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 请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因

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作者 主题
xf123456
侠圣

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楼主    2022-08-15 20:08:17
主题:请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因 精华帖 

请教一下,有一个系统是国产的450KW整流单元配S120的逆变单元,最前面是小滤波电抗器、接触器和大升压电抗器,两个电抗器之间接了4个空开,并联了4个39μF的电容,大体上是如下结构。



这个台架验收了,过去一直在运行。前一阵子厂家出钱让我们搬迁,搬迁到新场地后,一上电变频柜最前面的滤波回路就发出尖锐的异响,直流母线电压升到八百多伏。这个场地6个台架的总配电柜是3500A的,我们的变频器功率是450KW,总电柜的供电容量足够。


经过检查变频柜发现,合一个电容的空开声音很小,属于正常范畴;合2个以上的电容空开,小滤波电抗器就发出尖锐的声音,我把主接触器线圈和预充电回路全拆了,只有2个电抗和4个空开+4个电容,和后面的整流和逆变一点关系都没有了。用示波器测电网波形如下图所示,属于正常范畴,只是有些毛刺;


合上电容后产生异响,进线电压波形发生了畸变,



关于为什么整流没运行会出现八百多伏的高压,我猜是电网谐波太多,电容快速充放电让电抗异响,同时让电压波形畸变产生了高次谐波;这个谐波的振幅比较高,经过预充电回路让直流母线电压升高了。不知道我的分析对不对。


去配电房检查发现功率因数是0.99,电流畸变THDi是5.3%


对于电能质量这方面的知识我不太了解,不清楚这个电容或者电抗的异响是和功率因数过高有关,还是和电流畸变THDi过大有关


有啥别有病,没啥别没钱
xf123456
侠圣

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10楼    2022-08-20 22:20:15
精华帖  主题:回复:请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因

谢谢版主,问题最终确认了,是配电房变压器后面安了个200A的有源滤波器APF,是这个东西和0.1mH的电抗和39uF的电容产生了谐振,把有源滤波器APF的补偿系数降到40%就不会有谐振了。

不过有源滤波器这东西不是抵消谐波,减小谐振的吗,怎么它还成了谐振源了呢?

另外,其他的变频器上电后也有电抗和电容并联到电网上,如果上电的变频器增多,并联到电网的电抗和电容增多,是不是就可以避免谐振了啊

有啥别有病,没啥别没钱
yming
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16楼    2022-08-30 18:17:35
精华帖  主题:回复:请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因

这个问题发生,我觉得主要是这个处于弱电网中,RSC(相对短路电流容量)<10,

当使用滤波器(电容)后,由于匹配的供电变压器高阻抗会引起谐振,导致线路电压的基波大幅增加。可能会达到、超过变频器允许的线路电压容差。意味着变频器无法在这种电源下正常工作。

原文:




学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
yming
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18楼    2022-08-31 20:23:58
精华帖  主题:回复:请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因

我试着翻译一下这段哦:

“6脉冲整流电路,指的是普通的六桥臂二极管整流BLM”

       如果在具有线路谐波滤波器(指的是电容滤波)的6脉冲整流器电路上RSC值降至10以下,则由供电系统的高阻抗引起的线路谐波滤波器失谐将导致线路电压的基波大幅增加。这可能会达到,甚至超过变频器允许的线路电压容差值,这意味着它们无法在这种类型的电源条件下正常工作。

       此限制也适用于Active Infeeds的情况。当RSC值为<15时,动态控制响应降低,线路电压中脉冲频率的电压谐波开始上升。RSC 值为 < 10 时,存在与 6 脉冲整流器电路相同的风险,即在 PCC 连接的变频器和其他设备将不再可靠运行。RSC 值为 < 5 时,几乎不可能正常运行。

      当变频器由具有Vk > 10 (它指的是电力变压器短路压降10%)的高相对短路电压的额定功率的变压器提供时,也可能会遇到RSC < 10的相对短路功率值。当变频器在单独的供电系统上运行时,例如使用匹配额定功率的柴油发电机供电时,这类系统通常也会遇到<10的RSC值。在这种情况下,必须精确分析电源条件。通常需要考虑对变压器或发电机加大容量,以减少电压谐波。当使用具有再生能力的进线端(Smart Infeeds or Active Infeeds)由柴油发电机供电时,应设置适当的参数以防止系统在再生模式下运行。

    在实验室,测试台电源可能是一个非常低输出能力的、极弱的供电网络;需要测试高功率,变速驱动器。如果驱动器仅在空载条件下运行,则对这种类型的测试没有问题。在空载下,需要的有功功率非常小,并且电源系统在功耗方面不会过载。然而,一个基本的先决条件是,电源系统至少可以提供预充电电流来对直流链路进行预充电。预充电电流的大小取决于装置类型,需查看特定装置类型章节中的说明。

