浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施.doc

浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施
滕广琴 摘 要:针对一起变频器因高次谐波干扰被击毁的事故,浅谈谐波产生的原因,并提出抑制措施,提高了变频器抗高次谐波干扰的能力。
关键词:变频器;高次谐波;干扰
随着经济的快浅谈变频器高次谐波的危害及抑制措施
滕广琴 摘 要:针对一起变频器因高次谐波干扰被击毁的事故,浅谈谐波产生的原因,并提出抑制措施,提高了变频器抗高次谐波干扰的能力。
关键词:变频器;高次谐波;干扰
随着经济的快速发展,变频调速在港口装卸机械上的应用越来越广泛,但变频器输入输出侧高次谐波所产生的电磁干扰严重影响了电网的供电质量,不仅影响变频器自身运行,还会干扰周边计算机、PLC等弱电设备。本文从近年来发生的一起比较典型的变频器谐波干扰事故出发,简述变频器高次谐波的危害及抑制措施。
1 故障经过
2018年8月11日,防城港二十万吨码头4#斗轮机回转变频器(AB700系列)在卸船堆料作业过程中突然被烧坏。笔者拆开变频器检查,发现里面的滤波电容被击穿烧熔,但回转电机绝缘正常。重新换上一台备用变频器,但用不到一天,又被击穿烧坏。这个现象十分蹊跷,单独操作回转时回转变频器能正常工作,但只要操作斗轮机行走時回转变频器马上烧坏。于是笔者怀疑回转变频器击毁是由于行走变频器产生的高次谐波反馈回供电母排所致。
2 故障分析
为查明谐波产生的真正原因,笔者利用谐波专用测试仪(FLUCK 43B)对斗轮机动力供电母线系统进行检测。
首先,笔者通知斗轮机司机仅操作斗轮机回转,%。该变频器是美国产品,其说明书明文规定,电网∑THDv不得超过3%。因此,测试结果表明斗轮机仅回转时谐波引起的电网畸变率是在合理范围内的。
其次,笔者通知斗轮机司机仅操作斗轮机行走。检测表明,斗轮机行走时,产生大量的高次谐波电压,其中29、31、%以上,而电压总畸变率∑THDv达91%,严重超过了国家标准GB/T14549-93《电能质量共用电网谐波》里的要求。GB/T14549-93中规定,公用电网谐波电压限值为380V(相电压220V)电网电压总THDv为5%,各次谐波电压含有率奇次为4%,偶次为2%。最后笔者对斗轮机行走系统进行全面检查,发现行走1、2#,经修复电机后,斗轮机恢复正常。
通过以上检测试验,综合分析,认定故障原因是由于斗轮机行走变频系统产生的高次谐波造成的。斗轮机行走系统由两台变频器驱动,每台变频器驱动8台行走电机。行走变频器的过流、过压值是按8台电机一起工作时设计的,实际测试表明,当有1~2台电机绝缘不足时,行走变频器仍可正常工作,但因工况异常,行走变频器此时产生大量高次谐波返回斗轮机动力供电母线系统,由于回转变频器容量要比行走变频器小得多,且变频器电容对高次谐波异常敏感最终导致回转变频器被高次谐波击穿烧毁。
3 谐波的产生及危害
变频器由于本身的电力电子元件特性,其输入侧和输出侧都是一个非线性的电路,其电路本身含有丰富的高次谐波分量,除有可能造成上述的故障事故外,变频器产生的谐波还可能对我港区的供电系统带来以下危害: