水泵高壓電機變頻調速無(wú)負壓自動(dòng)供水設備改造應注意的問(wèn)題

    隨著(zhù)工業(yè)自動(dòng)化水平的不斷提高和電力電子技術(shù)的發(fā)展，水工程中采用高壓變頻調速無(wú)負壓自動(dòng)供水設備技術(shù)越來(lái)越多，公司擬在取水泵房中選用12脈沖的電壓源型高壓變頻調速器來(lái)控制功率355KW的水泵電機，對水泵電機變頻調速技術(shù)進(jìn)行升級，為了達到電氣節能和工藝優(yōu)化的目的，高壓變頻器在工程設計中應注意：

一、電機的特性試驗和技術(shù)規范的再修訂

    當一臺普通電動(dòng)機由變頻提供電源時(shí)，其變頻器輸出端的電壓和電流諧波分量會(huì )使電機的損耗增加、效率降低、溫度升高。高次諧波引起損耗的增加主要表現在定子和轉子的銅耗、鐵損及附加損耗的增加。其中，轉子銅耗較為顯著(zhù)，因為異步電機總是在轉差接近1的狀態(tài)下旋轉，所以轉子銅耗非常大。在普通異步電機中，為改善電機啟動(dòng)性能，轉子的集膚效應使實(shí)際阻抗增加，從而使銅耗增大。

    另一方面，由于電機線(xiàn)圈之間存在分布電容，當高次諧波電壓輸入時(shí)，各線(xiàn)圈之間的電壓是不均勻的，這種長(cháng)期反復作用使定子線(xiàn)圈某一部分的絕緣造成損傷，從而產(chǎn)生線(xiàn)圈老化，這在普通異步電動(dòng)機的絕緣結構方面是難以接受的。

    另外電機的電磁回路不可能做到 對稱(chēng)，所以變頻器輸出電源中所含有的各次諧波分量將與電磁回路中固有的空間諧波分量相互作用形成各種電磁脈動(dòng)。同時(shí)，電機因處在頻率不斷調節的工作狀態(tài)下，很容易與電機機械部分產(chǎn)生機械共振，造成電機機械部位的損壞。

    因此，在變頻調速無(wú)負壓自動(dòng)供水設備改造工程中，為了避免變頻調速無(wú)負壓自動(dòng)供水設備系統在運行時(shí)出現上述問(wèn)題，技術(shù)設計須考慮和電動(dòng)機制造廠(chǎng)家進(jìn)行技術(shù)合作，對電動(dòng)機的相關(guān)特性進(jìn)行調速實(shí)驗，重新修訂原電動(dòng)機的技術(shù)規范。

 二、電力電纜選型要點(diǎn)和敷設要求

    由于變頻器輸出端與電機之間的聯(lián)系采用電纜附設方式，且線(xiàn)路各相均存在對地電容，所以運行時(shí)線(xiàn)路上的電容電流是不相等的。如果電纜附設距離較長(cháng)，且線(xiàn)路中又存在高次諧波電流，那么一旦發(fā)生單相接地時(shí)，故障電容電流所點(diǎn)燃的電弧熄滅時(shí)間過(guò)長(cháng)，會(huì )使這端電纜發(fā)熱，造成非故障絕緣。

    所以，在變頻調速改造工程中，針對輸出電源電纜，考慮電纜結構上的三相對稱(chēng)和屏蔽，將電纜截面適當增加，敷設長(cháng)度不超過(guò)限定值（100m），如果原輸出電源電纜為非屏蔽或截面的栽流量裕度小于2，應更換符合要求的電力電纜。

    現場(chǎng)敷設施工時(shí)要將電源電纜與控制電纜和信號電纜分開(kāi)敷設，避免由電源電纜中高次諧波產(chǎn)生的磁場(chǎng)干擾其他信號。

三、變頻器工作環(huán)境的基本要求

    由于高壓變頻器的逆變部分采用高壓IGBT等功率器件，其開(kāi)、關(guān)頻率大于100HZ，易形成高次諧波電流，使得變頻裝置在工作時(shí)將產(chǎn)生一，定的熱量。一般在變頻器柜的頂部均配有排風(fēng)扇，它將柜內的熱量排放到室內，這使得室內的環(huán)境溫度不斷升高， 終還會(huì )影響柜內各器件的可靠運行。所以，在水廠(chǎng)工程設計中一般變頻調速裝置單獨設置在變頻調速室內，室內須安裝備用空調設施，控制室內環(huán)境溫度在變頻器所要求的范圍內，同時(shí)設有通風(fēng)門(mén)窗，必，要時(shí)采用專(zhuān)門(mén)風(fēng)道進(jìn)行強制通風(fēng)和冷卻。

四、高壓供電系統出口斷路器控制的技術(shù)完善

    變頻調速無(wú)負壓自動(dòng)供水設備裝置所用變壓器的高壓側要與高壓系統中的開(kāi)關(guān)柜直接相連，但開(kāi)關(guān)柜的保護范圍只是供電線(xiàn)路與變壓器低壓側的短路，而變頻器的故障應靠變頻器自身的檢測保護系統完成。

    當變頻器發(fā)生故障發(fā)出跳閘信號時(shí)，斷路器應可靠動(dòng)作跳閘。然而，普通斷路器高壓開(kāi)關(guān)柜內部出現跳閘回路斷線(xiàn)或直流控制電源消失的情況，變頻器恰好出現故障（要求斷路器跳閘）時(shí)，跳閘線(xiàn)圈已失電，斷路器拒絕動(dòng)作，因而造成變頻器內部的功率器件損壞。所以在設計中選擇了帶有欠壓脫扣線(xiàn)圈的斷路器，一旦出現跳閘回路斷線(xiàn)或控制電源消失的情況，斷路器首先自動(dòng)跳閘，以保護變頻器的設備安全。