等吸現(xiàn)閱乙戶月卜滋卜石油化工安全技術(shù)撇翼…

　　淺端李頻器產(chǎn)焦帥諧稗于林琴草對(duì)策孫偉森（中原石油化工有限公司乙烯廠，璞陽摘裸重滿果翻明牟像瀕賡澤薄越波的掇粗準(zhǔn)其諳波時(shí)電氣瞬備豪鵝子滾備鯉影響和豐稀進(jìn)行攀煙璨提疇崖娜幸撥瑣越慕蠢關(guān)挑斕i滾縮寨瀟戲圣撼搬璀城刃沖姍娜如女翻由滋過籠感栩全鑫姍巍扛通維腸S紅紅慈揚(yáng)意政（寒娜奏舒攀捧熬舞i如彝峰運(yùn)如雍葷葵街聾鑫如如魂舞裹灌直疊鉚Ab蔽施石正添篡礁篡囂瑟霎寒篡默璨槳瓢篡數(shù)黑篡娜癱妙詞夔珍葬奏加俐稱黝幸蟆麟寨典奉奉拜奉熊聲雍縫麟續(xù)雍褲蒸或逛砂知奏如奄曲變頻器由于其良好的調(diào)速性能，顯著的節(jié)能效果目前在石油化工冶金機(jī)械等行業(yè)中被廣泛用作異步電動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)調(diào)速設(shè)備，這種變頻器多采用交一直一交的調(diào)速方式，但由于其內(nèi)部采用了整流逆變電路，不可避免的要產(chǎn)生高次諧波。

　　這些諧波會(huì)對(duì)鄰近的電氣電子設(shè)備產(chǎn)生干擾，致使它們發(fā)熱縮短設(shè)備壽命或不能正常工作，比如出現(xiàn)誤動(dòng)作等。

　　因此日期一城）作者簡介孫偉森，男，電氣工程師，年畢業(yè)于湖南大學(xué)電氣工程系電機(jī)專業(yè)，現(xiàn)任中原乙烯電氣車間副主任。

　　曾在省部級(jí)以上刊物發(fā)表論文多篇。

　　對(duì)變頻器在應(yīng)用中產(chǎn)生的諧波干擾進(jìn)行分析研究，制定出相應(yīng)的抗干擾對(duì)策具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

　　變頻器產(chǎn)生諧波的機(jī)理變頻器的基本構(gòu)成有四部分整流部分中間直流環(huán)節(jié)逆變部分和控制部分，具體如圖所示。

　　變頻器的輸人側(cè)為整流電路，它具有非線性特性，因此不可避免地要產(chǎn)生高次諧波。

　　一般來講，若整流電路為個(gè)三相橋式整流電路構(gòu)成的相整流電路，其電源側(cè)電流將含有士次諧波（二當(dāng)變頻器接人電源時(shí)這些高次諧波將會(huì)污染電源通用變茲短價(jià)石油化工安全技術(shù)女姍牽頻器的輸出側(cè)的逆變部分多采用正弦脈沖寬度調(diào)制方式即方式。

　　這種調(diào)制方式雖輸出側(cè)的諧波分量較其它控制方式大為減少但仍含有高次諧波分量。

　　這些諧波會(huì)對(duì)電氣設(shè)備電子設(shè)中間直流環(huán)節(jié)。

　　逆變部分卜控制部分過熱問題，究其原因?qū)嵸|(zhì)上就是變頻器產(chǎn)生某一次諧波激起了電容器與其他部分構(gòu)成的諧振回路的諧振。

　　對(duì)廠供用電系統(tǒng)的設(shè)備影響及危害變頻器產(chǎn)生的諧波對(duì)廠用供電系統(tǒng)的變輸電設(shè)備用電設(shè)備測量儀表的影響及危害具體見表圖變頻器的構(gòu)成備通訊設(shè)施產(chǎn)生干擾，使其工作不正常或無法工作變頻器產(chǎn)生的諧波干擾及其危害由于變頻器在應(yīng)用中會(huì)產(chǎn)生諧波，這些諧波會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)變輸電設(shè)備用電設(shè)備測量儀表通訊設(shè)施產(chǎn)生干擾，使它們工作不正?；驘o法工作。

　　下面從工廠企業(yè)用電的角度就變頻器在使用中產(chǎn)生的諧波干擾及其危害加以分析說明。

　　對(duì)廠用供電系統(tǒng)的影響及危害對(duì)工廠企業(yè)來說，其供電系統(tǒng)由變壓器輸電線路變電所設(shè)備如開關(guān)母線等）用電設(shè)備（如電動(dòng)機(jī)等）等構(gòu)成，其中輸電線路對(duì)石化企業(yè)來說多為電力電纜。

　　這個(gè)系統(tǒng)自然存在分布電容，同時(shí)為提高廠用供電系統(tǒng)的功率因數(shù)，一般還裝有用于無功補(bǔ)償?shù)碾娙萜?，這些電容就會(huì)與系統(tǒng)的其他部分（多為感性電路構(gòu)成某一諧振頻率的串聯(lián)或并聯(lián)諧振電路。

