淺析建筑變頻器產(chǎn)生干擾及解決措施

趙穎

摘要：隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，目前采用變頻器驅(qū)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)以其節(jié)能功效明顯、調(diào)節(jié)方便、維護(hù)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用到建筑中。然而隨著變頻器的廣泛應(yīng)用其工作中產(chǎn)生的干擾也越來(lái)越不容忽視。本文就目前我國(guó)建筑變頻器產(chǎn)生干擾進(jìn)行粗淺的闡述，并提出抗干擾的解決措施。

關(guān)鍵詞：變頻器干擾解決對(duì)策

1、前言

目前我國(guó)建筑變頻器的干擾主要有兩種：一方面是由于變頻器本身采用的元器件是由晶閘管或者整流二極管組成的，其產(chǎn)生的諧波對(duì)電網(wǎng)將產(chǎn)生傳導(dǎo)干擾，引起電網(wǎng)電壓畸變影響電網(wǎng)的供電質(zhì)量；另一種是由于電頻器輸出部分所采用的IGBT等開(kāi)關(guān)元器件，在輸出能量的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的電磁輻射干擾，影響周圍電器設(shè)備的正常良好運(yùn)作。而無(wú)論哪種情況建筑變頻器產(chǎn)生的干擾均會(huì)給電網(wǎng)和電器設(shè)備帶來(lái)嚴(yán)重的危害，影響人們的工作、生活質(zhì)量。因此，探討解決建筑變頻器產(chǎn)生干擾的工作刻不容緩。

2、目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)諧波的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)

目前國(guó)際和國(guó)內(nèi)有關(guān)諧波的標(biāo)準(zhǔn)大不相同，以下筆者就諧波的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)予逐個(gè)分析進(jìn)行簡(jiǎn)要的介紹：首先，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。目前國(guó)際現(xiàn)行的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)主要有IEC61000-2-2，IEC61000-2-4兩種。IEC61000-2-2標(biāo)準(zhǔn)主要適用于公用電網(wǎng)，而IEC61000-2-4標(biāo)準(zhǔn)則主要適用于廠級(jí)電網(wǎng)。這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)均對(duì)諧波產(chǎn)生的電網(wǎng)損害造成的程度進(jìn)行了規(guī)定稱之為最大允許電壓畸變率THDv。目前IEC61000-2-2公共電網(wǎng)對(duì)各個(gè)接入點(diǎn)的諧波電壓出允許的THDv為8%，而廠級(jí)電網(wǎng)IEC61000-2-4的THDv允許標(biāo)準(zhǔn)則分為三個(gè)等級(jí)分別為5%、8%、10%根據(jù)電網(wǎng)公共情況不同而有所變換。同時(shí)還規(guī)定了電器設(shè)備所允許的諧波電流幅值，IEC61000-2-2主要針對(duì)16A 以下，IEC61000-2-4則是針對(duì)16A到64A。其次，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)。目前我國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)諧波的標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了，公共電網(wǎng)諧波電壓限制為380V，電網(wǎng)電壓總允許值為THDv為5%。因此，由上標(biāo)準(zhǔn)也可以看出，目前國(guó)際和國(guó)際對(duì)單次電壓THDv在3%到6%之前，總電壓THDv在5%到8%之間的大范圍內(nèi)都是可以接受的。

