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电压波动对变频器影响,电源滤波器的原理,断路器的选择计算
浏览69次2018-07-21 16:28
 

在供电系统在运行中,存有大量冲击性负荷与间歇性负荷,加之供电系统各种短路故障的发生都很容易造成电网电压出现短时、快速地变化,这种电压波动对采用矢量闭环控制的变频器影响很大,甚至导致其跳停,影响生产。结合实际,首先对电压波动对变频器的影响进行阐述,然后提出变频器过电压与变频器欠电压各自解决措施。

1电压波动对变频器的影响

电压波动是指电压均方根值的一系列变动或连续的改变。主要有带冲击负载的电动机启动与运行、反复短时工作负载、大型电动机启动、供电系统短路以及供电线路遭遇雷击电等原因引起。

1.1过电压对变频器的影响

通用变频器的基本组成电路是整流电路和逆变电路两部分,整流电路是将工频交流电整流成直流电。逆变电路再将直流电逆变成频率和电压可调的交流电。变频调速装置一般是均采用交一直一交电压模式。变频器过电压一般是指中间直流回路过电压,其危害主要有以下三点:一是电网电压升高会增加电机铁芯磁通,很容易造成磁路饱和,加大励磁电流,导致电机温升过大,损伤电机;二是电网电压升高会使中间直流回路电压升高后,变频器输出电压的脉冲幅度过大,对电机绝缘寿命有很大的影响;三是对中间直流回路滤波电容器寿命影响很大,甚至会引起电容器爆裂。

1.2欠电压对变频器的影响

变频器具有GTO、IGBT以及IGCT等众多功率性的器件,这些功率性器件通常有一定的过载能力,当电网欠电压幅度较小,持续时间较短时,对功率器件正常运行影响不大,当电网电压降幅过大,持续时间长时,变频器的开关电源无法起振,控制电源的输出停止或输出功率下降。很容易造成变频器控制系统发生紊乱,功率器件不能进行关断,给变频器造成损害。

2解决变频器抗电压波动能力的措施

2.1过电压故障解决措施

解决电网过电压对变频器的影响,主要思路是对变频器中间直流回路多余能量进行有效及时处理,同时要预防或者降低多余能量馈送到变频器的中间直流回路,让电网产生的过电压处于一定的允许值内。

1)装设浪涌吸收装置或者串联电抗器作为吸收装置

电网的冲击过电压、雷电导致过电压以及补偿电容在合闸或断开时是造成变频器输入端过电压的主要原因。对于此类隐患,可以在变频器装设浪涌吸收装置或者串联电抗器预防。浪涌吸收装置就是在连接逆变器和电动机的U、V、W相的各动力线间、以及这些动力线和地之间,分别连接半导体浪涌吸收元件。这些半导体浪涌吸收元件在两端子间达到规定的电压以上就流过电流并箝位电压的特性。串联电抗器能够降低电容器组的涌流倍数和涌流频率,提高短路阻抗,减小短路容量,降低短路电流,减小操作电容器组引起的过电压幅值,避免电网过电压保护等作用,是抑制过电压有效方法。

2)调整变频器已设定的参数

如果工艺流程中对负载减速时间不限定,在设置变频器减速时间参数时,以不引起中间回路过电压为限为条件设定,不能太短,避免出现负载动能释放太快情况,尤其是变频器所控制负载惯性较大的设备,减速参数要适当增加;如果生产工艺流程对负载减速时间有一定的要求,为预防变频器在限定时间内出现过电压跳停,要设定变频器失速自整定功能,也可设定变频器的频率值,通过减缓频率降低所控制设备的转速。

3)增加泄放电阻

泄放电阻就是在储能元件两端并联的电阻,给储能元件提供一个消耗能量的通路,使电路安全。这个电阻叫泄放电阻。可以是二极管,如电感(继电器线包)并联的二极管。当前功率较小变频器一般在制造时内部中间直流回路都设计了控制单元与泄放电阻,而大功率的变频器为给其中间直流回路能够很好的释放多余的能量提供通道,应该根据工艺需要增加泄放电阻,从而预防过电压。

4)增加逆变电路

逆变电路基本作用是在控制电路的控制下,将中间的直流电路输出的直流电源转换为频率和电压都任意可调的交流电源,在变频器的输入侧增加逆变电路,可以使变频器中间直流回路多余的能量回馈给电网。但造价较高,技术要求复杂。

5)在中间直流回路上加合适电容

根据变频器的容量以及其中间直流回路的电流电压的估算,可以在其中间直流回路上增加合适的电容,此电容能够稳定回路电压,提升回路承受过电压的能力,也可在设计阶段选用较大容量的变频器来有效防治过电压的影响。

