1.变频器对电网的谐波污染
1)电力谐波对输电线路的影响。谐波电流使输电线路的电能损耗增加。当注入电网的谐波频率位于(在)网络谐振点附近的谐振区内时,会对输电线路和电力电缆线路造成绝缘击穿。
2)电力谐波对变压器的影响。谐波电压的存在增加了变压器的磁滞损耗、涡流损耗及绝缘的电场强度,谐波电流的存在增加了铜损。对带有非对称性负载的变压器而言,会大大增加励磁电流的谐波分量。增加输、供电设备的额外损耗,使设备的温度过热,降低设备的利用率和经济效益。
3)影响继电保护和自动装置的工作可靠性,特别对于电磁式继电器来说,电力谐波常会引起继电保护及自动装置误动或拒动,使其动作失去选择性,可靠性降低,容易造成系统事故,严重威胁电力系统的安全运行。
4)谐波还会引起电网中局部的串联或并联谐振,从而使谐波放大。
2.变频器的对外干扰
与一般的无线电电磁干扰一样,变频器产生的谐波通过传导、电磁辐射和感应耦合三种方式对电源及邻近用电设备产生谐波污染。由于变频器的输出是kHz的高频脉冲,其输出电缆对地及电动机或对地之间存在分布电容;因此会产生谐波,谐波另外会按着各自的阻抗分流到电源系统和并联的负载,对并联的电气设备产生干扰,另外与变频器输出线平行敷设的导线又会产生电磁耦合形成感应干扰,变频器输出端的谐波还会产生电磁辐射作用,对邻近的无线电及电子设备产生干扰。下面介绍一下谐波对外部设备的影响。
1)谐波或电磁辐射干扰会导致继电器保护装置的误动作,使电气仪表计量不准确,甚至无法正常工作。
2)谐波还可以通过电网传导到其他的用电器,影响了许多电气设备的正常运行,比如谐波会使变压器产生机械振动,使其局部过热,绝缘老化,寿命缩短,以至于损坏,传导来的谐波还会干扰电器设备内部软件或硬件的正常运转。
3)电磁辐射干扰使经过变频器输出导线附近的控制信号、检测信号等弱电信号受到干扰,严重时使系统无法得到正确的检测信号,或使控制系统紊乱。
4)会对通信系统工作产生干扰。电力线路上流过的幅值较大的奇次低频谐波电流通过磁场耦合时,会在邻近电力线的通信线路中产生干扰电压,干扰通信系统的工作,影响通信线路通话的清晰度,甚至在极端的情况下,还会威胁通信设备和人员的安全。
3.变频器作为噪声源
变频器中的寄生电容存在于电动机电缆和电动机内部,寄生电容会产生一个高频脉冲噪声电流,使变频器成为一个噪声源。噪声电流Is的源是逆变器,故噪声电流一定要流回逆变器。电动机在额定频率和额定负载下运行比直接运行的电动机噪声增加量一般为2 - 3dB。一般来讲,电动机在低于额定频率和额定负载下,噪声比二频运行还要小。变频器产生噪声原理示意图如图2-4所示。
图2-4 变频器产生噪声原理示意图