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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
楼主
主题:【分享】大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下
厂里新装2套设备,每套设备带1台200KW的电机,使用MM440变频器,功率共400KW,这两套设备安装在同一台变压器上,变压器容量2000KVA,额定电流2850A,这个变压器功率因数补偿采用电感电容滤波补偿,在增加设备前,电容补偿正常,变压器运行电流2000A,增加功率投入使用之后,3个电容补偿柜都发生明显异响,电流明显异常,不能正常投入,导致变压器电流经常达到额定容量以上,运行过负荷边缘。在变频器运行过程中,试着投入补偿柜,变压器运行电流,不但没有减小反而急剧增加,最后只有不将补偿柜投入。后来专门停电检查电容柜,经检测电容柜完全正常,现在怀疑增加大功率变频器之后,系统的谐波含量升高,导致补偿柜不正常,各位大侠有没有类似经验,给点意见,现在比较着急。。。
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zcomin 至圣 经验值:16401 发帖数:4317 精华帖:152 |
7楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下变频器前端安装进线电抗器,可能电容柜前端也需要安装电抗器。 |
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梦天空 至圣 经验值:11533 发帖数:1274 精华帖:68 |
14楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下首先来分析你的情况,肯定是谐波造成的。因为非线性负载(变频器等)会引起电网电流、电压发生畸变,系统中谐波存在,在电容器上会增加负荷,反应为对电流更高的损耗,过热过载,缩短电容寿命或者电容不能投入。你的情况正是如此。 解决办法; 1,就是Z侠所说,需要变频器侧加进线电抗器,主要是为了防止变频器对电源的干扰。 2,电容器需要加串电抗器。串联电抗器主要是抑制高次谐波和限制合闸涌流,防止谐波对电容器造成伤害,避免电容器装置的接入对电网的谐波放大和谐振发生。按照我们的实际经验,一般变压器所带负荷的非线性负载小于15%时,常规的补偿电容即可,如果大于这个数建议在补偿电容回路中串联电抗器。如果非线性负载大于60%,就必须加有源滤波抑制谐波了。 3,变压器的最佳运行时,负荷80%左右,你的变压器所带负载未加两台变频器前,已70%多,加上后本身就接近100%,这对变压器来说是不安全的,所以首先最好变压器加大或者这台变压器上停用部分设备。 |
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梦天空 至圣 经验值:11533 发帖数:1274 精华帖:68 |
15楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下进线电抗器尺寸很小,无需对柜子内进行多大的改动,电抗器你最好使用箔绕的即可,尺寸小,抗过载能力强,最好使用原装西门子的,尺寸会更小点,国产的上海鹰峰的也可以,尺寸估计大概在400*250*250mm,一般柜内只要有点空间就可以。 也无需找设计院来计算,你的变压器2000KVA,现在补偿容量960Kva,差不多,一般我们计算都是按照变压器容量的50%-60%选择补偿容量。 现在一般柜子都是在一台300Kva左右,你现在3各柜子基本可满足。功率因数达到0.95-0.98没问题。 |
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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
17楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下1。说的很好,以前还没真正注意谐波的危害,遇到最多的问题就是通讯故障,变频器和布线按要求老老实实的做好屏蔽措施,问题也不是很多,不过遇到解决不了的故障也头疼。这台变压本身就接有负荷将近120KW的变频器,估计那时候电网中的谐波含量还处于一个相对较低的水平,系统影响不是很大,所以补偿装置也正常运作。这次投入两台合计400KW变频器,电网中谐波含量大幅增加,量变导致了质变,这两台变频器成了压死骆驼的最后一捆“稻草”,导致了补偿装置彻底不能使用。 2。厂家提供设备的时候,没有考虑谐波,我们也有很大的问题,也没有考虑谐波,都以为现有负载本身120KW的变频器,使用也没有问题,也没有过多地关注,结果就是这样。 3。关于变压容量不够的问题,公司设计的时候都是以变压器容量的70%来考虑的,这回增加功率,变压器负荷加大,所以更换大容量的变压器的事宜已经提上日程了。 这次得到一个教训,做技术的人员做事不注重细节考虑周到或者心存侥幸,最后受尽折磨的肯定是自己。