6)降低工频电源电压

当前,常用变频器电源侧均是采不可控整流桥,其特点是电源电压较高,中间直流回路产生的电压也跟着升高。譬如电源电压为380V时,变频器的直流回路电压达到537V,如果变频器离变压器的位置较劲,其输入电压一般为400V以上,导致中间直流回路承受过电压会更高。因此,在条件容许下,可利用变压器的分接开关,通过低压档的放置降低电源电压来提升变频器过电压能力。

7)多台变频器共用直流母线

可根据实际需要进行设计将多台变频器的直流母线回路并联在一起(变频器本身设计有外接的直流母线输出端子),这样任何一台变频器从直流母线上取用的电流通常情况下都是大于同时间从外部馈入的多余电流,可以保持共用直流母线的电压,因此,至少两台同时运行的变频器具有共用直流母线能够平衡变频器的直流母线电压,使设备启动、停止时对电网的冲击也低,同时在电机停机成了发电机,能量回馈到直流母线。

8)通过控制系统功能优势解决变频器过电压问题

变频器的减速和负载的突降一般受在工艺流程中的受控制系统控制。因此,可以在变频器的减速和负载的突降前,通过支配的工艺流程控制系统对变频器进行控制,降低过多的能量馈入变频器的中间直流回路。譬如把变频器输入侧的不可控整流桥换成半可控或全控整流桥规律性减速过电压,在工艺流程减速前,可以把中间直流电压控制符合要求低值范围内,同时增加了中间直流回路承受馈入能量的能力,预防过电压。如果生产工艺流程使变频器规律性负载突降,在负载突降前,可以通过FOXBORO的DCS集散系统的控制功能的控制系统,适当提升将变频器的频率,减少变频器中间直流回路被负载侧过多的能量馈入。

2.2欠电压故障解决措施

1)设置变频器自动再起动功能

功率大的设备在起动时造成的电压短时跌落,很容易使变频器因欠压而保护跳停,因此,设置变频器自动再起动功能有效预防欠电压对变频器的影响。其设计就是变频器在失电后,滤波电容器放电,逆变器控制电源失电时能够自动复位。也有部分变频器有“工频切换选用件”,可以通过这种选用件设置因瞬停等原因脱离变频器的电机在复电时继续运转,即作为瞬停再启动装置使用,这样变频器的逆变器控制电源在突然失电后,可以进行自动复位。当前,实现瞬时停电再起动主要有以下几种措施:一是等变频器所控制的设备完全停止后,再进行自行启动;二是利用外加机械制动或者直流制动使变频器所控制的设备迅速停止运行,减少自由旋转时间;三是在通用变频器中采用停电后检测由剩磁产生的感应电动势的频率,通过光耦和比较器将正弦波变成方波,通过检测方波的频率得到电机的运行频率,变频器按照此频率值和相应的电压可再起动变频器所控制的设备。

电气百科:SF6断路器严重泄露时应注意的事项

SF6气体是一种惰性化学气体,虽然本身无毒,但大量吸入却使人因缺氧而窒息。由于$F6比空气重5倍,当SF6断路器严重泄漏时,大量SF6气体将充人配电室、电缆沟或地面,并从低到高逐渐堆集,将低凹空间内的空气"挤走"。此时如果有人进入配电室和电缆沟内工作,将吸人大量的SF6气体,停留时间过长就会因缺氧而死亡。

因此,在有SF6气体大量外漏的场所,应开窗通风或用排风设备将$F6气体排出。只有当SF6气体在室内稀薄到一定程度后,才允许人员进入。在有人长期工作的环境中,SF6气体的允许浓度,美国卫生标准建议可为万分之一百。

电气百科:电源滤波器的原理及其作用

电源滤波器,又名“电源EMI滤波器”,或是“EMI电源滤波器”,是一种无源双向网络,是一种对电源中特定频率的频点或该频点以外的频率进行有效滤除的电气设备。当我们选用电源滤波器时,应主要考虑三个方面的指标;首先是电压、电流,其次是插入损耗,最后是结构尺寸。由于滤波器内部一般是经过灌封处理的,因此环境特性不是主要问题。但是所有的灌封材料和滤波电容器的温度特性对电源滤波器的环境特性有一定的影响。

电源滤波器是一种无源双向网络,它的一端是电源,另一端是负载。

电源滤波器的原理就是一种——阻抗失配网络:电源滤波器输入、输出侧与电源和负载侧的阻抗失配越大,对电磁干扰的衰减就越有效。

电源滤波器的作用:

