变频器的干扰处理

变频器控制的大型电机电机线圈温度在变频运行时，发生温度跳变，如何解决

1、普通电机采用变频调速不能低于15HZ，     2、如果温度在正常范围55度以内，就无所谓。     3、温度异常，变频器的输出端需要增加电抗器。滤波作用。

回复人：oicqlty

回复时间：2005-7-10 8:52:00

支持(120) | 反对(113)

    回复：虾米，再帮帮 

主要是现在温度跳变，怎么让他稳定下来？一般来说，跳变是不应该的。

回复人：zhangpeng

回复时间：2005-7-10 13:46:00

支持(111) | 反对(100)

    回复：温度表有问题，温度不可能跳变 

温度表有问题，温度不可能跳变。任何物体温度的变化都有过程。温度自身具有滞后性能

回复人：工程师

回复时间：2005-7-10 14:10:00

支持(122) | 反对(107)

    回复：赞成!变频器对温度计的干扰造成的跳变 

赞成!变频器对温度计的干扰造成的跳变.不是电机温度的跳变。     建议采用水银温度计测量。

回复人：oicqlty

回复时间：2005-7-10 15:16:00

支持(114) | 反对(104)

    回复：水银温度计？ 

怎么测量啊，老大。     那些热电阻可是埋在电机线圈里面的啊？     从跟踪的趋势上看，是变频干扰造成的。     我是在问，有什么好办法解决这些干扰。不要瞎说啊

回复人：tangfei

回复时间：2005-7-12 7:36:00

支持(144) | 反对(118)

    回复：两种方法 

1、变频器和电机接地，最好输出采用电抗器     2、测量设备能够加权平均

回复人：1234

回复时间：2007-4-24 9:12:00

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低于工频温度调变换变频电机

回复人：111

回复时间：2009-7-13 10:46:00

支持(29) | 反对(19)

解决干扰问题有2个途径,一是温度信号电缆用带屏蔽线,二是在变频器输出侧加输出电抗器或者滤波器.注意变频器和电机都需要接地

回复人：付俊锋

回复时间：2009-11-11 13:08:00

支持(26) | 反对(25)

把热电阻加装变送器使其输出4-20ma信号再送到仪表

回复人：燕磊

回复时间：2009-12-26 10:26:00

支持(21) | 反对(18)

加个隔离器看看！

如何消除变频器运行对温度模拟信号的干扰？   

用PLC－cpu224的0－5V温度输入，控制变频器，进而控制电机的转速，以达到控制温度的目的。现在出现一个问题，变频器运行时，温度传感器送来的模拟量信号很不稳定，且数值不是实际的温度值。分析是因为变频器运行产生的干扰信号，使得温度模拟信号被干扰。

现在，想请教大家，如果现场设备已经安装就位，有没有简便可行的抗干扰方法？多谢各位！！

使用隔离端子，电容，压敏电阻试试。

用信号隔离器试试看，电缆用屏蔽的那种。 

模拟量模块的地线一定要可靠接地.传感器的信号线一定要用信号屏蔽线,两端都接地,也可以在一端加一个小电容后再接地.这样一般都会有较好的效果.

如果不行,变频器的接地也要检查,并且电机的地线要和变频器的接地线直连,应该就没问题了.

 变频器的选用及故障干扰处理

有兴趣的大家可以看看！

1 变频器的合理选用

选用变频器的类型，按照生产机械的类型、调速范围、静态速度精度、起动转矩的要求，决定选用那种控制方式的变频器最合适。所谓合适是既要好用，又要经济，以满足工艺和生产的基本条件和要求。 

1.1需要控制的电机及变频器自身

(1)电机的极数。一般电机极数以不多于４极为宜，否则变频器容量就要适当加大。

(2)转矩特性、临界转矩、加速转矩。在同等电机功率情况下，相对于高过载转矩模式，变频器规格可以降额选取。

(3)电磁兼容性。为减少主电源干扰，使用时可在中间电路或变频器输入电路中增加电抗器，或安装前置隔离变压器。一般当电机与变频器距离超过50ｍ时，应在它们中间串入电抗器、滤波器或采用屏蔽防护电缆。

