变频器常见故障

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1、 1、电力系统基础知识、电力系统基础知识 ? 电力系统的构成 ? 电力系统的额定电压 ? 电力系统的中性点运行方式 ? 供电质量的主要指标 ? 电气主接线方式 电力系统的构成电力系统的构成 一个完整的电力系统由分布各地的各种类型的发电厂、 升压和降压变电所、 输电线路及 电力用户组成，它们分别完成电能的生产、电压变换、电能的输配及使用。 图 11 电力系统的组成示意图 (35110)kV (610)kV 0.4kV 厂用变 (610)kV 降压变电所 其他电网 发电及升压 (110500)kV 电力系统的额定电压电力系统的额定电压 电网电压是有等级的， 电网的额定电压等级是根据国民经济发展的需

2、要、 技术经济的合 理性以及电气设备的制造水平等因素，经全面分析论证，由国家统一制定和颁布的。 表 11 我国交流电力网和电气设备的额定电压 电力变压器额定电压 电力网和用电设备 额定电压 发电机 额定电压 一次绕组 二次绕组 低压 V 220/127 380/220 660/380 230 400 690 220/127 380/220 660/380 230/133 400/230 690/400 高压 kV 3 6 10 35 63 110 220 330 500 750 3.15 6.3 10.5 13.8,15.75,18,20 3 及 3.15 6 及 6.3 10 及 10.5

3、13.8,15.75,18,20 35 63 110 220 330 500 750 3.15 及 3.3 6.3 及 6.6 10.5 及 11 38.5 69 121 242 363 550 1用电设备 用电设备的额定电压和电网的额定电压一致。实际上，由于电网中有电压损失，致使各 点实际电压偏离额定值。 为了保证用电设备的良好运行， 国家对各级电网电压的偏差均有严 格规定。显然，用电设备应具有比电网电压允许偏差更宽的正常工作电压范围。 2发电机 发电机的额定电压一般比同级电网额定电压高出 5%，用于补偿电网上的电压损失。 3变压器 变压器的额定电压分为一次和二次绕组。对于一次绕组，当变压器

4、接于电网末端时，性 质上等同于电网上的一个负荷(如工厂降压变压器)，故其额定电压与电网一致，当变压器接 于发电机引出端时(如发电厂升压变压器)，则其额定电压应与发电机额定电压相同。对于二 次绕组，额定电压是指空载电压，考虑到变压器承载时自身电压损失(按 5%计)，变压器二 次绕组额定电压应比电网额定电压高 5%，当二次侧输电距离较长时，还应考虑到线路电压 损失(按 5%计)，此时， 二次绕组额定电压应比电网额定电压高 10%。 电力系统的中性点运行方式电力系统的中性点运行方式 在电力系统中， 当变压器或发电机的三相绕组为星形联结时， 其中性点可有两种运行方 式：中性点接地和中性点部接地。中性点

5、直接接地系统称为大电流接地系统，中性点不接地 和中性点经消弧线圈（或电阻）接地的系统称为小电流接地系统。中性点的运行方式主要取 决于单相接地时电气设备绝缘要求及供电可靠性。图 12 列出了常用的中性点运行方式。 图中，电容 C 为输电线路对地分布电容。 ABCABCABCABC0000a)b)d)c)图 12 电力系统中性点运行方式 a)中性点直接接地 b)中性点不接地 c)中性点经消弧线圈接地 d)中性点经电阻接地 中性点直接接地方式：当发生一相对地绝缘破坏时，即构成单相短路，供电中断，可靠 性降低。 但是， 该方式下非故障相对地电压不变， 电气设备绝缘水平可按相电压考虑。 此外， 在 38

6、0/220V 低压供电系统中，线对地电压为相电压，可接入单相负荷。 中性点不接地方式：当发生单相接地故障时，线电压不变，而非故障相对地电压升高到 原来相电压的3 倍，供电不中断，可靠性高。 供电质量的主要指标供电质量的主要指标 决定用户供电质量的指标为电压、频率和可靠性。 1电压 理想的供电电压应该是幅值恒为额定值的三相对称正弦电压。由于供电系统存在阻抗、 用电负荷的变化和用电负荷的性质等因素， 实际供电电压无论是在幅值上、 波形上还是三相 对称性上都与理想电压之间存在着偏差。 （1）电压偏差：电压偏差是指电网实际电压与额定电压之差，实际电压偏高或偏低对 用电设备的良好运行都有影响。 （2）电

