變頻器在電力系統工程應用中的干擾及解決方法

周超

摘要：變頻器是電力系統中電力控制里極為重要的設備，但是在其實際應用和工作的過程中，經常會受到多種因素的干擾和不良影響，造成電力控制能力和水平下降，給電力系統的正常運轉帶來不穩定的因素，還會造成很大的安全隱患甚至出現電力安全事故。為此，檢修人員需要積極的尋求解決干擾問題的辦法和處理方式，也要探索出多種可以有效控制和消除干擾因素的解決方法。但是要注重解決方案選擇是否具有合理性和科學性，防止再次引發故障問題。

關鍵詞：變頻器;電力系統;干擾

1變頻器運行過程中經常會受到干擾的因素

1.1諧波電流影響因素

變壓器內部運行過程中會產生特定的諧波電力，這種電流會影響供電系統的正常運行，在阻抗設備上產生相應的電壓降，一旦出現變壓降就會影響電壓波形的正常應用，導致整個電路發生畸形的情況。這是干擾設備運行的一個常見性因素，電壓畸變這種技術能夠保證正弦波的平頂穩定運行。當整個諧波電流達到特定的值時，電源的強度較弱，這就會加重電壓畸變情況的發生，產生嚴重的現象。這種干擾會對相關設備的運行產生特定的干擾，不受到設備本身以及其他變頻器的影響。

1.2信號傳導發射干擾因素

在電力系統的負載電壓的轉化過程中，會將電壓轉化為脈沖形式的電壓，變頻器設備在通過電流產生電壓時也是以脈沖電壓的形式，由于這種電流在形成脈沖式的電壓期間其內部具備了很多高頻的成分，那么在發射這些高頻成分的同時，就會對變頻器本身造成射頻形態的不良干擾，這種干擾也是會對與變頻器設備同出一個電力網絡系統中的設備造成嚴重的干擾，而且不會受到距離之間的制約和削弱。

1.3射頻干擾輻射應用影響

變頻器還有兩個非常重要的設施，主要有輸入電纜和輸岀電纜兩種，這兩種電纜也會產生不同程度的輻射干擾，一旦發生干擾時，整個變壓器的輸入電纜處就會有一些特定的電流進行干擾。電纜在變壓器運行中承擔的角色與天線類似，因此就一定會產生不同程度的電磁波輻射力度，進而影響整個設備的正常運行，干擾設備的穩定應用。輸出電纜本身需要傳輸PWM電壓，這種電壓本身具有高強度的頻率應用，產生較強的電磁波輻射效果，對設備運行產生一些特定的干擾。電壓器在運行過程中涉及到了一些電磁學領域的相關原理，而要想形成系統的電磁波干擾一定要具備以下三個主要條件：主要有實際干擾源、相關干擾途徑、敏感影響度。為了降低電磁波的干擾情況，一般來說會采用硬件與軟件兩種方式進行合理干擾。硬件的干擾措施是整個干擾系統中的基本應用措施，為了降低干擾效果.主要會從抵抗和放任兩個方面采取相關的措施。保證應用過程中起到充分的抑制作用，消除不同程度的干擾源，降低干擾對系統的正常應用性，這樣能夠大大降低整個信號的應用敏感效果。一般來說可以應用特殊隔離、過濾電磁波、屏蔽不良影響、變相接地等多種方法。

2對抗干擾因素的具體解決辦法

2.1利用變頻器自身的頻率調節能力

變頻器其內部有強大的控制系統來實現各種功能作用，它的表面結構之上存在一個人機交互的界面操作系統，人們可以根據其工作時的負載波段的頻率大小，根據工作需求和安全需要將其頻率下調，并保持在一個能夠支撐正常運轉的數值范圍之內，但是這種方法有時并不能解除干擾因素的影響，在頻率下調的情況下還是會出現干擾。

2.2合理規范接地系統中各個要點的規劃布局

要對抗和防范干擾因素要從電力工程的接地系統入手，要對接地系統根據所處的環境進行合理的規劃和布局，在變頻器設備的主要回路的端子接地系統的安裝中要保持接地的可靠性，要將保護以及正常的工作接地系統分成兩個地極來設置和安排相應的規劃，并且將接地系統裝置與弱電狀態下的各種設備保持一定的安全距離，將各型設備的接地端口最后集中在專門的電柜箱之中，并分別設置好其對應的接地點，要做好信號傳輸和控制的屏蔽接地工作，要與工作電路的接地區分開來。

2.3對干擾源實行屏蔽

干擾因素的存在必定有其固定的源頭，在對抗各種干擾時，如果能夠將存在的干擾源屏蔽，那么變頻器設備就不會受到干擾因素的不良影響。我們以這個思路來分析干擾源的屏蔽方式和措施。變頻器設備本身外部結構所采用的鐵殼結構就是為了能夠屏蔽掉各種干擾源，但是連接變頻器的還有很多輸入、輸出的線路，這些線路會受到干擾，因此在線路的外部要套上鋼管以作防護，而要完善這套屏蔽方案，就必須要分清各條線路的作用和干擾因素的影響，在屏蔽過程中要確保雙絞線、主要的線路以及控制線路相互隔離，防止其屏蔽性功能下降，并為此形成不良影響。

2.4合理的布線

具體方法有：其一，設備的電源線和信號線應盡量遠離變頻器的輸入輸出線。其二，其它設備的電源線和信號線應避免和變頻器的輸入輸出線平行。

2.5干擾的隔離

所謂干擾的隔離，是指從電路上把干擾源和易受干擾的部分隔離開來，使他們不發生電的聯系。通常是在電源和控制器及變送器等放大器電路之間在電源線上采用隔離變壓器以免傳導干擾，電源隔離變壓器可應用噪聲隔離變壓器。

2.6在系統線路中設置濾波器

設備濾波器的作用是為了抑制干擾信號從變頻器通過電源線傳導干擾到電源和電動機。為減少電磁噪聲和損耗，在變頻器輸出側可設置輸出濾波器;為減少對電源干擾，可在變頻器輸入側設置輸入濾波器。若線路中有敏感電子設備如控制器和變送器等，可在電源線上設置噪聲濾波器以免傳導干擾。

2.7采用電抗器

在變頻器的輸入電流中頻率較低的諧波成分（5次諧波、7次諧波、11次諧波、13次諧波等）所占的比重是很高的，它們除了干擾其它設備的正常運行之外，還因為它們消耗了大量的無功功率，使線路的功率因素大為下降。在輸入電路內串入電抗器是抑制較低諧波電流的有效方法。根據接線位置的不同，主要有以下兩種：第一，交流電抗器：串聯在電源與變頻器的輸入側之間。其主要功能有：a.通過抑制諧波電流，將功率因素提高至（0.75-0.85）;b.削弱輸入電路中的浪涌電流對變頻器的沖擊;c.削弱電源電壓不平衡的影響。第二，直流電抗器：串聯在整流橋和濾波電容器之間。它的功能比較單一，就是削弱輸入電流中的高次諧波成分。但在提高功率因素方面比交流電抗器有效，可達0.95，并具有結構簡單、體積小等優點。

3結束語

檢修人員還要在具體的工作中，對于干擾因素進行更加深入的分析，要從其源頭找到解決辦法，而對于檢修技術本身來說，還要不斷開展技術的創新和優化，這樣才能更加科學、合理的去應對各種來源的干擾性因素，從而為變頻器的正常工作狀態保駕護航，大大強化其抵抗干擾的性能，維持穩健、高水平的工作狀態。解決變頻器受到的干擾問題，其實對于整個電力系統的正常運轉來說也起到了極為重要的作用和意義。

參考文獻

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