表１为不同类型变频器的主要性能、应用场合；表２为常见输送设备的负载特性和负载转矩特性，可供变频器选型时参考。

1.2变频器功率的选用

系统效率等于变频器效率与电动机效率的乘积，只有两者都处在较高的效率下工作时，则系统效率才较高。从效率角度出发，在选用变频器功率时，要注意以下几点：

(1)变频器功率值与电动机功率值相当时最合适，以利变频器在高的效率值下运转。

(2)在变频器的功率分级与电动机功率分级不相同时，则变频器的功率要尽可能接近电动机的功率，但应略大于电动机的功率。

(3)当电动机属频繁起动、制动工作或处于重载起动且较频繁工作时，可选取大一级的变频器，以利用变频器长期、安全地运行。

(4)经测试，电动机实际功率确实有富余，可以考虑选用功率小于电动机功率的变频器，但要注意瞬时峰值电流是否会造成过电流保护动作。

(5)当变频器与电动机功率不相同时，则必须相应调整节能程序的设置，以利达到较高的节能效果。

1.3变频器箱体结构的选用

变频器的箱体结构要与环境条件相适应，即必须考虑温度、湿度、粉尘、酸碱度、腐蚀性气体等因素。常见有下列几种结构类型可供用户选用：

(1)敞开型ＩＰ００型本身无机箱，适用装在电控箱内或电气室内的屏、盘、架上，尤其是多台变频器集中使用时，选用这种型式较好，但环境条件要求较高；

(2)封闭型ＩＰ２０型适用一般用途，可有少量粉尘或少许温度、湿度的场合；

(3)密封型ＩＰ４５型适用工业现场条件较差的环境；

(4)密闭型ＩＰ６５型适用环境条件差，有水、尘及一定腐蚀性气体的场合。

1.4变频器容量的确定 

合理的容量选择本身就是一种节能降耗措施。根据现有资料和经验，比较简便的方法有三种：

(1)电机实际功率确定发。首先测定电机的实际功率，以此来选用变频器的容量。

(2)公式法。设安全系数取1.05，则变频器的容量Pb为：Pb＝1.05Pm／ｈｍ×cosy(kW)，式中，Pm为电机负载；hm为电机功率。计算出Pb后，按变频器产品目录选具体规格。

当一台变频器用于多台电机时，应满足：至少要考虑一台电动机启动电流的影响，以避免变频器过流跳闸。

(3)电机额定电流法变频器。变频器容量选定过程，实际上是一个变频器与电机的最佳匹配过程，最常见、也较安全的是使变频器的容量大于或等于电机的额定功率，但实际匹配中要考虑电机的实际功率与额定功率相差多少，通常都是设备所选能力偏大，而实际需要的能力小，因此按电机的实际功率选择变频器是合理的，避免选用的变频器过大，使投资增大。对于轻负载类，变频器电流一般应按1.1IN（IN为电动机额定电流）来选择，或按厂家在产品中标明的与变频器的输出功率额定值相配套的最大电机功率来选择。

1.5主电源 

(1)电源电压及波动。应特别注意与变频器低电压保护整定值相适应（出厂时一般设定为0.8～0.9UN），因为在实际使用中，电网电压偏低的可能性较大。

(2)主电源频率波动和谐波干扰。这方面的干扰会增加变频器系统的热损耗，导致噪声增加，输出降低。

(3)变频器和电机在工作时，自身的功率消耗。在进行系统主电源供电设计时，两者的功率消耗因素都应考虑进去。

2 抗干扰

变频器由主回路和控制回路两大部分组成，由于主回路的非线性（进行开关动作），变频器本身就是谐波干扰源，所以对电源侧和输出侧的设备会产生影响。与主回路相比，变频器的控制回路却是小能量、弱信号回路，极易遭受其它装置产生的干扰。因此，变频器在安装使用时，必须对控制回路采取抗干扰措施。

2.1变频器的基本控制回路

同外部进行信号交流的基本回路有模拟与数字两种：①４～２０ｍＡ电流信号回路（模拟）；１～５Ｖ／０～５Ｖ电压信号回路（模拟）。②开关信号回路，变频器的开停指令、正反转指令等（数字）。

外部控制指令信号通过上述基本回路导入变频器，同时干扰源也在其回路上产生干扰电势，以控制电缆为媒体入侵变频器。

2.2干扰的基本类型及抗干扰措施。

(1)静电耦合干扰：指控制电缆与周围电气回路的静电容耦合，在电缆中产生的电势。

措施：加大与干扰源电缆的距离，达到导体直径４０倍以上时，干扰程度就不大明显。在两电缆间设置屏蔽导体，再将屏蔽导体接地。

(2)静电感应干扰：指周围电气回路产生的磁通变化在电缆中感应出的电势。

措施：一般将控制电缆与主回路电缆或其它动力电缆分离铺设，分离距离通常在３０ｃｍ以上（最低为１０ｃｍ），分离困难时，将控制电缆穿过铁管铺设。将控制导体绞合，绞合间距越小，铺设的路线越短，抗干扰效果越好。

