǎng)容量遠(yuǎn)大于變頻器容量或電源容量大于1000KVA時(shí)，或?qū)Ω纳齐娫垂β室驍?shù)要求較高時(shí)，需加裝直流電抗器。輸出電抗器的使用要求：a：變頻器到電機(jī)連線超過(guò)100米。b：變頻器工作影響其它弱電信號(hào)。c：電機(jī)有噪音，溫升偏大。直流電抗器可以與交流電抗器同時(shí)使用，可以達(dá)到更高的功率因數(shù)。當(dāng)使用變頻器后引起電機(jī)溫升變大，噪音增加，或輸出電流偏大及影響其它設(shè)備的正常使用時(shí)必須增加輸出電抗器或輸出濾波器，保護(hù)變頻器的整流，逆變單元，使變頻器長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。