     只要变频器配置为:输入侧不带线路谐波滤波器的6脉冲整流器(SINAMICS G130、G150和S120BLM),电源的谐波效应也会受到低线路电流的限制,这意味着这种类型的配置非常适合测试目的。SINAMICS S120 SLM模块是 6 脉冲整流器中的一个例外,因为即使在空载条件下,它也会从电源系统吸收显著的谐波无功电流。因此,如果用于上述测试目的,则应在SLM模块的固件中禁用再生功能。

       尽管带有线路谐波滤波器的6脉冲驱动器相对于谐波没有问题,但如上所述,由于滤波器的失谐,线路电压的基波仍存在显着增加的风险,这意味着系统可能无法正常工作。

       当需要测试带有源馈电的大功率驱动器(SINAMICS S150或带有S120有源线路模块ALM的驱动器)时,这种类型的配置对于谐波至关重要。线路侧的谐波通常由电源滤波器来保持,使其非常低。因为弱电网的阻抗很高,即使在无负载时,也可能导致RSC值为<5的线路电压发生这种失真,有源馈电的闭环控制将出现故障。在这种情况下,即使有源进线闭环控制已经过最佳参数化,系统也无法正常运行。


不保证翻译完全正确哦。


学而时习之,不亦说乎?温故而知新,不亦乐乎?
yming
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19楼    2022-08-31 20:54:04
精华帖  主题:回复:请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因

这节说的是:

一套设计好的、已经成功运行的设备、产线。如果改变了供电环境,就可能产生完全不同的结果。

当然了,大多数正规工厂有自己的配电。在车间配电总闸处(PCC),通常配电使 50>RSC>15;

但是,也有可能车间歇了,大设备不开的;而小设备直接接到总闸下面的,导致RSC>50。造成变频器进线整流损坏。

而大多数供电环境会遇到RSC<15,这一方面,工厂变压器容量不会过大(有个基本容量收费),尽量变压器满负荷。

在RSC过小(弱电网)的供电环境中,变频器可能无法运行。

其原因在于变频器它使用的是SVM(空间矢量调制),此方法是基于直流母线电压保持基本不变为前提。(计算每脉冲输出时,只有对应宽度;等效输出电压。)

尽管变频器供电参数是:380-480V +/-10%,但实际运行时,要求供电波动仅 3-4%

意思是:供电350-520V都行,但别上下波动。保持直流母线稳定就行。

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kdrjl
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21楼    2022-09-01 08:53:43
精华帖  主题:回复:请教一下,变频器没上电,合上滤波电容的空开后,三相进线电压就发生波形畸变会是什么原因

16楼,18楼和19楼中,所表述的内容是很精彩的。针对本楼的问题和讨论,有很好的提示和说明,以及指导性的信息。y版的发言帅呆了。


正好借此,我也有感而发。曾经不止一次看到,在传动版,好多新来的网友,喜欢问答式的回复,在他们的认识中,总是把传动的问题看作是非yes即no的那种。然而实际上,传动控制专业的问题,从来都是讲条件的,在什么状态,锁定什么问题,没有普遍的意义,只有具体问题具体分析。


所以,我们谈问题,首先要锁定问题的条件和状态,才好有的放矢的获取结果或者答案。如果没有前提条件或者状态,一切都无从谈起。这是需要大家注意的。所以,提问就要首先介绍清楚条件或者状态,再谈问题。这或许是传动专业的一个特点。没有前提谈问题,就不会有解决问题的效果。


再说y版的精彩回复,它实际上是告诉我们,传动系统的电源部分,正常工作的前提条件就是电网供电的指标。什么情况下,电源能正常工作,什么条件下,电源会出问题。这是非常好的应用指导性信息。


以我们单位的产品为例,应用西门子的PM250(G120的整流回馈型功率单元),江浙和广东都有用户,没出过问题。而重庆地区这个功率单元近几年来用了好多,但现在基本全军覆没。都炸了。它们炸都不是刚使用炸的,都是在使用了一段时间(超过1年以上)炸的。开始以为是重庆地区气候炎热才炸的,是设备的散热问题。但通过调查,这些设备都是在空调环境里安装布置的。所以,环境热不是炸的原因。那么,现在通过本楼的交流信息,特别是y版的精彩分享。问题应该会锁定在电网环境了。中国国内电网,特别是用户的电网供电,质量咋样,如何变化,真的不好说了。


目前,PM250在国内也不好订货了。当然鉴于此,我们也不再选用PM250了。尽管我对PM250很喜欢用,印象也好。但毕竟受限于国内的用户环境,有些地方就是要注意的,不能用就不用。想别的办法呗。

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