(3)电波干扰：指控制电缆成为天线，由外来电波在电缆中产生电势。

措施：同（１）和（２）所述。必要时将变频器放入铁箱内进行电波屏蔽，屏蔽用的铁箱要接地。

(4)接触不良干扰：指变频器控制电缆的电接点及继电器触电接触不良，电阻发生变化产生的干扰。

措施：对继电器触点接触不良，采用并联触点或镀金触点继电器或选用密封式继电器。对电缆连接点应定期做拧紧加固处理。

(5)电源线传导干扰：指各种电气设备从同一电源系统获得供电时，由其它设备在电源系统直接产生电势。

措施：变频器的控制电源由另外系统供电；在控制电源的输入侧装设线路滤波器；装设绝缘变压器，且屏蔽接地。

(6)接地干扰：指机体接地和信号接地。对于弱电压电流回路及任何不合理的接地均可诱发的各种意想不到的干扰，比如设置两个以上接地点，接地处会产生电位差，产生干扰。

措施：速度给定的控制电缆取１点接地，接地线不作为信号的通路使用。电缆的接地在变频器侧进行，使用专设的接地端子，不与其它接地端子共用。并尽量减少接地端子引接点的电阻，一般不大于100Ω。

2.3其它注意事项

(1)装有变频器的控制柜，应尽量远离大容量变压器和电动机。其控制电缆线路也应避开这些漏磁通大的设备。

(2)弱电压电流控制电缆不要接近易产生电弧的断路器和接触器。

(3)控制电缆建议采用1.25mm2或2 mm2屏蔽绞合绝缘电缆。

(4)屏蔽电缆的屏蔽要连续到电缆导体同样长。电缆在端子箱中连接时，屏蔽端子要互相连接。

3 故障分析及排除

3.1变频器的主要故障原因及预防措施

(1)安装环境

<1>对于振动冲击较大的场合，应采用橡胶等避振措施。

<2>应对控制板进行防腐防尘处理，并尽量采用封闭式结构。

<3>应根据装置要求的环境条件安装空调或避免日光直射。

除上述３点外，定期检查变频器的空气滤请器及冷却风扇也是非常必要的。

对于特殊的高寒场合，为防止微处理器因温度过低而不能正常工作，应采取设置空间加热器等必要措施。

(2)电源异常

电源异常表现为各种形式，但大致分以下３种，即：缺相、低电压、停电。

<1>如果附近有直接起动电动机和电磁炉等设备，为　防止这些设备投入时造成的电压降低，硬是变频器供电系统分离，减小相互影响。

<2>对于要求瞬时停电后仍能继续运行的场合，除选择合适规格的变频器外，还因预先考虑负载电机的降速比例。变频器和外部控制回路采用瞬停补偿方式，当电压回复后，通过速度追踪和测速电机的检测来防止在加速中的过电流。

<3>对于要求必须量需运行的设备，要对变频器加装自动切换的不停电电源装置。

二极管输入及使用单相控制电源的变频器，虽然在缺相状态也能继续工作，但整流器中个别器件电流过大及电容器的脉冲电流过大，若长期运行将对变频器的寿命及可靠性造成不良影响，应及早检查处理。

3.2 变频器本身的故障自诊断及预防功能

如果使用矢量控制变频器中的“全领域自动转矩补偿功能”，其中“起动转矩不足”，“环境条件变化造成出力下降”等故障原因，将得到很好的克服。该功能是利用变频器内部的微型计算机的高速运算，计算出当前时刻所需要的转矩，迅速对输出电压进行修正和补偿，以抵消因外部条件变化而造成的变频器输出转矩变化。

此外，由于变频器的软件开发更加完善，可以预先在变频器的内部设置各种故障防止措施，并使故障化解后仍能保持继续运行，例如：

①对自由停车过程中的电机进行再起动；

②对内部故障自动复位并保持连续运行；

③负载转矩过大时能自动调整运行曲线，避免Ｔｒｉｐ；

④能够对机械系统的异常转矩进行检测。

3.3 变频器对周边设备的影响及故障防范

变频器的安装使用也将对其他设备产生影响。

(1)电源高次谐波

由于目前的变频器几乎都采用ＰＷＭ控制方式，这样的脉冲调制形式使得变频器运行时在电源侧产生高次谐波电流，并造成电压波形畸变，对电源系统产生严重影响，通常采用以下处理措施。

<1>采用专用变压器对变频器供电，与其它供电系统分离。

<2>在变频器输入侧加装滤波电抗器或多种整流桥回路，降低高次谐波分量。 

对于有进相电容器的场合因高次谐波电流将电容电流增加造成发热严重，必须在电容前串接电抗器，以减小谐波分量。

对于现有电机进行变频调速改造时，由于自冷电机在低速运行时冷却能力下降造成电机过热。此外，因为变频器输出波形中所含有的高次谐波势必增加电机的铁损和铜损，因此在确认电机的负载状态和运行范围之后，采取以下的相应措施：

