在工業(yè)生產(chǎn)中,變頻器調(diào)速既能實現(xiàn)無級調(diào)速,又可以節(jié)能,因而應(yīng)用十分廣泛。然而變頻器輸入側(cè)是一個非線性的整流電路,外接電源電網(wǎng)含有諧波,還有其他設(shè)備的高次諧波等等。為了防止電網(wǎng)和其他干擾源對變頻器的干擾,同時減少變頻器將對其他設(shè)備和電網(wǎng)的影響,常在變頻器的輸入、輸出端配置相應(yīng)的濾波器、電抗器、斷路器等外圍設(shè)備。所以
變頻器保護(hù)外圍設(shè)備的合理選擇,是保證變頻器正常運(yùn)行的先決條件。本文將對變頻器外圍設(shè)備中輸入輸出電抗器的選擇做簡單介紹。
1.變頻器外圍設(shè)備構(gòu)成變頻器外圍設(shè)備一般如圖所示
由于電源容量、輸入電壓、變頻器與電動機(jī)的電纜長短、變頻器輸出頻率的大小等不同,選擇保護(hù)設(shè)備不能一概而論,所以上圖中有些設(shè)備在有些情況下是可以不配置的。
2.輸入電抗器
2.1輸入電抗器作用
輸入電抗器又稱電源協(xié)調(diào)電抗器,它能夠限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊,有效地保護(hù)變頻器和改善其功率因數(shù),有效地抑制諧波電流。輸入電抗器串連在電源進(jìn)線與變頻器輸入側(cè),用于抑制輸入電流的高次諧波,
減少電源浪涌對變頻器的沖擊,改善三相電源的不平衡性,提高輸入電源的功率因數(shù)。輸入電抗器既能阻止來自電網(wǎng)的干擾,又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。當(dāng)電源容量很大時,更要防止各種過電壓引起的電流沖擊,因為它們對變頻器內(nèi)整流二極管和濾波電容器都是有威脅的。
變頻器專用輸入輸出電抗器
1、電抗器適用于無功功率補(bǔ)償和諧波的治理系統(tǒng)中,可以改善功率因數(shù),對諧波起濾波作用,以抑制電網(wǎng)電壓波形畸變,從而改變電網(wǎng)質(zhì)量和保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行。
2、進(jìn)線電抗器用來限制電網(wǎng)電壓突變和操作過電壓引起的電流沖擊,平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖,或平滑橋式整流電路換相時產(chǎn)生的電壓缺陷
,它既能阻止來自電網(wǎng)的干擾,又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對電網(wǎng)的污染。
3、直流電抗器(又稱平波電抗器)主要用于變流器的直流側(cè),電抗器中流過的具有交流分量的直流電流。主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,
保持整流電流連續(xù),減小電流脈動值,改善輸入功率因數(shù).
4、輸出電抗器的主要作用是補(bǔ)償長線分布電容的影響,并能抑制輸出諧波電流,提高輸出高頻阻抗,有效抑制dv/dt.減低高頻漏電流,起到保護(hù)變頻器,減小設(shè)備噪聲的作用。
電力網(wǎng)中所采用的電抗器,實質(zhì)上是一個無導(dǎo)磁材料的空心線圈。它可以根據(jù)需要,布置為垂直、水平和品字形三種裝配形式。在電力系統(tǒng)發(fā)生短路時,會產(chǎn)生數(shù)值很大的短路電流。
如果不加以限制,要保持電氣設(shè)備的動態(tài)穩(wěn)定和熱穩(wěn)定是非常困難的。因此,為了滿足某些斷路器遮斷容量的要求,常在出線斷路器處串聯(lián)電抗器,增大短路阻抗,限制短路電流。
由于采用了電抗器,在發(fā)生短路時,電抗器上的電壓降較大,所以也起到了維持母線電壓水平的作用,使母線上的電壓波動較小,保證了非故障線路上的用戶電氣設(shè)備
運(yùn)行的穩(wěn)定性。
近年來,在電力系統(tǒng)中,為了消除由高次諧波電壓、電流所引起的電容器故障,在電容器回路中采用串聯(lián)電抗器的方法改變系統(tǒng)參數(shù),已取得了顯著的效果。
3 電抗器的工作原理:220kV、110kV、35kV、10kV電網(wǎng)中的電抗器是用來吸收電纜線路的充電容性無功的。可以通過調(diào)整并聯(lián)電抗器的數(shù)量來調(diào)整運(yùn)行電壓。超高壓并聯(lián)電抗器有改善電力系統(tǒng)無功功率有關(guān)運(yùn)行
狀況的多種功能,主要包括:(1)輕空載或輕負(fù)荷線路上的電容效應(yīng),以降低工頻暫態(tài)過電壓。(2)改善長輸電線路上的電壓分布。(3)使輕負(fù)荷時線路中的無功功率盡可能就地平衡,防止
無功功率不合理流動同時也減輕了線路上的功率損失。(4)在大機(jī)組與系統(tǒng)并列時降低高壓母線上工頻穩(wěn)態(tài)電壓,便于發(fā)電機(jī)同期并列。(5)防止發(fā)電機(jī)帶長線路可能出現(xiàn)的自勵磁諧振現(xiàn)象。
(6)當(dāng)采用電抗器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗接地裝置時,還可用小電抗器補(bǔ)償線路相間及相地電容,以
加速潛供電流自動熄滅,便于采用。依靠線圈的感抗阻礙電流變化的電器。
按用途分為7種:
①限流電抗器。串聯(lián)于電力電路中,以限制短路電流的數(shù)值。
②并聯(lián)電抗器。一般接在超高壓輸電線的末端和地之間,起無功補(bǔ)償作用。
③通信電抗器。又稱阻波器。串聯(lián)在兼作通信線路用的輸電線路中,用以阻擋載波信號,使之進(jìn)入接收設(shè)備。④消弧電抗器。又稱消弧線圈。接于三相變壓器的中性點(diǎn)與地之間,用以在三相電網(wǎng)的一相接地時供給電感性電流,
以補(bǔ)償流過接地點(diǎn)的電容性電流,使電弧不易起燃,從而消除由于電弧多次重燃引起的過電壓。
⑤濾波電抗器。用于整流電路中減少竹流電流上紋波的幅值;也可與電容器構(gòu)成對某種頻率能發(fā)生共振的電路,以消除電力電路某次諧波的電壓或電流。
⑥電爐電抗器。與電爐變壓器串聯(lián),限制其短路電流。⑦起動電抗器。與電動機(jī)串聯(lián),限制其起