关键词：变频装置　谐波　隔离　屏蔽　滤波　接地

　　当前工矿企业及发电厂等大容量用户为了开展节能技术措施www.cechina.cn，需要大量应用高低压变频装置及直流SCR传动装置，功率达500～3000kVA，因此对电网产生大量谐波，并会干扰其他电气设备的正常工作，为减小谐波污染影响，本文提出以下措施减小谐波，同时加强设备电磁屏蔽、接地，使电气设备能够稳定运行。

　　--作者序

　　一 必须按国家规定的允许谐波标准采取抑制和消除谐波的措施

　　关于变频器产生的谐波电流对供电系统的影响，评价标准有IEEE 519-1992和国标GB/T14549-93。具体讲，对6～9kV以下供电电网而言，电压畸变限制条件为：单个电压谐波畸变率≤3%，电压总谐波畸变率THD≤5%。电流畸变的限制条件与供电点上电源短路电流Isc与最大基波负载电流IL之比Isc/IL有关，如表1所示。

点击看原图

　　变频器输出电压谐波对电机的影响，目前，国内尚无标准可循，可供参考的标准为美国标准NEMA MG1-1993《电动机和发电机》其中第30节的有关规定如下：

　　(1)变频器输出电流总谐波畸变率≤1%额定电流；

　　

(2)对变频器输出的du/dt限制条件为：输出相电压从10%峰值上升到90%峰值的时间不得小于1μs。对2.3kV传动系统而言，应为du/dt≤1.50kV/us，对6kV传动系统而言应为du/dt≤3.92kV/us。

　　(3)对变频器输出的共模电压的限制条件为：基波相电压峰值和共模电压峰值之和不超过2.51倍额定相电压。对2.3kV传动系统，约为3.34kV；对6kV传动系统，约为8.7kV。

　　二 整流设备容量和系统短路容量的关系

　　电压畸变率与系统短路容量直接相关，当系统短路容量大，系统电抗小，系统电压畸变程度小。故大容量变流装置应根据系统指标适当增加输入阻抗(即增加进线电抗器)，如图1。

　　三 增加整流装置所等效相数

　　抑制谐波有效办法之一是增加整流所等效相数。它可完全或大部分地消除幅值较大的低次谐波。可得到整流所等效相数产生的谐波电流次数及其最大幅值(y=0时)之间的综合关系，如表2所示。除增加等效相数外，尚应尽量少用相控。

　　一般情况下，只要整流器有两台以上6相(6脉波)整流装置，毫无例外地都应采用等效12相系统。因为这种系统不需专门移相，而可借适当变换绕组的星形和三角形联结方式来达到。等效12相基本上消灭了幅值较大的5次和7次谐波。

　　另一方面，等效相数超过12时将增加设备投资和带来维修运行上的不便。此外从表2可以看出，当等效相数高于36相以后，谐波电流幅值降低的效果并不显著。

点击看原图

　　谐波电流幅值的大小，直接和整流装置容量成正比。故一般常随整流装置容量的增大而逐渐增加相数；这也符合当整流装置容量增大时CONTROL ENGINEERING China版权所有，须将变压器绕组分成多组并联的要求。

　　关于整流所等效相数和容量的固定关系，世界各国标准也不一致。建议整流相数和容量的关系暂按表3。

　　四 抗电磁干扰的几点措施

 

　　1.  隔离

　　所谓干扰的隔离www.cechina.cn，使之从电路上把干扰源和易受干扰的部分隔离开来，使它们不发生电的联系。在变频调速传动系统中，通常是电源和放大器电路之间电源线上采用隔离变压器以免传导干扰，电源隔离变压器可应用噪声隔离变压器。

　　加大受扰电路、器件或装置与干扰源之间的距离，是降低干扰强度的一种行之有效的措施CONTROL ENGINEERING China版权所有，因为干扰与距离的平方成反比，距离增加一倍干扰强度则降低四倍，因此需要做到：

　　(1)使所有信号线很好地绝缘，使其不可能漏电，这样，防止由于接触引入的干扰。

　　(2)将不同种类的信号线隔离铺设(在不同一电缆槽中，或用隔板隔开)，可根据信号不同类型将其按抗噪声干扰的能力分成几等。

　　(3)模拟量信号(模入、模出，特别是低电平的模入信号(如热电偶信号、热电阻信号等)对高频脉冲信号的抗干扰能力是很差的。建议用屏蔽双绞线连接，且这些信号线须单独占用电线管或电缆槽．不可与其他信号在同一电缆管(或槽)中走线。

　　(4)低电平的开关信号(一些状态干结点信号)，数据通信线路(RS-232、485等)，对低频的脉冲信号的抗干扰能力比上种信号要强，但建议最好采用屏蔽双绞线(至少用双绞线)连接。此类信号也要单独走线，不可和动力线和大负载信号线在一起平行走线。

　　(5)高电平(或大电流)的开关量的输入输出、CATV、电话线控制工程网版权所有，以及其他继电器输入输出信号。这类信号的抗干扰能力又强于以上两种，但这些信号会干扰别的信号。因此建议用双绞线连接，也单独走电缆管或电缆槽。

　　动力线AC220V、380V，以及大通断能力的断路器、开关信号线等，这些线的电缆选择主要不是依据抗干扰能力，而是由电流负载和耐