煤礦提升機(jī)交直交變頻器諧波分析

摘要：隨著煤炭工業(yè)的發(fā)展，礦井電力系統(tǒng)的規(guī)模越來越大，各種新的設(shè)備不斷投入到系統(tǒng)當(dāng)中，文章就礦井提升機(jī)使用的交直交變頻器不同工況下產(chǎn)生的諧波進(jìn)行測量，為礦井電網(wǎng)維護(hù)提供參考。

關(guān)鍵詞：礦井提升機(jī)；交直交變頻器；諧波；礦井電網(wǎng)維護(hù)

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-2374（2012）03-0147-02

以某礦立井提升機(jī)裝備ACS-6109-F06-1S9-1V1-C26-W2-C1W1型交直交變頻器為例，設(shè)備組成有整流單元(ARU)9MVA，逆變單元(INU)9MVA，電壓限幅單元(VLU)480KJ，電容組單元（CBU）2串。對提升機(jī)加速、勻速、減速三種工況下網(wǎng)側(cè)電流進(jìn)行測試。

一、測試信息

測量儀器：FLUKE 43B

裝置型號(hào)：ABB ACS6000

電機(jī)參數(shù)：3300kW

測試數(shù)據(jù)：網(wǎng)側(cè)電流諧波和電流波形。

特征諧波：三相整流器為6脈動(dòng)，其特征諧波頻率為6*K±1(K=1，2，3…)。

基波：頻率為50Hz交流分量稱為基波。

諧波次數(shù)：諧波頻率與基波頻率的整數(shù)比。

電流諧波的畸變率(THD)：各次諧波分量的均方根值與基波分量的均方根值之比，通常表示為%f。

第一部分：諧波。

測量工況：加速，勻速和減速段的諧波情況。

加速階段：在加速階段電流THD是變化的，趨勢是隨著電流值的增加，諧波含量減少，最小達(dá)到了4.3%。

勻速階段：電流的畸變率控制在8%左右變化。

圖1勻速段電流諧波畸變率

由圖1可以看出電流7次、29次、47次、49次諧波含量較大。根據(jù)IEEE Std 519-1992標(biāo)準(zhǔn)，總的畸變率基本達(dá)到了標(biāo)準(zhǔn)的8.0%的要求，但是高次諧波超標(biāo)，29次：7.1%，35次：1.1%，47次：1.7%，49次：1.6%都超過標(biāo)準(zhǔn)要求。

減速階段：為從勻速到爬行階段諧波情況，此時(shí)能量回饋電網(wǎng)，諧波含量較大。

（b）

圖3電流波形

圖3中(a)、（b）分別為電流值為0.942A和電流為1.894A是的測量波形，電流越大，波形越正弦，諧波含量越小。

二、結(jié)論

交直交變頻器總的諧波畸變基本達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)中8.0%的要求，在低于23次諧波的范圍內(nèi)，諧波含量在標(biāo)準(zhǔn)的要求范圍內(nèi)，在高于此諧波范圍之后，諧波分量超標(biāo)，29次：7.1%，35次：1.1%，47次：1.7%，49次：1.6%。

三、結(jié)語

交交變頻器在勻速段電流的畸變率為15%左右，諧波成分主要為直流分流，5、7、11、13、17、19次諧波，另外偶次諧波6、12、18次也相對較高，加速和減速過程中電流的畸變率相對勻速時(shí)更大，對電網(wǎng)產(chǎn)生不良影響。

相對而言，交直交變頻器，采用優(yōu)化的ARU脈沖模式，變壓器電流與線電壓具有相同的相位，功率因數(shù)（COSψ）可達(dá)到1，諧波成分降至最低，具有諧波污染小以及功率因數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)，稱為“綠色”變頻器，目前在國內(nèi)已被許多礦山用戶選擇使用。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬小亮．大功率交交變頻調(diào)速及矢量控制技術(shù)[M]．機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[2] 北京ABB電氣傳動(dòng)公司．ACS6000中壓交流傳動(dòng)[M]．

作者簡介：王守軍（1979-），男，安徽淮南人，淮南礦業(yè)集團(tuán)工程師，研究方向：工業(yè)自動(dòng)化。

（責(zé)任編輯：葉小堅(jiān)）