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【電機節能改造】高(gāo)壓電機變頻(pín)調速改造
工業水(shuǐ)平的(de)不斷提高(gāo)以及電力電子技術的(de)發展使得(de)機器的(de)質量水(shuǐ)平也(yě)在不斷提升，據有關數據表明(míng)我國使用(yòng)的(de)高(gāo)壓電機用(yòng)電量占全國發電量的(de)30％，因此高(gāo)壓電機變頻(pín)調速改造後便可(kě)節省電量，産品市場(chǎng)前景很大(dà)。
爲了(le)達到電氣節能和(hé)工藝優化(huà)的(de)目的(de)，高(gāo)壓變頻(pín)器在工程設計中應注意：
一、高(gāo)壓電機的(de)特性試驗和(hé)技術規範的(de)再修訂
當一台普通(tōng)電動機由變頻(pín)提供電源時(shí)，其變頻(pín)器輸出端的(de)電壓和(hé)電流諧波分(fēn)量會使電機的(de)損耗增加、效率降低、溫度升高(gāo)。高(gāo)次諧波引起損耗的(de)增加主要表現在定子和(hé)轉子的(de)銅耗、鐵損及附加損耗的(de)增加。其中，轉子銅耗最爲顯著，因爲異步電機總是在轉差接近1的(de)狀态下(xià)旋轉，所以轉子銅耗非常大(dà)。在普通(tōng)異步電機中，爲改善電機啓動性能，轉子的(de)集膚效應使實際阻抗增加，從而使銅耗增大(dà)。
另一方面，由于高(gāo)壓電機的(de)線圈之間存在分(fēn)布電容，當高(gāo)次諧波電壓輸入時(shí)，各線圈之間的(de)電壓是不均勻的(de)，這(zhè)種長(cháng)期反複作用(yòng)使定子線圈某一部分(fēn)的(de)絕緣造成損傷，從而産生線圈老化(huà)，這(zhè)在普通(tōng)異步電動機的(de)絕緣結構方面是難以接受的(de)。另外電機的(de)電磁回路不可(kě)能做(zuò)到絕對(duì)對(duì)稱，所以變頻(pín)器輸出電源中所含有的(de)各次諧波分(fēn)量将與電磁回路中固有的(de)空間諧波分(fēn)量相互作用(yòng)形成各種電磁脈動。
同時(shí)，電機因處在頻(pín)率不斷調節的(de)工作狀态下(xià)，很容易與電機機械部分(fēn)産生機械共振，造成電機機械部位的(de)損壞。
因此，在變頻(pín)調速改造工程中，爲了(le)避免變頻(pín)調速系統在運行時(shí)出現上述問題，技術設計時(shí)必須考慮和(hé)高(gāo)壓電動機制造廠家進行技術合作，對(duì)電動機的(de)相關特性進行調速實驗，重新修訂原電動機的(de)技術規範。
二、電力電纜選型要點和(hé)敷設要求
由于變頻(pín)器輸出端與電機之間的(de)聯系采用(yòng)電纜附設方式，且線路各相均存在對(duì)地電容，所以運行時(shí)線路上的(de)電容電流是不相等的(de)。如果電纜附設距離較長(cháng)，且線路中又存在高(gāo)次諧波電流，那麽一旦發生單相接地時(shí)，故障電容電流所點燃的(de)電弧熄滅時(shí)間過長(cháng)，會使這(zhè)端電纜發熱(rè)，造成非故障絕緣。
所以，在變頻(pín)調速改造工程中，針對(duì)輸出電源電纜，考慮電纜結構上的(de)三相對(duì)稱和(hé)屏蔽，将電纜截面适當增加，敷設長(cháng)度不超過100m限定值，如果原輸出電源電纜爲非屏蔽或截面的(de)栽流量裕度小于2，應更換符合要求的(de)電力電纜。 現場(chǎng)敷設施工時(shí)要将電源電纜與控制電纜和(hé)信号電纜分(fēn)開敷設，避免由電源電纜中高(gāo)次諧波産生的(de)磁場(chǎng)幹擾其他(tā)信号。
三、變頻(pín)器工作環境的(de)基本要求
由于高(gāo)壓變頻(pín)器的(de)逆變部分(fēn)采用(yòng)高(gāo)壓IGBT等功率器件，其開、關頻(pín)率大(dà)于100HZ，易形成高(gāo)次諧波電流，使得(de)變頻(pín)裝置在工作時(shí)将産生一定的(de)熱(rè)量。一般在變頻(pín)器櫃的(de)頂部均配有排風扇，它将櫃内的(de)熱(rè)量排放到室内，這(zhè)使得(de)室内的(de)環境溫度不斷升高(gāo)，最終還(hái)會影(yǐng)響櫃内各器件的(de)可(kě)靠運行。
所以，在水(shuǐ)廠工程設計中一般變頻(pín)調速裝置單獨設置在變頻(pín)調速室内，室内必須安裝備用(yòng)空調設施，控制室内環境溫度在變頻(pín)器所要求的(de)範圍内，同時(shí)設有通(tōng)風門窗(chuāng)，必要時(shí)采用(yòng)專門風道進行強制通(tōng)風和(hé)冷(lěng)卻。
四、高(gāo)壓供電系統出口斷路器控制的(de)技術完善
變頻(pín)調速裝置所用(yòng)變壓器的(de)高(gāo)壓側要與高(gāo)壓系統中的(de)開關櫃直接相連，但開關櫃的(de)保護範圍隻是供電線路與變壓器低壓側的(de)短路，而變頻(pín)器的(de)故障應靠變頻(pín)器自身的(de)檢測保護系統完成。 當變頻(pín)器發生故障發出跳閘信号時(shí)，斷路器應可(kě)靠動作跳閘。
然而，普通(tōng)斷路器高(gāo)壓開關櫃内部出現跳閘回路斷線或直流控制電源消失的(de)情況，變頻(pín)器恰好出現故障（要求斷路器跳閘）時(shí)，跳閘線圈已失電，斷路器拒絕動作，因而造成變頻(pín)器内部的(de)功率器件損壞。
所以在設計中選擇了(le)帶有欠壓脫扣線圈的(de)斷路器，一旦出現跳閘回路斷線或控制電源消失的(de)情況，斷路器首先自動跳閘，以保護變頻(pín)器的(de)設備安全。
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