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梦天空 至圣 经验值:11533 发帖数:1274 精华帖:68 |
19楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下增加电容,电抗时,最好使用一个厂家的,最好有专业厂家来在原柜子基础上改造。 最早我们曾自己加过电抗器,但是普通电抗器很快就坏掉,谐波引起普通电抗器发热,线性度下降,后来使用调谐电抗器,调谐电抗器设计和出厂时都考虑了此情况,使电抗器能够在电网畸变的情况下电容补偿应用。 另外还有一个非常重要的就是电抗系数的选择。电抗系数表示LC回路中电容器和电抗器的阻抗参数,三相非线性负载时一般使用7%电抗器,用于抑制5次及5次以上谐波,其所对应的非调谐频率为189HZ,介于3次和5次谐波频率之间,可避免谐振。 但我们正常使用时一般根据目标谐波选择5%-7%之间的电抗系数的电抗器。电抗系数越大,对电容越好,电容电流越小,电抗系数越小,谐波吸收越好。 所以最好让专业厂家检测以下谐波,根据谐波含量选择电容器和电抗器。如果自己做,一般选6%电抗器即可。 |
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yming 版主 经验值:138360 发帖数:23136 精华帖:880 |
25楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下楼上各位大侠已经讲的很清楚了。 1、变频器的进线电流,因为三相整流存在,其电流基本上是与电压同相,因为其电流是脉动的、非正弦波,所以其实际电流峰值要比“表”显示的电流有效值高很多。 2、当接入到电力变压器上,且负载容量接近或达到变压器容量时,这种脉动电流必将导致电压波形畸变。只要电压不是正弦波,就必然含有高次谐波。所有高次谐波电压分量都很容易通过投入的电力电容(因为那些电力电容是按正弦波电压配置的),而现在则要对非基波部分充放电。导致通过电力电容的电流过大、发热。(电压波形正常时,电力电容仅对无功相位做矫正。) 3、因此,不一定需要变压器扩容。要做的就是测量记录电压波形(谐波成分),在变频器前端配置适合的电抗器,直到电压波形基本上为正弦波。这时变压器配电室投入电容就不会有问题了。
学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
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yming 版主 经验值:138360 发帖数:23136 精华帖:880 |
27楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下这不是我分析的。SINAMICS 工程师手册中就有。 情况、分析和楼主描述很相近。 贴几张图你们看看吧。 谐波分析: 解释一下;PCC是指供电接到母线排的连接点。 RSC>>50,是指变频(逆变)容量相对电源容量很小,例如:100kW的变频器接入到几兆伏安容量的电网。 RSC=50,相当变频器容量大致占30%-50%的变压器容量的负荷。 RSC<15,是指变压器只拖动相当的变频器,容量相当。
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梦天空 至圣 经验值:11533 发帖数:1274 精华帖:68 |
54楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下这与非线性设备的工作形式也有很大关系。 另外禾侠所说的就地治理是否用的LC回路。 我们现在也是用这种形式的,LC回路的补偿只能吸收部分谐波,有人也把它叫无源滤波。 如果你的变压器里面谐波基本一定,比如都是5次,7次,这样我们只需要选择一定电抗系数的调谐电抗器+电容器即可。估计禾侠的就是这种情况。 但是如果你的变频器里面非线性负载种类很多,并且非线性负载容量超过60%,那你的电抗系数就没法选了。如果这时还用某一特定系数的电抗器+电容,后果就是电抗器容易过热,电容也是一样。 对于这两种情况,我们都有实际的应用情况,也有实际的谐波检测图谱,手都上未找到,找到的话会贴上来供大家研究。 LC回路(无源滤波)只能消除某一特定波次的谐波。 而有源滤波的不同之处就是能根据系统内不同波次谐波消除。 近两年,国内这一块已有很多企业在做有源滤波,做的也可以,唯一令人感到悲哀就是很多企业打的国外的品牌,好像这东西只有国外能做。 |
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梦天空 至圣 经验值:11533 发帖数:1274 精华帖:68 |
62楼
