電網(wǎng)電壓波動對電氣傳動設(shè)備的影響及對策分析

孫海新

摘 要 本文主要是對交直流電氣傳動設(shè)備中電網(wǎng)波動問題產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析。通過對某地區(qū)電網(wǎng)電壓波動情況的研究可知，在出現(xiàn)電網(wǎng)波動的情況下，很可能引發(fā)設(shè)備欠電壓跳電或是設(shè)備損壞等問題，不利于生產(chǎn)工作的繼續(xù)開展?；诖?，本文就將對電網(wǎng)電壓波動對電氣傳動設(shè)備的影響問題展開研究，希望通過相關(guān)對策的提出更好地提升電網(wǎng)電壓工作穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞 電網(wǎng)電壓波動;電氣傳動設(shè)備;影響

基于當(dāng)前交直流傳動裝置應(yīng)用范圍的擴(kuò)展，不僅實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)質(zhì)量的提升，同時對于企業(yè)資金成本的節(jié)約也有著重要幫助。一般調(diào)速裝置對電能質(zhì)量工作的要求更為嚴(yán)格，而一旦出現(xiàn)電網(wǎng)波動很可能會對設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響，不利于正常生產(chǎn)工作的開展。根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，近年來我國因?yàn)殡娋W(wǎng)故障引發(fā)的故障問題十分常見。因此為進(jìn)一步減少和控制電網(wǎng)波動對設(shè)備產(chǎn)生的影響，就更需要加強(qiáng)對影響問題的研究，在制定相關(guān)應(yīng)對方案的基礎(chǔ)上優(yōu)化電力工作的順利開展。

1電氣設(shè)備中電網(wǎng)波動引發(fā)的影響

1.1 電網(wǎng)電壓上升的影響

基于電氣設(shè)備在設(shè)計(jì)過程中需要具備一定的電壓承受能力，所以在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)小幅度上升的情況下，電氣設(shè)備仍然可以保持正常運(yùn)轉(zhuǎn)和工作。但是如果電網(wǎng)電壓的上升幅度過大，甚至超出正常承受范圍，很可能造成電氣設(shè)備運(yùn)行受阻，甚至出現(xiàn)電氣設(shè)備損壞等問題。具體問題為：其一，工作頻率下正常運(yùn)行的風(fēng)機(jī)或是水泵等異步電機(jī)轉(zhuǎn)速會出現(xiàn)明顯提升[1]。其二，針對變頻傳動裝置而言，在應(yīng)用二極管整流器的過程中，由于電網(wǎng)電壓出現(xiàn)上升趨勢，因此電機(jī)輸出電壓也將出現(xiàn)明顯提升，不利于電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果變頻器采用的是矢量閉環(huán)控制方法，那么為了確保電機(jī)磁通恒定，電機(jī)的電壓就不會出現(xiàn)明顯變化，在這種工作狀態(tài)下，就不會對電機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)造成負(fù)面影響。其三，針對變頻裝置而言，如果電網(wǎng)電壓上升趨勢不明顯，整流器在自動運(yùn)轉(zhuǎn)過程中就會針對問題進(jìn)行自動變化，避免出現(xiàn)電機(jī)電流的明顯變化，此種情況下一般也不會對電機(jī)的運(yùn)行產(chǎn)生負(fù)面影響。

1.2 電網(wǎng)電壓下降的影響

（1）對支流傳動裝置和可控硅調(diào)壓裝置的影響。在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)明顯下降的情況下，冷卻風(fēng)機(jī)和水泵的正常輸出功率就會出現(xiàn)明顯變化，制冷效果將明顯下降，甚至出現(xiàn)調(diào)速裝置運(yùn)行溫度的提升，不利于設(shè)備的正常運(yùn)行。

