电抗器在水泥企业现场应用的必要性

郭建文

论　点：电抗器可抑制电网的高次谐波及提高输入电源的功率因数。
关键词：电网供电质量　电抗器　变频器
在当今的调速控制系统中，随着变频器等高科技电子装置的广泛使用，系统的电磁干扰日益严重，解决好此类问题，是确保变频器及其它工业设备长期稳定运转的必要条件，在此, 针对在现场的应用以及对变频器的影响探讨如下:
一、现场干扰源的分析（高次谐波）
产生高次谐波的原因有以下几点：
1.由于发电厂的入网电的质量本身含有一定的高次谐波，通过输电线路经中间变
电站，再次输送到各企业，然后再经变压器转换成适合本厂的电压范围，所以是产生高次谐波的主要方面之一。
　　2.水泥企业属重型企业，拥有很多大型的驱动设备及启动柜，而这些启动柜的元器件如：接触器、继电器等，由于老化接触不到位而产生拉弧及布线不合理，也是产生高次谐波的因素之一。
3.由于火力发电厂的燃煤锅炉的鼓风、引风机及冷却循环水泵等设备都是通过多台变频器调速来实现节能自动化控制的。就变频器的构造原理可知，它只能把干扰通过辐射，传导引导到电网中，其本身是一个高次谐波的干扰源。
4.电机的频繁启动，大容量接触器通断造成的开关过电压都会引起电网波动。为此我们应采取适当的措施来抑制和减少高次谐波，限制电网突变，以保证设备的长期稳定的运转。
二、减少高次谐波的措施
高次谐波对小功率的变频器而言，影响不大，但对90KW以上及中频、高频、低压及高压变频器影响尤为严重，另外大功率变频器工作时产生的高次谐波会回馈到电网中，引起谐波含量增加。水泥企业输电线路较长，电压波动较大，一般在5%左右。抑制减少高次谐波的方法有两种，首先要配制交流输入电抗器, 它具有抑制高次谐波的作用，而且还可以改善输入电源的功率因数，同时抑制电网电压的瞬时突变。其次就是要保证变频器可靠单独接地，绝对不允许与其它设备共用接地，这样可使部分高次谐波被地吸收。通过抑制、减少高次谐波，也可以很好地保护变频器的整流模块单元，因此大功率变频器配置交流输入电抗器是很有必要的。
三、变频器内部高次谐波的抑制
根据变频器的结构原理(交—直—交)整流桥模块及逆变模块的频繁开断是产生高次谐波的主要原因，因此在整流桥和滤波电容之间，串接直流电抗器，可以起到很好的滤波作用。并且配合交流输入电抗器可使电机功率因率达到0.95,至于逆变部分产生的高次谐波，可以在变频器输出与电机端串接输出电抗器，它不但可以抑制逆变部分的高次谐波，而且还可以降低电机的温升和噪音，抑制谐波在电动机绕组端部的电压重复峰值，降低对绕组绝缘的威胁。
我公司近几年销售大功率变频器较多，经验表明由于实际工作现场的复杂环境，往往会导致电网的波动，增加了高次谐波分量。由于产生谐波的因素较多，所以现场情况需要灵活掌握。符合下列条件的推荐使用交流电抗器：
1、变频器所用之处的电源容量与变频器容量之比为10:1以上。
2、同一电源上接有可控硅负载或带有开关控制的功率因数补偿装置。
3、三相电源的电压不平衡度较大（≥3%）。
当电网容量远大于变频器容量或电源容量大于1000KVA时，或对改善电源功率因数要求较高时，需加装直流电抗器。输出电抗器的使用要求：a：变频器到电机连线超过100米。b：变频器工作影响其它弱电信号。c：电机有噪音，温升偏大。直流电抗器可以与交流电抗器同时使用，可以达到更高的功率因数。当使用变频器后引起电机温升变大，噪音增加，或输出电流偏大及影响其它设备的正常使用时必须增加输出电抗器或输出滤波器，保护变频器的整流，逆变单元，使变频器长期稳定的运行。