①对电机进行强冷通风或提高电机规格等级。

②更换变频专用电机。

③限定运行范围，避开低速区。

(2)高频开关形成的尖峰电压对电机绝缘不利

在变频器的输出电压中，含有高频尖峰浪用电压。这些高次谐波冲击电压将使电动机绕组的绝缘强度降低，尤其以ＰＷＭ控制型变频器更为明显，应采取以下措施。

<1>尽量缩短变频器到电机的配线距离。

<2>采用阻断二极管的浪涌电压吸收装置，对变频器输出电压进行处理。

<3>对ＰＷＭ型变频器应尽量在电机输入侧加滤波器。

高压变频器及其在电厂中的应用

高压变频器及其在电厂中的应用

作者：河北省电力试验研究所 岳国良 齐玉锋 张建忠

20世纪90年代，交流变频调速技术及装置在我国有了突飞猛进的发展，由于变频调速在频率范围、动态响应、低频转矩、转差补偿、功率因数、工作效率等方面是以往的交流调速方式无法相比的，因此在众多行业有了广泛的应用，并且在节约能源、改善工艺、进步生产效率等方面发挥了巨大作用，取得了巨大经济效益。但是，变频调速技术在电力系统尤其在火力发电厂中的应用还非常有限。随着电力行业改革的不断深化，厂网分开、竞价上网等的不断实施，降低厂用电率，降低发电本钱进步电价的竞争力，成为各火力发电厂追求的目标，也为交流变频调速技术的推广应用提供了广阔的空间。当前，阻碍变频调速技术在高压大容量传动中推广应用的主要困难有两个：一是我国火力发电厂中大功率电动机供电电压高(3～10 kV)，而变频器开关器件的耐压水平较低，造成电压匹配上的困难；二是高压大容量变频调速技术技术含量高、难度大、本钱也高，但一般风机水泵等节能用调速装置都要求低投进高回报，从而造成经济效益上的困难。这两个世界性困难阻碍了高压大容量变频调速技术的推广应用，因此如何解决高压供电和用高技术生产出低本钱的变频器是当前世界各国相关行业的竞争热门。

1 高压变频器的发展概况

目前美国罗宾康(ROBICON)公司、AB公司，瑞典ABB公司及德国西门子等公司的高压变频器产品采用不同措施较成功地解决了高耐压、大容量这一困难。各公司采用的技术不尽相同，但回纳起来主要有两种：一是采用多重化技术，再就是采用新开发的高耐压功率器件。现以比较有代表性的两种产品加以先容。

1.1 多重化技术的应用

以美国罗宾康公司的HARMONY系列变频器为代表，包括我国北京先行和凯奇两家公司的产品均采用了多重化技术。所谓多重化技术就是每相由几个低压PWM功率单元串接组成，各功率单元由一个多绕组的隔离变压器供电，以高速微处理机和光导纤维实现控制和通讯。该技术从根本上解决了一般6脉冲和12脉冲变频器产生的谐波题目，可实现完美无谐波变频。其基本原理如下： 

图1 多重化变频器拓扑图

图1为6 kV高压大容量变频器的拓扑图，它是由多个低压功率单元串联而成，由低压PWM变频单元叠加达到高压输出的目的。图2为变频器的结构原理图，各个功率单元由输进隔离变压器的二次隔离线圈分别供电，每个功率单元额定电压为690 V，每相5个单元串联，因此相电压为3.45 kV，所对应的线电压为6 kV(当每相4个功率单元，每个单元额定电压为480V，输出线电压为3.3 kV)。给功率单元供电的二次线圈在绕制时互相存在一个12°(电角度)的相位差，实现输进多重化，因此可形成相当于30脉冲的整流由于多重化可消除各单元产生的大多数谐波，对电网的污染可降到很低，并且谐波无功造成的功率因数降低减到最小，在整个负荷范围内网侧功率因数均可保持在0.95以上，不需要配备改善功率因数的电容器。 

图2 多重化变频器结构图

图3为低压功率单元的结构原理图，它是由低压IGBT构成的三相输进单相输出的脉宽调制型(PWM)变频器，电压输出0～690 V可调和频率0～120 Hz可调。其输出电压为三电平即1，0，－1，每相5个单元叠加就可产生11种不同的电压等级(±5，±4，±3，±2，±1，0)。因此线电压即可形成23脉冲的电压波形，谐波极大减少。变频器输出电压非常接近正弦波形，大大降低了du／dt脉动对电动机绕组的冲击，减少了电动机的谐波损耗，电机可不降低额定容量使用，同时对电缆的尽缘也无特殊要求。 