（2）對交流傳動裝置的影響。在電網(wǎng)電壓出現(xiàn)明顯下降的過程中，由于風(fēng)機(jī)和水泵的功率已經(jīng)明顯下降，因此變頻器的冷卻效果也將受到嚴(yán)重影響，甚至?xí)ψ冾l器穩(wěn)定運(yùn)行造成負(fù)面影響[2]。具體問題為：首先，針對變頻傳動裝置而言，需要采用二極管整流器開展工作，通過借助V/F進(jìn)行開環(huán)控制，但是由于這一過程中電網(wǎng)電壓呈現(xiàn)下降趨勢，所以中間直流電壓會受到影響，此種情況下轉(zhuǎn)矩脈動變化必然會明顯提升。在對恒轉(zhuǎn)矩負(fù)載進(jìn)行拖動的過程中，電網(wǎng)電壓的下降就會造成電流短時間增加，如果這一階段無法保證輸出力矩，很可能引發(fā)電機(jī)堵轉(zhuǎn)的情況[3]。其次，針對電流型變頻傳動裝置而言，如果電網(wǎng)電壓的下降情況不明顯，整流器在實(shí)際工作中就能有效進(jìn)行調(diào)整，基本保證電機(jī)電流不出現(xiàn)變化，同時不會對電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)造成負(fù)面影響。如果電網(wǎng)電壓下降情況明顯，系統(tǒng)就很難進(jìn)行在保證電機(jī)電流穩(wěn)定的同時控制電機(jī)轉(zhuǎn)速，甚至還會在工作中出現(xiàn)拖不動負(fù)載的情況。

2變頻器欠電壓保護(hù)工作的相關(guān)試驗(yàn)和對策

2.1 欠電壓測試

在研究中發(fā)現(xiàn)，一些廠家比如西門子公司，在對電源進(jìn)行控制的過程中采用的都是變頻器中間的直流回路電壓[4]。還有一些廠家比如三菱這種公司則是采用小容量的變頻器進(jìn)行電源控制，一般小容量變頻器本身就具備元件過載能力。如果出現(xiàn)電網(wǎng)電壓下降，而下降時間并不長的情況下，大部分功率器件仍然能承受電網(wǎng)的變化，不需要對其進(jìn)行格外關(guān)注。但是對于部分可關(guān)斷器件而言，仍然需要承受相應(yīng)的反向驅(qū)動才能進(jìn)行關(guān)斷。

變頻器在對電源進(jìn)行控制的過程中需要加強(qiáng)借助開關(guān)電源的幫助，如果電網(wǎng)電壓的下降趨勢不大，就應(yīng)該加強(qiáng)對電源開關(guān)深度的調(diào)節(jié)，但是在這一過程中應(yīng)該保證控制系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。如果出現(xiàn)電網(wǎng)電壓下降速度快，主回路的電流就會明顯增加，甚至出現(xiàn)功率器件負(fù)荷程度增加，容易造成電源系統(tǒng)的不規(guī)律紊亂，出現(xiàn)變頻器受損的問題。為確保變頻器在實(shí)際工作中的安全性得到最大保證，變頻器在設(shè)置過程中都會不同程度增加欠電壓保護(hù)[5]。

2.2 應(yīng)對措施

基于目前我國電壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和選型已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了成熟發(fā)展，因此系統(tǒng)的運(yùn)行也相對更為穩(wěn)定。無論是電網(wǎng)電壓的上升還是下降都可以對發(fā)電工作進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，但是在這一階段，工作人員仍然需要加強(qiáng)對浪涌電壓對設(shè)備產(chǎn)生的負(fù)面影響。在高壓電網(wǎng)的運(yùn)行過程中，還應(yīng)該加強(qiáng)對電網(wǎng)防雷擊效果的提升，必要情況下應(yīng)該對電網(wǎng)保護(hù)范圍進(jìn)行拓展，從而實(shí)現(xiàn)對電網(wǎng)工作效率和質(zhì)量的全面提升。

3結(jié)束語

綜上所述，在電網(wǎng)電壓運(yùn)行過程中，如果出現(xiàn)的波動變化幅度小或者是變化持續(xù)的時間比較短，通常并不會對交直流傳動裝置和電機(jī)運(yùn)行裝置產(chǎn)生嚴(yán)重影響。相反，如果電網(wǎng)波動變化大，或者變化持續(xù)產(chǎn)生的時間比較長，那么為了保障設(shè)備運(yùn)行安全，就必須人工干預(yù)傳動設(shè)備停機(jī)，避免出現(xiàn)補(bǔ)償電壓的短時跌落，只有這樣才能最大程度上保證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過程不受到影響。在當(dāng)前社會電力發(fā)展水平全面提升背景下，群眾生產(chǎn)生活對用電量的需求不斷提升，因此為了最大程度上保證用電安全，更需要工作人員加強(qiáng)對電網(wǎng)電壓波動情況的掌握，只有這樣才能為我國電力行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供重要幫助。

參考文獻(xiàn)

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