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1、基于电力瞬时失压对低压变频器的影响及预防【摘要】由于社会经济的快速发展，工业企业 自动化发展迅速，变频器(VFD)已经在各行各业中 得到广泛的运用。随着科技的不断发展，必然会出现 一些新的技术和理论，从而使变频器技术不断的进步 与完善，使变频器本身的功能越来越强大，可靠性越 来越高。而在电力系统中，电力瞬时失压对低压变频 器的影响却也是不容忽视的。本文通过分析变频器的 功能，以了解瞬时失压对其的主要影响，在最大程度 上确保电力系统的正常运行。【关键词】电力瞬时失压；低压变频器；电力系 统1. 引言随着社会经济的快速发展，工业企业对生产自动 化要求越来越高，变频器由于具有高效的调速性能、 较好的
2、节能作用以及稳定可靠等特征，已经在各行各 业中得到广泛的运用。变频器(Variable-frequency Drive, VFD)是一种利用微电子技术和变频技术，对 电机工作的电源频率进行改变，从而实现对交流电动 机的电力进行控制的设备，可以将变频器简单理解为 能够产生可以变化的频率及电压的一种备置，变频器 又被称为逆变器。变频器主要由几个部分组成，分别 是整流、滤波、逆变、制动单元、驱动单元以及检测 单元等等。变频器对计算机电源波可以起到控制的作 用，避免出现突然断电的问题；在工业领域中，变频 器的级数值能够对电机的速度进行调节；在日常使用 的家庭电器中，变频器的使用也很广泛，比如空调、 冰
3、箱等电器都是利用变频器的工作原理进行运转的。 另外，通过了解变频器的功能，可以有效防止低电压 跳闸的现象发生，以提高系统的整体运行效率。2. 瞬时失压可能对低压变频器所造成的影响在电力系统中，瞬时失压是低压变频器运行中最 常见的问题。在雷雨多发的季节，由于雷击所引发的 短路、电网跳闸、大型设备故障等现象，这期间所造 成电压的大幅度变化，都会影响到电力系统中低压变 频器的正常运行。当雷电击中变压器，或者是高压送 电线路的避雷线时，雷电的电流经过杆塔的塔体与接 地设置，进而使得变压器电位瞬间升高。与此同时， 会雷击还会使得附近线路产生感应过电压。一旦产生 的电位差，超过了该区域的送电线路的负荷，使
4、得线 路的绝缘闪络电压不能承受产生的电位，从而使得低 压变压器产生跳闸1。变频器在重新发动时，速度升上去就立刻出现跳 闸现象，这主要是由于过电流严重所导致的，其具体 的原因有四点，分别是负载侧出现短路现象；变频器 的逆变管发生损坏情况；电机的起动转矩比较小，导 致拖动系统不能运转，影响了机械设备的正常工作。如果出现电压跳闸，主要的原因是由于电源的电 压太高，机械设备设定的减速时间比较短，并且在减 速时再生制动的放电工作没有到位，从而发生跳闸的 现象。如果是由于欠电压而导致的跳闸，原因可能有 三点，分别是电源的电压比较低、出现电源缺相故障 以及发生整流桥故障。在一般情况下，变频器的电压范围在额定
5、电压以 内，最低的电压值为额定电压的60%左右。一旦运行 中的电压值小于或者高于这个范围，就会使得变频器 产生故障，使得系统的运行受到严重的影响，进而对 企业的经济效益产生严重的损失。3. 低压变压器的功能3.1动能缓冲功能在一定范围内，由于低压变压器的缓冲功能，瞬 时电源故障对于被驱动的负载所产生电压变化的影响 就会大大地降低，这种动能缓冲作用可以让负载暂时 地避开电源故障。以下通过西门子变频器为例来进行 分析。一旦发生电力瞬时失压的情况，电力系统中的 主线电压VDC会开始下降，当该数值下降到一定程 度时，变压器的动能缓冲功能就会开始发挥效用。当 变压器的缓冲功能被激活，就会接通线路的母线，
6、通 过电力系统中的电动机及其他负载的惯性作用，在短 时间内把机械能转化成电能传送给变压器，以防止变 压器发生跳闸的现象。而当电压恢复之后，母线的电 压会开始上升。当母线电压高于缓冲动能阀的电压， 且电压值达到了变频器的4%左右，变频器的动能缓 冲功能就会停止工作2。3.2变频节能作用利用变频器对电机以及水泵等设备的负荷频率进 行控制之后，能够有效的降低能源的使用量，并且能 够轻易的收回投资成本，所以，近几年来变频器由于 节能的作用得到广泛的推广和运用。一般情况下，变 频器的节能效果都会体现在水泵以及风机的运用上 面。为了能够在最大程度上确保生产作业的安全性与 可靠性，在设计机械设备的同时，往往