EMI电源滤波器起到两个低通滤波器的作用:一个是衰减共模干扰,另一个是衰减差模干扰。 EMI电源滤波器能在阻带范围内衰减射频能量,而让工频无衰减,或者很少的衰减,就能通过EMI电源滤波器。 EMI电源滤波器是电子设备设计工程师控制传到电磁干扰和辐射电磁干扰的首选工具。

电气百科:断路器的选择计算

就是知道电动机额定电流、起动电流,怎么选择电动机的断路器

每种低压断路器都有自己的过载曲线,而且是反时限的。当电流越大的时候,时限越短。

看了要举例说明了 以DZ47-63 型小型断路器为例,按脱扣形式主要分为D型和C 型两种,主要用于交流50Hz,额定电压380V,额定运行短路电流不超过 6000A 的配电线路中作过载和短路保护,也可作为不频繁通断操作与转换之用。C 型用于照明及民用的配电,D 型用于工业动力配电。现介绍 DZ47-63(D)型小型断路器主要技术性能参数如下:

(1)保护功能:过载长延时和瞬时短路保护功能。

(2)过电流脱扣特性 (3)额定分断能力:380V 时4000A,220V 时6000A。

(4)机械电气寿命:4000 次。

DZ47-63 型的C 型和D 型两种脱扣形式的小型断路器区别在于前者要求5 倍额定电流时0.1 秒内不脱扣,后者则为7倍额定电流时0.1 秒内不脱扣,承受瞬时峰值电流的能力更强,避让电动机启动电流的可靠性更高。

所以,选择低压断路器时,对电动机类负荷,一定要选择过载能力很强的开关。 如果你的保护使用的电子保护,那更好办。 对于重载起动的电动机,(分绕线式和鼠笼式) 起动电流是额定电流的2~4倍,4~8倍, 起动时间是是8~15秒,15~20秒。可以使用反时限整定开关整定值。

电气百科:LMZJ1-0.5浇注式电流互感器

LMZJ1-0.5浇注式电流互感器

LMZJ1-0.5型电流互感器概述:

该电流互感器为户内型、浇注式、全封闭结构产品。适用于额定频率为50Hz或60Hz,额定电压0.66kV以下的电力系统中作电流、电能测量。

LMZJ1-0.5型电流互感器结构简介:

该系列电流股行情为不饱和环氧树脂浇注、全封闭结构,使产品不易受潮;导磁材料采用经退火处理的环形铁芯,以保证产品0.2或0.5级的精度;超导磁材料的应用使产品在同体积下能达到0.2S或0.5S级,使产品能在一次电流1%-120%宽负荷下准确的计量电能。一次为:P1、P2,二次为1S1,1S2;当一次电流由P1流向P2时,二次电流由S1经外部回路流向S2即为减极性。

LMZJ1-0.5型电流互感器特点:

本系列互感器,外壳采用进口阻燃材料高压注塑成形,绝缘性能高,重量轻,体积小,符合电控设计,紧凑化趋向要求,随产品附带弯片安装和侧装卡片,安装方便灵活,不同的窗孔种类设计可与任何汇流排及电缆对应使用。

LMZJ1-0.5型电流互感器规格:

BH-0.66 型圆,方孔可穿母线,也可穿汇流排,一般做监控用

SDH-H型卧式方孔可穿越1-2块汇流排,

BH-0。66 Ⅲ型可穿越1-3块汇流排,在供电系统计能用,也可与电流继电器配套作保护之用。

电气百科:配电柜箱

配电柜(箱)分动力配电柜(箱)和照明配电柜(箱),是配电系统的末级设备。

1.配电柜(箱)安装

配电柜(箱)安装要求是:配电柜(箱)应用不可燃材料制作;触电危险性小的生产场所和办公室,可安装开启式的配电板;触电危险性大或作业环境较差的加工车间、铸造、锻造、热处理、锅炉房、木工房等场所,应安装封闭式箱柜;有导电性粉尘或产生易燃易爆气体的危险作业场所,必须安装密闭式或防爆型的电气设施;配电柜(箱)各电气元件、仪表、开关和线路应排列整齐,安装牢固,操作方便 柜(箱)应内无积尘、积水和杂物;落地安装的柜(箱)底面应高出地面50~100 mm;操作手柄中心高度一般为1.2~1.5m;柜(箱)前方0.8~1.2m的范围内无障碍物;保护线连接可靠;柜(箱)以外不得有裸带电体外露;必须装设在柜(箱)外表面或配电板上的电气元件,必须有可靠的屏护。

2.配电柜(箱)运行

配电柜(箱)内各电气元件及线路应接触良好,连接可靠;不得有严重发热、烧损现象。配电柜(箱)的门应完好;门锁应有专人保管

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