3、電磁輻射和諧波對(duì)電網(wǎng)及電器設(shè)備系統(tǒng)的危害

目前我國(guó)建筑變頻器的干擾主要有兩種，一種是電磁輻射干擾、一種為諧波干擾，均會(huì)影響到我國(guó)電網(wǎng)和電器設(shè)備的正常運(yùn)行、電器儀表計(jì)量不準(zhǔn)確，甚至造成的系統(tǒng)紊亂嚴(yán)重危害到人們的工作、生活質(zhì)量，給國(guó)家財(cái)產(chǎn)和個(gè)人的財(cái)產(chǎn)都帶來(lái)巨大的損失。以下筆者簡(jiǎn)單的介紹電磁輻射和諧波對(duì)電網(wǎng)和電器設(shè)備系統(tǒng)的具體危害。首先，電磁輻射干擾是變頻器輸出部分所采用的IDBT等開(kāi)關(guān)，在輸出能力時(shí)所產(chǎn)生的較強(qiáng)干擾。電磁輻射干擾能夠?qū)е伦冾l器附近的控制信號(hào)、檢測(cè)信息等弱電信號(hào)收到較大的干擾，抑制系統(tǒng)無(wú)法得到正確、穩(wěn)定的檢測(cè)信息，以致控制系統(tǒng)紊亂；其次，諧波是通過(guò)電網(wǎng)傳導(dǎo)到其他用電設(shè)備上的。而由于電網(wǎng)元?dú)饧C波的產(chǎn)生致使電網(wǎng)在供電過(guò)程中附加了諧波損耗，當(dāng)諧波傳送時(shí)勢(shì)必降低了輸電及用電設(shè)備的使用功率。同時(shí)，諧波傳導(dǎo)到用電設(shè)備上還會(huì)致使變壓器產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，導(dǎo)致變壓器內(nèi)部局部地區(qū)過(guò)熱引起絕緣體老化，降低用電設(shè)備的正常使用壽命的同時(shí)還有干電子設(shè)備內(nèi)部軟件的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。目前我國(guó)對(duì)變頻器產(chǎn)生的干擾控制工作仍沒(méi)有得到高度的重視，雖然變頻器對(duì)容量大的電網(wǎng)的干擾影響沒(méi)有十分的明顯，但是仍然不得小視。隨變頻器技術(shù)的不斷提升、應(yīng)用越來(lái)越廣泛，變頻器產(chǎn)生的干擾不容忽視。

4、解決或者削弱變頻器諧波和電磁波產(chǎn)生的干擾措施

4.1 在建筑中使用隔離變壓器裝置

隔離變壓器主要應(yīng)用于控制系統(tǒng)中的儀表、PLC，一起其他小功率電器設(shè)備的抗干擾。其抗干擾原理主要是隔離變壓器具有隔離層，可以將大部分在傳導(dǎo)中的干擾阻隔通過(guò)隔離層阻隔在電壓器外，使得干擾無(wú)法進(jìn)入電器設(shè)備、電源。從而達(dá)到抗干擾的目的。因此，可以說(shuō)隔離變壓器是主要針對(duì)來(lái)自電器設(shè)備電源的傳導(dǎo)干擾的控制。

4.2 在建筑中使用濾波模塊或者組件

目前市場(chǎng)中常見(jiàn)的濾波模塊或者組件多為雙孔磁芯濾波結(jié)構(gòu)和單孔磁芯濾波器。單孔磁芯濾波器其抗干擾濾波功能較雙孔磁芯相比要弱很多但是成為偏低，因此目前采用單孔磁芯濾波器的建筑也有很多。而這些諧濾波器除了具有抗電源干擾能力外，還具有防止電器設(shè)備本身形成的干擾傳導(dǎo)給電源的作用。同時(shí)可以吸收部分尖峰電壓，對(duì)各類的電器設(shè)備在使用中均有很多好處。

4.3 在建筑中選用具有開(kāi)關(guān)的電源儀表設(shè)備

在建筑中有條件的情況下對(duì)電源儀表設(shè)備的選取應(yīng)該都選用有開(kāi)關(guān)裝置的。因此，一般開(kāi)關(guān)電源的儀表設(shè)備自身抗干擾能力都比較強(qiáng)，他們自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)就應(yīng)經(jīng)采用了有關(guān)的過(guò)慮器為抗干擾提供了雙重保護(hù)。

4.4 在建筑中做好信號(hào)的抗干擾性

建筑中的信號(hào)線承擔(dān)者檢測(cè)信號(hào)和控制信號(hào)的傳輸任務(wù)。信號(hào)傳輸?shù)馁|(zhì)量問(wèn)題直接影響到整個(gè)建筑中的信息控制系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和準(zhǔn)定性。因此，做好建筑信號(hào)線的抗干擾性尤為重要。目前建筑對(duì)信號(hào)線上的干擾主要來(lái)之空間的電磁輻射，對(duì)其抗干擾的模式可以采用以下兩種：首先對(duì)常態(tài)干擾的抑制模式。可以在信號(hào)線回路上介入RC濾波器或者雙T濾波器，在電壓的轉(zhuǎn)換期選擇上，盡量采用雙積分A/D轉(zhuǎn)化器，以此消除部分高頻干擾作用。

5、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們可以看出變頻器干擾的分布參數(shù)十分復(fù)雜，帶來(lái)的損失也極其嚴(yán)重。因此，在針對(duì)變頻器產(chǎn)生的干擾時(shí)，及時(shí)有效的采用適當(dāng)?shù)目垢蓴_手段解決電網(wǎng)和電器設(shè)備所面臨的不良情況有著十分重要的地位。

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