　　而接人該供電系統(tǒng)的變頻器剛好是一個(gè)諧波源，當(dāng)變頻器產(chǎn)生的某一次諧波的頻率與上述串聯(lián)或并聯(lián)諧振電路的諧振頻率相等或相接近時(shí)，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)諧振，諧振會(huì)帶來危險(xiǎn)的過電壓和過流，使用電設(shè)備故障或危害其安全運(yùn)行。

　　比如某廠曾出現(xiàn)過變頻器投人后引起接在同一母線上的補(bǔ)償電容器出現(xiàn)過流抗干擾對(duì)策通過上述分析可知，變頻器在使用中會(huì)產(chǎn)生各種諧波，這些諧波會(huì)對(duì)相應(yīng)的或相鄰的電氣電子設(shè)備測量儀表產(chǎn)生各種干擾，影響它們的正常工作，比如發(fā)熱誤跳閘誤動(dòng)作，測量表計(jì)測量不準(zhǔn)等，我們認(rèn)為針對(duì)不同的情況可采取下列不同的對(duì)策來減輕變頻器產(chǎn)生的諧波干擾及危害。

　?。?1）首先在變頻器的選擇上，要選擇那些輸人輸出側(cè)諧波含量尤其是低次諧波含量少的變頻器，比如選擇那些輸人整流部分采用多脈沖整流電路輸出逆變部分采用調(diào)制方式的變頻器。

　　工廠企業(yè)的供用電系統(tǒng)來講，要對(duì)廠內(nèi)所用變頻器的總?cè)萘窟M(jìn)行全面考慮，使變頻器的總?cè)萘颗c廠內(nèi)供電系統(tǒng)的總?cè)萘肯嗥ヅ?，使廠內(nèi)供電系統(tǒng)中的諧波含量不超過電力系統(tǒng)諧波管理暫行規(guī)定的規(guī)定。

　　（ 3）對(duì)于大功率變頻器應(yīng)在電源側(cè)加裝隔離變壓器，以減輕諧波對(duì)電源的污染對(duì)于電子設(shè)備為防止諧波的干擾其電源側(cè)也比較好加裝隔離變壓器。

　?。?4）變頻器產(chǎn)生的諧波干擾主要通過輻射電磁感應(yīng)靜電感應(yīng)和線路傳播的方式來影響和干擾電子設(shè)備無線電通訊設(shè)施。

　　針對(duì)干擾訊號(hào)的不同傳播方式可以采取不同的抗干擾措施來減輕對(duì)電子設(shè)備通訊設(shè)備的影響和干擾。

　　（ 5）在測量接有變頻器的電路時(shí)，為減少測量誤差，在測量儀表的選擇上，比較好根據(jù)測量電壓電流功率輸人側(cè)和輸出側(cè)量的不同選擇不同的儀表儀器。

　　第吸努孫偉森淺談變頻器產(chǎn)生的諧波千擾及其對(duì)策表諧波對(duì)設(shè)備的影響霎黝影響的設(shè)備名稱對(duì)設(shè)備的影響和危害序號(hào)變壓器變頻器產(chǎn)生的諧波會(huì)增加變壓器的磁滯損耗渦流損耗及銅耗，諧波頻次越高損耗越大，損耗增大將引起變壓器發(fā)熱嚴(yán)重，加重變壓器絕緣的負(fù)擔(dān)。

　　變頻器產(chǎn)生的頻次為基波頻率倍數(shù)的諧波會(huì)在變壓器的接成的繞組中形成環(huán)流，使繞組過載。

　　同時(shí)諧波還會(huì)使變壓器的噪聲增大。

　　電力電纜斷路器電力電容器電動(dòng)機(jī)電磁性繼電器感應(yīng)型繼電器繼電保護(hù)裝置整流型繼電器諧波電流在電纜內(nèi)流動(dòng)不僅會(huì)引起電纜的附加損耗，還會(huì)使電壓波形出現(xiàn)尖峰，損害電纜，從而加速電纜絕緣的老化，電纜的額定電壓越高，諧波危害越大若流過斷路器的電流中含有較大的諧波，在電流過零點(diǎn)時(shí)的可能比正常值大得多，這樣就會(huì)使斷路器的開斷能力降低，其觸頭的燒損機(jī)會(huì)大為增加。

　　諧波使電力電容器產(chǎn)生額外的損耗，同時(shí)諧波使電壓波形畸變產(chǎn)生尖峰電壓，損害電容器的絕緣。

　　若變頻器產(chǎn)生的諧波頻率與電容器和系統(tǒng)的其他部分構(gòu)成的串聯(lián)或并聯(lián)諧振回路的諧振頻率相等或相接近時(shí)就會(huì)出現(xiàn)諧振，使電容器不能正常運(yùn)行，過熱或損壞。