7、会将动力驱动 的富余量考虑在其中。如果在满负载的情况下，设备 的动力驱动会产生多余的有功功率的耗费，进而在一 定程度上造成电能的浪费。而变频器的节能功能，恰 巧可以在此种情况下起到节省电能消耗的作用。当运 用变频器调节功率大小时，一旦流量减小，就可以通 过降低机械设备的转速来实现系统的正常运转。3.3功率因数补偿作用系统中的无功功率通常会导致设备产生发热的现 象，使得电网的有功功率降低，进而浪费了大量的电 能。但是由于变频器的功率因数补偿功能，可以在很 大程度上减少无功功率的耗损，从而增加电网的有功 功率，提高生产效率。4. 预防措施4.1对变频器进行日常维护，以延长其使用寿命变频器由于长时间
8、的受到周围环境的影响，它的 工作性能将会出现一定的变化。变频器在使用过程中 安装方式和使用方式科学合理，对其日常的维护保养 工作到位时，就能延长变频器的使用寿命，并且能够 降低变频器发生故障的概率，从而将企业生产损失降 低最低。变频器的维护工作主要有以下方面：对变频器的日常检测项目主要有：(1)变频器安 装场所的环境是否出现异常现象；(2)变频器的冷却 系统是否出现故障；(3)变频器、电机以及变压器等 电气设备是否有异味、发热现象；(4)变频器或是电 机是否存在不正常的声音以及振动的情况；(5)主回 路以及控制回路的电压是否出现异常现象；(6)变频 器的滤波电容是否出现异常，是否出现安全阀膨胀
9、的 现象；（7）变频器的各类显示情况是否出现异常。对变频器进行定期的检测，主要的项目有：（1）对变 频器的空气过滤器进行仔细的清洁，并旦查看冷却系统的运行状况；（2）对变频器中的小零件进行检查， 比如螺栓等，检查其是否出现松动；（3）对变频器的 绝缘电阻进行检查，查看是否是在正常范畴；（4）变 频器的导线等的破损或变色情况进行检查；（5）对端 子的进行检查；（6）变频器在单体运转过程中，其输 出电压是否处于平衡状态；（7）对变频器实行有序的 全方位检查，确保回路等都在正常的范畴内。4.2优化变频器的参数由于变频器的动能缓冲功能，当系统发生电力瞬 时失压的情况，就能在很大程度上确保系统的正常运
10、行。另外，在运用缓冲功能的时候，需要注意将变频 器的部分参数进行调整，以适应电网的实际运行情况 为宜，就可以很好地解决瞬时失压所导致的电网故障 等问题3。4.3启用变频器的软启动功能当发生电力瞬时失压的情况时，机械设备会出现硬启动现象，对电网的冲击造成很严重的冲击。与此 同时，对电网容量的要求相对来说也会非常高。一旦 在启动的时候，产生了巨大的电流，所引发的震动对 机械设备的挡板及阀门都会造成很大的损害，会在一 定程度上减少设备的使用寿命。如果充分运用变频器 的软启动功能，就能够减轻超额电流对电网的冲击以 及对电容的损毁，大大延长了设备的使用周期，进而 节省了设备的保养与维护的费用。5. 结语
11、随着社会经济的高速发展，工业对自动化的程度 要求越来越高，因此，变频器也得到了十分广泛的推 广与运用。变频器要适应企业工业自动化发展的需求, 必须高度重视和其他技术的联系。除了要对变频器的 设计与安装进行严格地把关，以期为工业企业降低生 产成本以及提高效率。还要充分认识电力瞬时失压对 低压变频器的影响，并做出相应的预防，重视对变频 器自身的质量以及安全可靠性，从而保障企业生产的 安全。参考文献1 陈凡民，伞国红，刘成.瞬时失压对低压变频器 的影响及预防J.油气田地面工程,2009 (10).2 张新闻.变频器在空预器控制应用中跳闸的原 因及对策J.电机与控制应用，2009 (02).3 张月奎，董杰.浅谈变频器产生的干扰及解决措 施JL中国新技术新产品，2009 (02).作者简介：徐征玉(1979),女,江西临川人, 2002年毕业于南昌大学电力系统及其自动化专业，学 士，现供职于浙江江山化工股份有限公司，研究方向: 电气设备维护及保养。