7、压波动和闪变：电网电压的均方根值随时间的变化称为电压波动，由电压波动 引起的灯光闪烁对人眼脑的刺激效应称为电压闪变。当电弧炉等大容量冲击性负荷运行时， 剧烈变化的负荷电流将引起线路压降的变化，从而导致电网发生电压波动。 （3）高次谐波：当电网电压波形发生非正弦畸变时，电压中出现高次谐波。高次谐波 的产生，除电力系统自身背景谐波外，在用户方面主要由大功率变流设备、电弧炉等非线性 用电设备所引起。高次谐波的存在降导致供电系统能耗增大、电气设备绝缘老化加快，并且 干扰自动化装置和通信设施的正常工作。 （4）三相不对称：三相电压不对称指三个相电压的幅值和相位关系上存在偏差。三相 不对称主要由系统运行参

8、数不对称、 三相用电负荷不对称等因素引起。 供电系统的不对称运 行，对用电设备及供配电系统都有危害，低压系统的不对称运行还会导致中性点偏移，从而 危及人身和设备安全。 2频率 我国规定的电力系统标称频率（俗称工频）为 50Hz，国际上标称频率有 50Hz 和 60Hz 两种。 由电力系统供电的交流用电设备的工作频率应与电力系统频率相一致。 为了达到某种 特殊目的，有的用电设备需在其它频率下工作，则可配以专用变频电源供电，如高频加热、 电动机变频调速等。 当电能供需不平衡时， 系统频率会偏离其标称值。 频率偏差不仅影响用电设备的工作状 态、产品的产量和质量，更重要的影响到电力系统的稳定运行。 用

9、户供电系统的电压频率是由电力系统保证的。 我国国标规定， 电力系统正常频率偏差 允许值为0.2Hz，当系统容量较小时，偏差值可以放到0.5Hz。 3可靠性 可靠性即根据用电负荷的性质和突然中断其供电在政治或经济上造成损失和影响的程 度，对用电设备提出的不允许中断供电的要求。按照供电可靠性要求，用电负荷分为下列三 级： （1）一级负荷：突然停电将造成人身伤亡，或在经济上造成重大损失，或在政治上造 成重大不良影响者。 如重要交通和通信枢纽用电负荷、 重点企业中的重大设备和连续生产线、 政治和外事活动中心等。 （2）二级负荷：突然停电将在经济上造成较大损失，或在政治上造成不良影响者。如 突然停电将造

10、成主要设备损坏或大量产品报废或大量减产的工厂用电负荷， 交通和通信枢纽 用电负荷，大量人员集中的公共场所等。 （3）三级负荷：不属于一级和二级负荷者。 电气主接线方式电气主接线方式 主接线图（亦称原理接线图）表示电能由电源分配给用户的主要电路，图中表示出所有 的电气设备及其联接关系。 1、母线制 常用的母线制主要有三种：单母线制、单母线分段制和双母线制，工厂供电系统一般不 采用双母线制。 1）单母线 单母线制如下图所示，一般用于只有一回进线的情况。 2）单母线分段制 在两回电源进线的情况下，宜采用单母线分段制，母线分段开关 2、继电保护基础知识、继电保护基础知识 ? 继电保护的作用及要求 ?

11、供电系统中常用的保护 ? 继电保护的发展趋势 ? 微机保护的优点 继电保护的作用及要求继电保护的作用及要求 （一）继电保护广泛应用在电力系统、飞机、机车、舰船、汽车等等各个领域。我们讨 论的主要是电力系统的继电保护。 电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好。但是，电力系统的组成元件数 量多，结构各异，运行情况复杂，覆盖的地域辽阔。因此，受自然条件、设备及人为因素的 影响， 可能出现各种故障和不正常运行状态。 故障中最常见、 危害最大的是各种形式的短路。 发生短路时可能造成的危害是： 故障点的很大的短路电流燃起的电弧，使故障设备损坏。 从电流到短路点间流过的短路电流， 它们引起的发热和