图3 功率单元结构原理图

表1 多重化变频器与三电平变频器输出谐波含有率对比表 %

表1所列数据为采用多重化技术和一般三电平技术变频器的输出谐波比较，可见采用多重化技术的变频器19次以下的谐波几乎完全消除，所以不需任何输出滤波器，从本质上就能提供正弦波电压输出，而且即使在低速时也能保持很好的输出正弦波形，不需配置输出滤波器，因此消除了因谐波造成的电机振动、噪音和温升等题目。由于谐波大为减少，由谐波引起的电动机功率因数和效率的损失也大为减少，所以变频部分效率高达98%以上，包括输进隔离变压器在内的整个变频系统的效率也高达96%以上。该类型变频器适合于高—高方式，由于采用低压功率器件，所以工作可靠，并且谐波含量极低，对电网影响小，适合于功率在1 MW以上的电厂辅机应用。其缺点是造价昂贵，占用空间大，安装较困难，不过罗宾康公司已经研制出新一代的小型变频器，这一矛盾有看解决。

1.2 高耐压开关器件的应用

变频器中常用的开关器件多为IGBT、GTR、GTO等，由于制造水平及原材料的原因，使这些器件的耐压很难达到直接应用于6 kV的电压，因此很多国家的企业开始研制开发新材料及新的高耐压器件。最近几年来ABB公司与三菱公司合作开发的IGCT(ETO)，西门子研制的HV—IGBT等耐压可达4.5 kV。西门子、ABB公司、GE公司和Cegelec公司等分别采用专门研制的高耐压开关器件并以传统的交流变频器结构研制开发了自己的高压变频器。现以有代表性的西门子公司产品SIMOVERT MV系列为例进行扼要先容SIMOVERT MV系列变频器采用传统的交—直—交变频器结构，整流部分采用12脉冲或24脉冲二极管整流器，逆变部分采用三电平PWM逆变器。图4为SIMOVERT MV系列变频器的原理结构图。由图4可以看出，该系列变频器采用传统的电压型变频器结构，通过采用耐压较高的HV—IGBT模块，使得串联器件数减少为12个，随着元件数目的减少，本钱降低，方案变得简洁，从而使柜体尺寸更小，可靠性更高。 

图4 SIMOVERT MV系列变频器的原理结构图

由于变频器的整流部分是非线性的，会产生高次谐波，此高次谐波将使电网的电压和电流波形发生畸变，对电网造成污染。图4所示的SIMOVERT MV系列变频器的12脉冲整流原理接线图中，三相桥式整流相当于六相整流，现将两组三相桥式整流电路用整流变压器联系起来，其低级绕组结成三角形，次级绕组一组结成三角形，一组结成星形，得到DycDdo的连接组别，整流变压器次级2个绕组的线电压相同，但2个绕组的线电压相位相差30°，这样5次、7次谐波在变压器的低级将会有180°的相移，因而能够相互抵消，同样17、19次也相互抵消。这样经过2个整流桥的串联叠加后，即可得到12波头的整流输出波形，比6个波头更平滑，并且每桥的整流二极管耐压降低一半。采用12相整流电路减少了特征谐波含量，由于N＝KP±1(P为整流相数，K为自然数，N为特征谐波的次数)，所以网侧特征谐波只有11、13、23、25等。同理采用24脉冲整流电路网侧谐波被更进一步抑制。两种选择方案均可使输进功率因数在整个功率范围内保证在0.95以上，不需功率因数补偿电容器。SIMOVERT MV系列变频器的逆变部分采用传统的三电平方式，所以不可避免地会产生比较大的谐波分量，这是三电平逆变方式所固有的。因此SIMOVERT MV系列变频器的输出侧需要配置输出滤波器才能用于通用的电动机，否则必须配用西门子的专用电动机。同样由于谐波的影响，电动机的功率因数和工作效率都会受到一定的影响，只有在额定运行点处才能达到最佳的工作状态，随着转速的降低，工作效率和功率因数都会相应降低。这是该类型高压变频器的缺点所在，因而了其应用。

另外，SIMOVERT MV系列变频器的一个特色是可以提供有源前端(AFE)，AFE也采用三电平技术，因而可以实现电动机的4象限传动方案，即可以进行双向电动和能量反馈制动运行。如图5所示为有源前真个整流器，由于 AFE反并联了12个反馈二极管，因此可提供直流环节富余能量回馈电网的通路。有源前真个引进为该系列变频器在交流传动的应用提供了较大的空间。 

