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5 、变频改造对电机保护的影响
高压变频器一般均配置工频旁路柜,以保证在变频器出现故障或检修时,通过工频旁路柜的切换电机恢复工频运行,保证生产持续不断。但这种切换也带来了相应保护配置的问题:电动机在变频运行状态下开关柜应装设变压器保护(因变频器内部与厂用电连接部分为输入移相整流变压器),而在工频运行时应装设电动机保护。
因此在改造时,原有电动机保护应保留,作为工频运行时的保护装置,如果变频器控制系统不具备输入变压器的保护功能,从系统安全和合理配置保护的角度考虑,需加装“隔离移相变压器”保护;在电动机变频运行时,退出电动机保护而投变压器保护。
6 、手动旁路和自动旁路
手动切换变频器的运行方式(工频——变频),存在操作复杂、中断时间久对机组稳定性影响较大的问题。而具有工频变频自动切换的变频器在发生故障时能自动切换至工频运行,保证了重要辅机的持续运行,降低了对机组乃至对电网的影响。
但是在电动机故障时变频器自动切换至工频,会加剧电动机的故障,并有使故障扩大化的危险。在具体的应用中,应充分考虑“自动旁路切换功能”的利弊,**变频器控制系统具有判别自身故障和负载故障的能力。
另外自动工频变频切换时还应注意开关柜保护装置的自动切换、风门或阀门的联动调节。在变频检修完毕后,如何使电机从工频运行状态瞬间切换至变频运行状态,也是在改造时必须注意的问题。
7、 谐波对电网及电动机的影响
低压变频器的输入电流具有很大的高次谐波成份,这些谐波对电网造成“谐波污染”的同时,还降低了变频器输入电路的功率因数。而高压变频器通常采用多重化整流技术,减小对电网的谐波污染,提高变频器输入侧的功率因数。有资料表明,采用30脉波的移相变压器的高压变频器,输入总谐波含量基本小于国标要求的4%,网侧的功率因数也可达0.95以上。
输出电压、电流谐波对电动机的影响主要体现在增加电动机转矩的脉动和电机的发热,从而影响电机绕组的绝缘;共模电压和轴承电流会加剧轴承电蚀降低机械寿命。一般多单元串联型式高压变频器的每相串联的功率单元个数达到5个及以上时,输出电压的突变率(du/dt)可满足电机绝缘要求,减少对绕组绝缘与共模电**电流的损害,谐波含量低,可以不考虑其对电机的影响。
电动机低速运行时,自冷电动机的散热能力将会下降,对于风机和泵类负载,采用单元串联式的高压变频器谐波发热影响小,电动机在低速运行时由于负载电流较低,发热量少,因此不必考虑附加散热措施问题;但对于恒转矩负载,低速运行时电动机的发热与高速运行时接近,就要考虑低速运行时加装强迫风冷等散热措施。同时,还应注意低速运行时轴承的润滑问题。
8 变频器的寿命
高压变频器设备的寿命主要决定于电解电容,电解电容的寿命与其运行温度和纹波电流直接相关。保证运行环境温度、提高功率模块的散热效果、降低功率模块温升对提高系统寿命起到关键的作用;另外电容器纹波电流减小其寿命增加,因此系统的运行负载工况对于变频器的寿命紧密相关。
对于一般的可变负载,在运行环境满足设计条件下,电解电容器的寿命在8年以上,更换电容器的费用约占系统投资的5%~10%。国内已有厂家推出无极性电容器替代电解电容器,据称寿命可达20年,但相同体积的无极性电容器的容量要比电解电容小得多,对系统输入、输出谐波、功率因数等指标有影响,目前采用无极性电容器滤波的高压变频器用量很少,其工艺成熟度以及产品的运行可靠性影响尚待观察,值得关注。
资讯来源:汕头罗克自动化
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