使用變頻器后無功補(bǔ)償柜的保險(xiǎn)頻繁燒毀的原因分析

某小區(qū)的供熱站，一臺(tái)250kW的鼓風(fēng)機(jī)向鍋爐內(nèi)吹煤粉。原來使用節(jié)風(fēng)門調(diào)整鼓風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，從而控制燃燒量。現(xiàn)在采取了變頻器控制鼓風(fēng)機(jī)，通過鼓風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢來控制燃燒量。改造后，節(jié)電效果顯著，但是卻發(fā)現(xiàn)無功補(bǔ)償裝置中的保險(xiǎn)頻繁燒毀。希望解決這個(gè)問題。

　　這是由于變頻器工作時(shí)產(chǎn)生很強(qiáng)的諧波電流發(fā)射。

　　變頻器發(fā)射的諧波電流注入到系統(tǒng)中，會(huì)在電容上產(chǎn)生較大的電流。這有兩個(gè)原因。

　　第一， 諧波電流的頻率較高，補(bǔ)償電容對(duì)高頻電流具有更小的阻抗，因此會(huì)產(chǎn)生較大的電流。

　　第二， 諧波電流會(huì)在系統(tǒng)中發(fā)生諧振，導(dǎo)致諧波電流被放大，這個(gè)原因通常是問題的主要原因。

　　在電力系統(tǒng)中，變壓器與無功補(bǔ)償電容構(gòu)成了一個(gè)LC并聯(lián)電路，如圖1所示。這個(gè)電路有一個(gè)固有的諧振頻率f0，當(dāng)f0與諧波的頻率相同時(shí)，諧波電流會(huì)被方法，在LC構(gòu)成的回路中產(chǎn)生很大的電流，一般會(huì)達(dá)到諧波源電流的10~20倍，這對(duì)系統(tǒng)和電容的損害都非常大。

　　補(bǔ)償電容支路上的保險(xiǎn)燒毀，恰好說明起到了保護(hù)作用，否則會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的后果，例如，電容爆炸，變壓器過熱等。

　　出現(xiàn)上述問題時(shí)，可以有兩個(gè)方法來解決。

　　第一個(gè)方法，在電容上串聯(lián)電抗L1，并使L1與C構(gòu)成的串聯(lián)電路的諧振點(diǎn)低于最低次諧波電流的頻率，本案中，低于5次諧波。電抗(L+L1)與補(bǔ)償電容C構(gòu)成的回路的諧振頻率必然低于諧波源的頻率，因此不會(huì)發(fā)生諧振。

　　第二個(gè)方法是減小諧波源的諧波電流。具體方法是在變頻器的電源輸入端安裝HTHF諧波濾波器。

　　本案中采取了第二個(gè)方法。采取措施后，無功補(bǔ)償柜工作正常，沒有再出現(xiàn)保險(xiǎn)燒毀的現(xiàn)象。

　　通過本案例可知，企業(yè)在對(duì)電機(jī)進(jìn)行變頻器節(jié)能改造時(shí)，不能忽視變頻器諧波電流帶來的危害。怎樣回避諧波電流帶來的風(fēng)險(xiǎn)呢?只要在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)節(jié)電柜提出諧波電流的限制要求就可以了。（　　對(duì)節(jié)電柜的諧波電流的限制要求可以采用GB17625標(biāo)準(zhǔn)或者IEEE519標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)調(diào)研，歐美企業(yè)采用IEEE519標(biāo)準(zhǔn)的較多，主要內(nèi)容是規(guī)定總諧波電流畸變率THID 8%。

　　只要在節(jié)電方案的設(shè)計(jì)中采取了預(yù)防措施，就完全能夠規(guī)避諧波電流帶來的風(fēng)險(xiǎn)。