電抗器在水泥企業現場應用的必要性

郭建文

論　點：電抗器可抑制電網的高次諧波及提高輸入電源的功率因數。
關鍵詞：電網供電質量　電抗器　變頻器
在當今的調速控制系統中，隨著變頻器等高科技電子裝置的廣泛使用，系統的電磁干擾日益嚴重，解決好此類問題，是確保變頻器及其它工業設備長期穩定運轉的必要條件，在此, 針對在現場的應用以及對變頻器的影響探討如下:
一、現場干擾源的分析（高次諧波）
產生高次諧波的原因有以下幾點：
1.由于發電廠的入網電的質量本身含有一定的高次諧波，通過輸電線路經中間變
電站，再次輸送到各企業，然后再經變壓器轉換成適合本廠的電壓范圍，所以是產生高次諧波的主要方面之一。
　　2.水泥企業屬重型企業，擁有很多大型的驅動設備及啟動柜，而這些啟動柜的元器件如：接觸器、繼電器等，由于老化接觸不到位而產生拉弧及布線不合理，也是產生高次諧波的因素之一。
3.由于火力發電廠的燃煤鍋爐的鼓風、引風機及冷卻循環水泵等設備都是通過多臺變頻器調速來實現節能自動化控制的。就變頻器的構造原理可知，它只能把干擾通過輻射，傳導引導到電網中，其本身是一個高次諧波的干擾源。
4.電機的頻繁啟動，大容量接觸器通斷造成的開關過電壓都會引起電網波動。為此我們應采取適當的措施來抑制和減少高次諧波，限制電網突變，以保證設備的長期穩定的運轉。
二、減少高次諧波的措施
高次諧波對小功率的變頻器而言，影響不大，但對90KW以上及中頻、高頻、低壓及高壓變頻器影響尤為嚴重，另外大功率變頻器工作時產生的高次諧波會回饋到電網中，引起諧波含量增加。水泥企業輸電線路較長，電壓波動較大，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，同時抑制電網電壓的瞬時突變。其次就是要保證變頻器可靠單獨接地，絕對不允許與其它設備共用接地，這樣可使部分高次諧波被地吸收。通過抑制、減少高次諧波，也可以很好地保護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、變頻器內部高次諧波的抑制
根據變頻器的結構原理(交—直—交)整流橋模塊及逆變模塊的頻繁開斷是產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功率因率達到0.95,至于逆變部分產生的高次諧波，可以在變頻器輸出與電機端串接輸出電抗器，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的溫升和噪音，抑制諧波在電動機繞組端部的電壓重復峰值，降低對繞組絕緣的威脅。
我公司近幾年銷售大功率變頻器較多，經驗表明由于實際工作現場的復雜環境，往往會導致電網的波動，增加了高次諧波分量。由于產生諧波的因素較多，所以現場情況需要靈活掌握。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載或帶有開關控制的功率因數補償裝置。
3、三相電源的電壓不平衡度較大（≥3%）。
當電網容量遠大于變頻器容量或電源容量大于1000KVA時，或對改善電源功率因數要求較高時，需加裝直流電抗器。輸出電抗器的使用要求：a：變頻器到電機連線超過100米。b：變頻器工作影響其它弱電信號。c：電機有噪音，溫升偏大。直流電抗器可以與交流電抗器同時使用，可以達到更高的功率因數。當使用變頻器后引起電機溫升變大，噪音增加，或輸出電流偏大及影響其它設備的正常使用時必須增加輸出電抗器或輸出濾波器，保護變頻器的整流，逆變單元，使變頻器長期穩定的運行。