图5 有源前端(AFE)原理图

两种类型的高压变频器各有优缺点，多重化变频器能够提供无谐波的变频，在对谐波要求比较严格的电力系统有着比较大的应用远景，但其缺点目前来说是比较明显的，即变频器体积大，安装不便，造价高，这成为影响其推广使用的一大困难。采用高耐压开关器件的变频器体积小，可靠性相对较高，但不可否认的是其比较严重的谐波污染及对电动机的特殊要求，若考虑输出滤波器的因素，其造价也不低。所以在应用过程中应根据实际需求选用性能价格比较高的变频器。 2 变频器在6 kV供电系统中的使用方式 由于整套系统的要求各不相同，各地所用电动机的额定电压、额定功率也就不同，所以选用的变频器和整个系统的组成方式也各不相同。为了很好地满足系统的需求，应该根据实际情况选用性能价格比较好的变频器和系统组成方式。对于6 kV供电系统，变频器的应用有如下几种方式。 2.1 高—高方式 用额定电压为6 kV的高压PWM电压型变频器直接驱动电机，实现变频调速。此种方式整体效率高，当电厂辅机电机容量在1 MW时应用较合适。当电机容量较小时(小于700 kW)，相当于“大马拉小车”，再采用6 kV高压变频器，价格就显得比较高了。 2.2 高—低—高方式 用输进变压器将6 kV高压降为600 V(或460V)，用低压电流源型变频器实现变频调速，再用输出变压器升压至6 kV，以控制电机调速。此种方式较适合中等或中等偏下功率电机的应用(100～1500 kW)，所以价格比较公道，调速平稳、使用可靠，缺点是增加输出升压变压器，系统效率略微降低，且占地面积大。适合的变频器选择范围比较宽。 2.3 高—中—中方式 假如将6 kV的高压电机改装成3 kV电机，就可使用3 kV的变频器，进步系统效率，降低投资用度，而性能与直接控制方式相同。采用多重化技术的变频器或高耐压开关器件的变频器均可，选择面相对较宽。 2.4 高—低—低方式 当电机的功率在500 kW以下时，最好的方法是选用新的低压电机(如国产380 V电机)取代原有高压电机。经输进降压变压器降压后，用低压变频器直接控制调速。此方案性能良好，变频器即使加上新电机的成套用度，比其他方式还要低，而且不含高压器件，维修使用方便，变频器选择范围很大。 3 变频调速技术在火力发电厂中的应用远景 3.1 火电厂中的节能应用 目前，在中国电源结构中，火电占74%(发电量占80%)，水电占25%(发电量占19%)，核电仅占1%左右，因此火电机组及其辅机设备的节能工作是非常重要的。火力发电厂中的各种动力设备中，风机水泵类负载占尽大部分。由于各电厂调峰力度的加大，这些设备的负荷变化范围很大，所以必须实时调节风机水泵的流量。目前调节流量的方法多为节流阀调节，由于这种调节方法仅仅是改变了通道的通流阻抗，而驱动源的输出功率并没有改变，所以浪费了大量能源。尤其现在电力行业改革不断深化，厂网分开、竞价上网的开展实施，降低厂用电率、降低发电本钱进步出厂电价的竞争力，就成为各个电厂确当务之急。采用变频调速技术对这些辅机设备进行改造是非常适合的，而且节能非常明显。例如大庆华能新华发电厂1997、1998年分别在4、5号灰浆泵400 kW电动机和5号炉2台1 250 kW电动机上采用变频器，至今运行良好，每台变频器年节约资金在35万元以上。 3.2 火电厂中的软起动应用 直接起动的交流电机因起动电流大(通常为5～7倍的额定电流)，在很短的起动过程中，笼型绕组或阻尼绕组将承受很高的热应力和机械应力，致使笼条(或导条)和端环在很高的应力作用下疲惫断裂。直接起动时的大电流还会在绕组端部产生很大电磁力，使绕组端部变形和振动，造成定子绕组尽缘的机械损伤和磨损，而导致定子绕组尽缘击穿。起动时的大电流还会造成铁心振动，使铁心松弛，引起电动机的发热。在火力发电厂中，高压大容量交流异步电动机应用非常广泛，由于直接起动所造成的电动机烧毁和转子断条事故，屡屡发生，给主机设备的安全经济运行带来很大的威胁，因此大容量异步电动机采用软起动方式，对于延长电动机使用寿命，减少对电网的冲击，保证正常生产是非常必要的。由于电动机在变频起动过程中可实现高起动转矩并且平滑无冲击，所以采用变频器作为软起动装置是非常合适的。 3.3 变频器在电厂控制中的应用 交流变频调速技术在最近几年有了很大的发展，特别是矢量控制技术的应用，使得交流电力拖动逐步具备了宽的调速范围、高的调速精度、快的动态响应以及在四象限做可逆运行等良好的技术性能，在调速性能方面已可与直流拖动相媲美。因此在电厂中，不仅在节能和软起动方面需要变频器，很多需要精确控制流量、压力及液位的场所都可以采用变频器。例如，石家庄热电厂13号锅炉给粉机由滑差调速改为变频调速后，煤粉的供给更加均匀，锅炉的燃烧更加稳定。 4 综述 目前高压变频器固然在技术和价格上还存在很多困难，但是随着电力电子技术和变频调速技术的不断发展，相信高压变频技术及变频装置都将会有很大的发展，这一技术的推广应用将为火力发电厂在节能降耗、进步经济效益、进步上网电价的竞争力方面发挥巨大的作用。(end)