主题:回复:大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下备注;我的那台50%非线性负载的变压器中,所有变压器都带进出线电抗器。这是我的补偿不投入时,功率因数0.92左右,LC补偿回路投入,功率因数在0.99-1之间,补偿正常。 前两年,这台变压器上又增加四台变频器,75,75,37,45各一,这时问题就出现了,补偿还可以,但LC回路柜内发热严重,电抗器有的都烧红,电抗器级电容经常需要更换。 测量谐波,电压畸变5.5-6%左右,电能质量测量图我找了下未能找到,所以贴不了了,比较遗憾。 |
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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
98楼
主题:回复:【分享】大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下厂家的方案给出来了,首先力保功率因数达标,至于谐波治理,相对于现在会好一些,不能保证完全达到规范的标准,其中关键措施就几条: 1。主要针对3次和.5次治理,其他高次谐波效果是略有降低。 2。每台滤波补偿装置,默认都投入3次谐波滤波补偿回路,5次谐波滤补偿的投入与否,看现场情况而定。 3。由于3次和5次谐波治理的滤波补偿回路,相互有放大对方的作用,为了尽可能的避开谐振点,故各次谐波治理不是完全滤波,具体来说分别采用2.88次和4.08次,这是根据实测变压器侧谐波主要是5次谐波来定的。 4。.经过系统仿真,基本能达到预期目的,但是对7次以上高次谐波的滤波效果只能说是没有变得更坏。
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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
109楼
主题:回复:【分享】大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下
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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
110楼
主题:回复:【分享】大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下上图是补偿装置投入前后的电流的各次谐波所占比重的对比,3次基本消除,5次谐波大幅减小,7,9,11所占比重基本可以忽略,当初设计的时候对高次谐波不好进行准确的计算,只进行了初步估算,频段上留有了余量,实际效果却非常好,确实没有想到的。
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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
111楼
主题:回复:【分享】大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下本图是实测的现场的功率因数数据,现场试验检测时还达到过1.0,现在设定在0.98,实际生产时会设在0.95,供电局有要求补偿不能超过0.95,电压波形图相对于原来平滑了很多,电流波形上的毛刺少了很多,达到了滤波补偿的技改初衷。
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江湖小虾米 侠士 经验值:1885 发帖数:216 精华帖:12 |
112楼
主题:回复:【分享】大功率MM440变频器使用,产生的谐波真有这莫厉害,请大侠分析一下针对这个事情的几点启示: 1。对于大功率的驱动装置,在设计的时候,必须增加进线电抗器,最好是按照驱动装置的标准选配。现在在本企业中技改设计时,直流驱动装置不管大小,都必须配备相应的电抗器,单台设备交流15KW以上的装置,必须配备进线电抗器,流水线变频器总功率超过60KW,集中配备进线电抗器。设计之初不考虑谐波问题,一旦发生故障,很难处理。 2。单台设备的安装进线电抗器的效果,远比流水线集中使用集中进线电抗器对谐波的处理效果好。 3。对于谐波成分复杂的滤波补偿装置的设计,必须要进行现场数据实测,在借助计算机辅助软件,进行设计效果仿真,从而判断具体的设计方案的可行性,并且对系统设计补偿留有余量,以防止后期设备的增加,对补偿装置的使用产生影响。每个系统不同,补偿方式和参数都不一样,基本是私人定制,不是随便增加几个电抗器就可以解决问题的。 4。为了降低费用,在进行补偿装置改造时,最大程度的利用企业现有的备品备件。本次改造,如果采用全新的补偿装置,费用在25万左右,在现有装置的基础上改造后,费用控制在了10万左右。
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