12、电动力将造成在该路径中有关的 非故障元件的损坏。 靠近故障点的部分地区电压大幅度下降，使用户的正常工作遭到破坏或影响产品质量。 破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统振荡，甚至使该系统瓦解和崩溃。 继电保护的作用是： （1）在过载时，继电保护装置应发出警报信号。 （2）在短路故障时， 继电保护装置应立即动作，要求准确、迅速地自动将有关的断路器跳闸，将故障部分从系统 中断开，确保其他回路的正常运行。 （3）为了保证电源不中断，继电保护装置应将备用电源 投入或经自动装置进行重合闸。 （二）继电保护的基本要求 .选择性 基本含义是保护装置动作时，仅将故障元件从电力系统中切除，使停电范围尽量减小， 以

13、保证系统中非故障部分继续安全运行。 .速动性 速动性是指继电保护装置应以尽可能快的速度断开故障元件。 这样就能减轻故障设备的 损坏程度，减小用户在低电压情况下工作的时间，提高电力系统运行的稳定性。 .灵敏性 保护装置对其保护范围内的故障或不正常运行状态的反应能力称为灵敏性（灵敏度） 。 灵敏性常用灵敏系数来衡量。 它是在保护装置的测量元件确定了动作值后， 按最不利的运行 方式、故障类型、保护范围内的指定点校验，并满足有关规定的标准。 .可靠性 可靠性是指在保护装置规定的保护范围内发生它应该反应的故障时， 保护装置应可靠地 动作（即不拒动） 。而在不属于该保护动作的其他任何情况下，则不应该动作（

14、即不误动） 。 供电系统中常用的保护供电系统中常用的保护 （1）电网的电流电压保护： 包括：单侧电源网络的相间短路的电流电压保护、电网相间短路的方向性电流保护、大 接地电流系统的零序电流保护、中性点不接地单相接地的保护； 电网的距离保护 输电线路的纵联保护 包括：纵联差动保护、高频保护、高频闭锁方向保护、高频闭锁负序方向保护、高频闭 锁距离保护和零序保护、高频相差动保护、光纤差动保护； 输电线路的自动重合闸 包括：三相自动重合闸、综合自动重合闸 电力变压器的保护 包括：主变压器内部故障的差动保护、主变压器零序保护、主变压器瓦斯保 护、高压厂用变压器保护； 发电机保护 包括：相间短路的纵联差动保

15、护、发电机定子绕组匝间短路保护、发电机定子绕组的单 相接地保护、发电机低励失磁保护、励磁回路一点接地保护、励磁回路两点接地保护、转子 表层过热（负序电流）保护、发电机的逆功率保护、发电机失步异常运行保护、定子绕组对 称过负荷保护、发电机变压器组公用继电保护； 母线的继电保护 包括：母线差动保护、电流相位比较式母线保护； 异步电动机和电容器的保护 （2）供电系统的单端电网的保护： 供电线路常见的故障对架空线来说，有断线、碰线、绝缘子被击穿、相间飞弧、短路以 及杆塔倒塌等；对电缆来说，应其直接埋地或敷设在混凝土管、隧道等，受外界因素影响较 少，除本身绝缘老化的原因外，只有某些特殊情况下，如的基下沉

16、、土壤含有杂质、建筑施 工破坏、热力网影响等，才会使相间或相地之间绝缘击穿或断裂，但是电缆接头连接不良或 由于污垢而产生的故障，占其全部故障的 70%以上。 工业企业供电线路基本上是开式单端供电网络， 厂区内距离较短， 所以线路保护并不复 杂，常用的保护装置有：定时限或反时限的过电流保护；低电压保护；电流速断保护；中性 点不接地系统的单相接地保护等。 一、过电流保护一、过电流保护 当流过被保护元件中的电流超过预先整定的某个数值时就使断路器跳闸或给出报警信 号的装置称为过电流保护装置，它有定时限和反时限两种。 定时限过电流保护装置 定时限过电流是电流继电器本身的动作时限是固定的， 与通过它的电流大小无关。 这种 保护装置的接线图如图 5-12 所示。 反时限过电流保护装置 图 5-