變頻器過(guò)電壓理論研究
摘要:本文從實(shí)際出發(fā)較系統(tǒng)地分析了變頻器在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的幾種過(guò)電壓以及抑制方法,可以較好地應(yīng)用在變頻器的設(shè)計(jì)和使用過(guò)程中,保護(hù)變頻器的安全。
關(guān)鍵詞:變頻器變壓器過(guò)電壓研究
abstract:
Thetechnologyarticleanalysesmanifoldover-voltagesbythenumbers
wheninverterworking,andanalyseshowrestrainover-voltage.These
methodsrestrainingover-voltageareusefulindesigningandusing
inverterandprotectsafetyofinverter.
Keywords:invertertransformerover-voltageresearching
在我們的實(shí)際工作中,經(jīng)常會(huì)碰到各種各樣的過(guò)電壓,特別是高壓大功率變頻器中使用了功率較大的變壓器,在運(yùn)行時(shí)可能出現(xiàn)各種過(guò)電壓而引起系統(tǒng)運(yùn)行異常,需要我們對(duì)這些過(guò)電壓進(jìn)行限制或克服。
下面我們對(duì)變頻器在運(yùn)行中可能出現(xiàn)的過(guò)電壓進(jìn)行分析:
一、分?jǐn)嗫蛰d變壓器出現(xiàn)的過(guò)電壓
按照截流過(guò)電壓形成的理論,當(dāng)斷開(kāi)空載變壓器時(shí),變壓器電感中的電流不能突變,其中存儲(chǔ)的磁場(chǎng)能量,在變壓器勵(lì)磁電感L和對(duì)地電容間形成振蕩,從而出現(xiàn)過(guò)電壓。
設(shè)計(jì)得移相變壓器最大過(guò)電壓峰值為:
Um=14.51.414Un=123KV
由以上計(jì)算知道,由于變頻器中得變壓器在分?jǐn)鄷r(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的分?jǐn)噙^(guò)電壓,因此必須想辦法吸收這些過(guò)電壓。
二、合空載變壓器產(chǎn)生的過(guò)電壓
對(duì)于合空載變壓器產(chǎn)生涌流過(guò)電壓,理論上只有在做變壓器空合閘試驗(yàn)中出現(xiàn),而在實(shí)際的變頻系統(tǒng)中基本上是不存在的,因?yàn)樽儔浩骰旧隙际菐ж?fù)載合閘。
我們?cè)趯?shí)際試驗(yàn)中合空載變壓器曾檢測(cè)到數(shù)倍于電源電壓的過(guò)電壓,其物理原理為:空載變壓器仍可等值于一個(gè)勵(lì)磁電感與變壓器本身的等效電容的并聯(lián),如果變壓器的中性點(diǎn)不接地,開(kāi)關(guān)又是非同期合閘(一相或兩相先合),由于饋線電容、變壓器對(duì)地電容、縱向電容與變壓器電感產(chǎn)生振蕩,結(jié)果產(chǎn)生較高的過(guò)電壓,特別是后合相及變壓器中性點(diǎn)過(guò)電壓較高。其等值運(yùn)算和過(guò)電壓波形.
一般情況下,在合閘的瞬間由于電磁場(chǎng)由零磁通突然產(chǎn)生變化,根據(jù)電磁感應(yīng)定律,通過(guò)分布參數(shù)會(huì)產(chǎn)生自激振蕩,如果在合閘瞬間的頻率和幅值剛好滿足自激的條件,變壓器會(huì)產(chǎn)生較高的自激電壓而產(chǎn)生較高的過(guò)電壓,由于變壓器等效電路中的電阻對(duì)自激能量的吸收作用,這個(gè)電壓會(huì)在合閘后數(shù)周波或者幾秒內(nèi)逐步衰減到零,但是對(duì)于特別大的變壓器,這個(gè)減幅振蕩可能會(huì)維持?jǐn)?shù)秒鐘,合閘瞬間的自激電壓及減幅振蕩波形如下圖2,因此對(duì)于合閘中的涌流過(guò)電壓也因該引起高度重視。
某供電所對(duì)一臺(tái)S-90000/220變壓器進(jìn)行了空合閘試驗(yàn),對(duì)過(guò)電壓進(jìn)行了實(shí)測(cè)。
中性點(diǎn)過(guò)電壓KV234倍數(shù)1.84uφ
未合相過(guò)電壓KV528倍數(shù)2.95uφ
斷路器,不同期時(shí)間20ms;
中壓側(cè)過(guò)電壓倍數(shù)3.1倍;
低壓側(cè)過(guò)電壓倍數(shù)6.2倍。
由此得出結(jié)論:變壓器中性點(diǎn)不接地,斷路器三相非同期合閘時(shí)過(guò)電壓很,高尤其是后合閘的線圈。變壓器副邊(低壓側(cè))過(guò)電壓倍數(shù)很高。
對(duì)這類過(guò)電壓改善辦法:
1.中性點(diǎn)接地,或先將中性點(diǎn)刀閘合上后再合變壓器,最后斷開(kāi)中性點(diǎn)。
2.改善斷路器的同期性,防止非同期合閘引起較高過(guò)電壓。
三、變壓器帶單元合閘產(chǎn)生的過(guò)電壓
根據(jù)上述理論分析及案例我們知道,變壓器帶上負(fù)載后合閘也會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓,只是相對(duì)空載時(shí)要小些。在我們的真實(shí)負(fù)載中有比較大的電容,由于電容的儲(chǔ)能不會(huì)突然增加,再加上輸送電纜在傳輸高頻率的振蕩電壓時(shí)有分布對(duì)地電容,這些電容對(duì)過(guò)電壓有吸收作用。這兩者的共同作用使變壓器在合閘過(guò)程中的過(guò)電壓受到抑制,但是有時(shí)候其數(shù)值仍然很高,甚至有可能高出元件的耐壓值,這是很危險(xiǎn)的。因此我們采用增加器件耐壓和增加過(guò)電壓吸收電路的辦法克服合閘過(guò)電壓。
四、整流元件的換向過(guò)電壓
五、過(guò)電壓的抑制
1.變頻器移相變壓器的分?jǐn)噙^(guò)電壓抑制
對(duì)于變頻器移相變壓器的分?jǐn)噙^(guò)電壓,我們采用阻容吸收網(wǎng)絡(luò)和氧化鋅避雷