变频器应用中的抗干扰措施

变频器应用中的抗干扰措施

作者：中国神马团体尼龙66盐有限责任公司

变频调速是近代电气工程中发展最快的一种电动机调速方式，其转速方程式为n=60f(1-s)/p，只要改变f，就可实现n的变化而达到无极调速的目的。其中：

f：电源频率；

p：电机极对数；

s：电机转差率；

n：电机转速。

变频器正是这种调速方式的执行者，变频器的优良性能使其在产业中得到越来越广泛的应用。但是，在产业现场享受它的便捷的同时，它也对其他设备、检测元件和控制器件产生干扰，这种干扰是不可避免的。由于变频器的输进部分为整流电路，输出部分为逆变电路，它们都是由起开关作用的非线性元件组成的，而在开断电路的过程中，都要产生高次谐波，从而使其输进电源和输出的电压波形和电流波形产生畸变。

使用容量较小的变频器，高次谐波的影响较小。但当使用的变频器的容量较大或数目较多时，产生的由高次谐波电流引起的高次谐波干扰就必须加以处理，否则将对其它设备和检测元件产生干扰，严重时可能使这些设备误动作。根据英国的ACE报告，各种对象对高次谐波的敏感程度如下：

电 动 机：在10％～20％以下无影响；

仪 表：电压畸变10％，电流畸变10％，误差在1％以下；

电子开关：超过10％会产生误动作；

计 算 机：超过5％会出错。

鉴于以上情况，在产业现场中，必须采取适当措施降低干扰，把干扰抑制在答应的范围内。抗干扰的基本原则有两个：

(1)干扰的传播途径，然后将其切断

a.通过共用的接地线传播干扰是干扰传播的最普遍的方式。将动力线的接地与控制线的接地分开是切断这一途径的根本方法，即将动力装置的接地端子接到地线上，将控制装置的接地端子接到该装置盘的金属外壳上。

b.信号线靠近有干扰源电流的导线时，干扰会被诱导到信号线上，使信号线上的信号受到干扰，布线分离对消除这种干扰行之有效。实际工程中把高压电缆、动力电缆、控制电缆经常与仪表电缆、计算机电缆分开走线，分走不同的桥架就是这个原因，即使是变频器的控制线也最好与其主回路线以垂直的方式走线。

(2)抑制干扰源上的高次谐波

抑制高次谐波的方法很多，各有优缺点。

a.在变频器前侧安装线路电抗器，可抑制电源侧过电压，并能降低由变频器产生的电流畸变，避免使主电源受到严重干扰。该方案价格便宜，但谐波的效率有限，且电抗太大时会产生无法接受的电压降损失。

b.在变频器前加装LC电路无源滤波器，滤掉高次谐波。滤波器包括很多级，每一级滤掉相应的高次谐波。通常滤掉5次和7次谐波，但该方法完全取决于电源和负载，灵活性小。

c.加装与负载和电源并联的有源补偿器，通过自动产生反方向的滤波电流来消除电源和负载中的正向谐波电流。

d.当设备的四周环境受到电磁干扰时，应装设抗射频干扰滤波器，可减少主电源的传导发射，且要采取措施屏蔽电机电缆。

e.当电机电缆长度大于50m或80m(非屏蔽)时，为了防止电机启动时的瞬时过电压，减少电机对地的泄漏电流和噪声，保护电动机，在变频器与电机之间安装电抗器。 

如上图所示，F1A/F1B：2单元抗射频干扰滤波器；IL：线路电抗器；IM电机电抗器。 对(1)假如环境对辐射干扰敏感的话，应对电机电力电缆屏蔽，在变频器处，采用不锈钢卡环使屏蔽层与安装板连接而接地，以射频干扰，也可把电缆穿在金属管路之中。 对(2)导电安装板(不锈钢)应与动力电缆的屏蔽层相连结，确保滤波器、变频器和屏蔽层之间接地等电位。 采用上述措施后，高频的辐射电流被在本系统内部，向外的辐射大大减弱，离系统2m的范围内干扰比较明显，而2m以外则很快减弱。由此可见，采用的抗干扰措施的效果非常明显，从而可以忽略其对四周其它设备的干扰。(end)

发电机组及大型电动机测温装置的测试和改进

作者：　发布时间：2007-09-08 03:12:33　来源：　繁体版 访问数： 96 

>我国发电机、大型电动机铁心及绕组温度的测量在七、八十年代大多数都采用由机械转换开关、比较桥表计、康铜电阻组成的测温装置； 该装置测量精度低，误差大，随着机械开关接点不断氧化,接触电阻增大，以致装置可靠性