　　諧波使電動(dòng)機(jī)的鐵耗銅耗和附加損耗增大，同時(shí)諧波電流流人電動(dòng)機(jī)會(huì)引起電動(dòng)機(jī)的附加轉(zhuǎn)矩，附加轉(zhuǎn)矩會(huì)使電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)和噪聲，機(jī)械振動(dòng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的損害是非常大的，它將嚴(yán)重影響電動(dòng)機(jī)的壽命。

　　當(dāng)流過繼電器線圈的電流含有諧波電流時(shí)，與繼電器的動(dòng)作力矩成正比將是包含基波在內(nèi)的各次諧波電流的有效值，這樣當(dāng)諧波電流超過一定值時(shí)就會(huì)影響繼電器的動(dòng)作值，一般來講，由于電磁型繼電器的慣性比較大，只要諧波電流的含量不超過一般影響不大。

　　感應(yīng)型繼電器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理來推動(dòng)圓盤或圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)而工作的。

　　當(dāng)流過繼電器線圈的電流含有諧波電流時(shí)，圓盤或圓筒的轉(zhuǎn)動(dòng)將會(huì)抖動(dòng)，但因轉(zhuǎn)動(dòng)部分的慣性比較大，一般不會(huì)造成明顯的影響。

　　整流型繼電器比電磁型或感應(yīng)型繼電器容易受諧波的影響，由于整流繼電器的種類較多，原理各不相同，受諧波影響的程度不一樣，象反映瞬時(shí)值的繼電器增量型繼電器應(yīng)用積分比相原理構(gòu)成的高頻差相保護(hù)和差動(dòng)保護(hù)裝置容易受到諧波的影響。

　　數(shù)字式繼電器及微機(jī)保護(hù)裝置電磁式數(shù)字式繼電器及微機(jī)保護(hù)裝置的算法依賴于采樣數(shù)據(jù)及過零，容易受諧波干擾的影響。

　　儀表電磁式儀表的指針偏轉(zhuǎn)角是與線圈內(nèi)通人的電流的有效值的平方成正比的。

　　對(duì)電磁示電流表來說，若流入表的電流含有諧波，則其測量結(jié)果為包含諧波電流在內(nèi)的總電流的有效值對(duì)電磁式電壓表來說，由于表的電壓線圈匝數(shù)較多，電感量較大，故流經(jīng)線圈的高次諧波電流不大，因此既使所測電壓含有諧波其測量結(jié)果仍接近于基波值。

　　繼電保護(hù)裝置測量儀表整流式儀表是將被測的交流量整流成直流后再由電磁式直流儀表進(jìn)行測量的，這種電磁式儀表指儀表針的偏轉(zhuǎn)角是與被測電流的平均值成正比的，由于正弦量的波形系數(shù)（有效值與平均值之比）為常數(shù)，因此這種儀表的刻度可按比例刻成有效侄。

　　但用此表測非正弦量時(shí)，由于正弦量的波形系數(shù)與非正弦量的波形系數(shù)是不相同的，因此用整流式儀表測量非正弦量時(shí)，就平均值而言是準(zhǔn)確的，但其指針數(shù)不一定準(zhǔn)確。

　　熱電式儀表是使被測電流通過熱絲，根據(jù)熱絲產(chǎn)生的溫度來進(jìn)行測量的，其測量結(jié)果與被測電流儀表的平方成正比，因此這種儀表在測量非正弦量時(shí)其測量結(jié)果為包含諧波電流在內(nèi)的被測電流的有效值。

　　電動(dòng)式儀表數(shù)字電壓表電子設(shè)備這種儀表主要用于測量電功率，由于高次諧波電流與基波電壓乘箕的平均值為零，因此這種儀表的指針偏角只和有功功率（基波電流的功率成政比，其受諧波的影響不大。

　　數(shù)字電壓表是通過對(duì)被測電壓進(jìn)行采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換來進(jìn)行測量的，它的采樣元件和模數(shù)轉(zhuǎn)換元件的工作頻率都是按工頻電壓來設(shè)計(jì)的，其所采樣都是系列脈沖的峰值。

　　若用數(shù)字電壓表測量變頻器的輸出側(cè)電壓，由于變頻器的輸出電壓是經(jīng)卜調(diào)制過的系列脈沖波，電壓的平均值是通過改變脈沖間的占空比來進(jìn)行調(diào)節(jié)的，的調(diào)制頻率為一這樣就會(huì)造成數(shù)字電壓表的采樣和模數(shù)轉(zhuǎn)換工作的紊亂，因而在這種情況下的測量是不準(zhǔn)確的。

　　當(dāng)變頻調(diào)速系統(tǒng)的容量足夠大時(shí)，所產(chǎn)生的高頻信號(hào)通過輻射電磁感應(yīng)靜電感應(yīng)線路傳播的方式對(duì)周圍各種電子設(shè)備形成干擾，如影響無線電設(shè)備的正常接受，影響周圍電子設(shè)備的正常工作，使他們誤接受信號(hào)而產(chǎn)生誤動(dòng)作，或影響傳感器電路的檢測而引起錯(cuò)誤判斷等。