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众所周知,通过变频器拖动电机(非线性负载),就不可避免地产生谐波。谐波将会干扰供电系统,也会干扰电机运行,甚至通过动力电缆辐射干扰着邻近PLC弱电信号。总之,变频器的谐波问题始终令很多人觉得“一头雾水”,难以排查而觉得头痛。
案例1
某水厂十几年前,采用6SE70 AFE来驱动水厂的水泵,变压器也是SIEMENS西门子品牌的整流变压器。去年6SE70 AFE已经坏掉,客户选配了不带输入电抗器的SINAMICS G150柜机来替换。使用时发现频率接近50HZ时,整流变压器的原边互感器检测的功率因数表和电流表波动很大,我们起初怀疑是变频器调试导致或干扰等导致,Z终采用我公司美国fluke电能质量分析仪,检测结果是5次/7次谐波含量超标。
SINAMICS G150 不带输入电抗器50HZ运行的电流谐波图
下图是加装输入电抗器和LBAPF-BP系列变频器专用有源滤波器之后,在50HZ运行的谐波测试数据(此时功率因数表和电流表很稳定)
水厂的水泵配置了一台3AC 690V 800KW SINAMICS G150柜机,输入侧配置的整流变压器与SINAMICS G150柜机容量相匹配(变频器的容量与电网的容量很接近,小于2倍的关系)。
G150不开机不运行的时候,通过采用美国福禄克电能质量分析仪检测过整流变压器的原边,谐波是没有问题的,可以排除电网已有的谐波干扰。当G150开机运行之后,45HZ以下没问题;当频率接近50HZ时,整流变压器的原边互感器检测的功率因数表和电流表波动非常大。
案例1 得到的启示:
案例2:
某个调峰的蓄能水电站,采用了一台3AC 18KV 18MW SIMOVERT S ( LCI 电流源型晶闸管变频器)作为软启动器,来分别起动四台水轮发电机(每台同步发电机为334MVA)。值得注意的是,大功率AFE变频器可以把这个隔离变压器省掉,由于AFE变频器的谐波量非常小。但是,直流母线上要配装共模电压抑制器。
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