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BDK-W16W、JN-W16W温度巡检装置的整个电路是由数字电路构成的，而八十多台装置都出现的显示稳定性差这一具有共性的故障特征，说明问题的症结在于电路设计或外围电路上。装置的外围电路主要是输入回路，它由热电偶电阻、三端调整器LM317LZ、运算放大器4067、5V供电电源四部分组成。试验如下：断开温度巡检装置 的输入回路和供电电源，将精度为0.5级、电压为5V的直流稳压电源作为装置供电电源；将标准电阻箱的阻值调至50Ω作为输入电阻；分度号设置和现场校准后，装置显示应当为零度，但装置第一次巡检温度值和第二、第三次巡检温度值仍相差一至二度。说明故障不是电源和输入电路引起的。由于从运算放大器4067以后的电路全部为数字电路，不可能发生数据漂移问题。因此故障范围就缩小到了三端调整器LM317LZ 和调整电阻R12-R27上。断开三端调整器LM317LZ V1-V16的供电电源后，故障仍然存在，从而判断出三端调整器没有起到应有的作用。测试三端调整器LM317LZ各种数据发现输出电压很低。因此判断故障是调整电阻阻值太大，引起三端调整器LM317LZ 输出电压偏低，以致装置输入回路不能稳压、恒流，输入数据不稳定，造成温度巡检装置 显示稳定性差的故障。将原调整电阻阻值由3.9K更换为1K进行试验，观察装置显示数值的误差缩小到1度。经过多次试验，当调整电阻阻值调整到360Ω时，装置显示值最稳定。因此，故障原因是三端调整器LM317LZ V12-V16的调整电阻R12-R27造成的。 

　　改进措施：将电阻R12-R27更换为360Ω电阻，然后重新分度号设置、现场校准。

温度巡检装置在试验室运行正常，而在用电设备比较多、磁场比较强的场合使用时出现数据显示紊乱的故障原因是显见的，用示波器测试装置输入回路时发现有高次谐波输入，证实了电磁场干扰这一故障源。由于从电机热偶电阻到温度巡检装置的电缆，在一般单位都采用KVV19-10*1.5的普通控制电缆，高次谐波正是从这些电缆中传入的。另外，BDK-W16W、JN-W16W温度巡检装置都没有采取防干扰措施。因此，要解决这个问题一方面必须将装置外壳换为铁壳并对装置的处理器采取防干扰措施。另一方面将电机热偶电阻至温度巡检装置的电缆更换为DJYP2V-2×10×0.5带屏蔽层电缆。 

BDK-W16W、JN-W16W温度巡检装置通讯输入、输出端口电路采用的是全双工串行接口，它的串口通讯中仅需一根发送线，一根接收线。当一个数据写入串行口发送缓冲器以后，启动缓冲器并将数据从RXD端口串行输出，随之进一步启动缓冲驱动器74LS07进行功率放大输出。一部分电路用于驱动报警、复位、通讯、设置等状态指示灯；另一部分电路用于控制装置自动化通讯输出端口。容易损坏元器件的故障一般是由于负载短路或负载过重引起，从现场使用情况来看，负载短路的可能性很小，主要原因是驱动器74LS07负载过重。当温度巡检装置与PLC的通讯服务器由于某种原因，在数据处理协议中发生冲突时就会造成驱动器74LS07的损坏，多次损坏74LS07都是①②脚短路。而74LS07的①②脚正好是通讯端口的输入和输出端。因此，故障发生的原因是装置输出端口驱动器74LS07负载过重引起。为了彻底消除此类故障，需增加比较先进的通讯端口驱动器MXA485。用来专门驱动通讯端口输出，原缓冲驱动器74LS07只负担驱动各种指示灯。这样就减轻了74LS07的负载。具体线路改进如下：断开74LS07（U2：F）①②脚于外线路连结；断开74LS14（U3：B）④脚于外线路连结；将MXA485①脚接温度巡检装置CPU8031的⑩脚；将MXA485②③短接后接8031⒂脚；MXA485④脚接74LS07（U2：F）②脚；MXA485⑤脚接地；MXA485⑧脚接+5V电源；MXA485⑥脚接通讯输出端TXD；MXA485⑦脚接通讯输入端RXD。 

改进后温度巡检装置的运行情况 

　　经过上述四项故障的测试、分析和改进后，八十四台温度巡检装置在近一年的运行中基本上没有发生类似故障。从而大大提高了装置运行的可靠性、稳定性和正确性。同时也保证了主设备的安全、稳定、经济、可靠的运行。满足了工农业特别是大型水利工程大功率电动机定子铁芯、绕组、轴瓦及水泵轴瓦温度的测量。