淺談變頻器中的干擾和抑制

韓國強

（山東勝利通海集團東營天藍節能科技有限公司，山東東營257200）

隨著科學技術的發展變頻器在工業生產中的應用日益廣泛，其在各個領域中的應用使得系統運行更加穩定，經濟效益有了更進一步的提高。變頻器自身具有優越的軟啟停功能，既保護了運行設備又節約了能源提高了效率。然而在設備運行過程中所帶來的干擾問題也在使用過程中日益突出。這些干擾問題不僅會污染電廠的供電系統，還會干擾周邊的運行設備導致測控系統失靈，甚至可能破壞整個系統的穩定性。因此必須對變頻器的干擾問題作出相應的對策方法。

1 干擾問題的來源

1.1 外部對變頻器產生的干擾

外部對變頻器產生的干擾主要是指外圍設備及臨近設備的電磁干擾對變頻器產生的影響。在變頻器工作運行過程中，它會對電源側和輸出側的設備產生諧波干擾，產生的被污染的交流電網對變頻器的供電電源產生干擾，影響變頻器的正常運行。長期的電流干擾不僅會導致變頻器對周邊的其他設備產生干擾信號，還會降低電網用電設備的效率，使變壓器產生機械振動，造成局部發熱、絕緣老化，使得變頻器不能穩定的正常運行，最后影響整個電力系統的正常運行，影響電力的穩定供應。

1.2 內部對變頻器產生的干擾

內部對變頻器產生的干擾主要是指變頻器產生的電磁噪聲、泄露的電流和諧波等外部干擾因素對自身的設備及鄰近的設備產生的干擾。在變頻器運行過程中電流會產生強大的電磁干擾，這種運行中產生的電磁干擾會通過電路傳導和磁場的形式傳播干擾運行的傳輸信號。同時在變頻器運行過程中，強大的傳輸點了對電網來說也是強大的負載，在強大的負擔下電流的高速切換會導致傳輸的電流產生污染，產生強大的干擾信號，影響電流的正常傳輸，最后干擾變頻器的正常運行和工作。

2 干擾產生的途徑

2.1 電磁輻射

在變頻器運行過程中，周邊的設備及其鄰近的設備都會產生強烈的電磁輻射，從而對變頻器的正常運行產生強烈的干擾，影響變頻器的正常運行。在一些強電流設備運行過程中，會產生強烈的電磁輻射磁場，強烈的電流通過和容易導致 電磁輻射的材料所造成的電流磁場。當變頻器不是處在一個完全封閉的金屬外殼內時輻射的電磁波就可能通過變頻器金屬外殼的空洞或縫隙形成干擾信號，向四周輻射，影響變頻器和其周邊電子器械的正常運行，[1]甚至影響整個電力系統的正常穩定運行。

2.2 傳導途徑

與輻射干擾相比，其傳播路程可以很遠，最典型的的干擾途徑就是在電流的運輸過程中低壓網絡變頻器產生的干擾信號沿著配電變頻器進入其他配電網絡，是與之相連的其他配電變頻器產生干擾。總而言之，也就是說伴隨著電流之間的運行傳輸，變頻器產生的干擾信號也隨著電流網絡相繼傳播，最后進入至整個配電網絡，對整個配電網絡產生干擾信號，干擾整個變頻設備的正常運行。

2.3 感應耦合途徑

當變頻器在工作運行過程中，干擾源不是直接與其它的導體設備相連接的，在傳輸過程中干擾電路的端口電壓會導致干擾回路中的電荷分布，以至于這些電荷產生電場，在變頻器中隨著和其他導體和導線之間電流的輸入輸出產生感應耦合。當變頻器的容量較大時，網絡電壓會產生畸變，當電場隨時間變化，敏感回路中的時變感應電荷就會在回路中形成感應電流，在變頻器運行工作過程中電磁感應耦合電力線路中流過電流時會產生交變磁場，這種磁場產生的高次諧波信號就會通過感應耦合的方式沿著電流的傳播干擾相連的其他設備電路，[2]感應耦合之間的傳導導致變頻器的正常運行產生問題。

3 干擾抑制措施

3.1 隔離

隔離既可以是將易受干擾接收的部分同干擾源頭采取隔離方法，切斷干擾耦合通道，使其之間信號不能正常傳輸發生隔離作用，從而達到抑制干擾的目的。也可以采用隔離變壓器、光電隔離和繼電器隔離等方法，用來阻斷交流信號中的直流干擾和抑制低頻干擾信號的強度，把各種模擬負載和數字信號源隔離開來，也就是把模擬信號和數字信號斷開，避免干擾信號的傳導。隔離變頻器上的干擾信號，減少干擾信號對設備的危害或是將干擾減小減弱，減輕對變頻器造成的危害，保證設備的健康運行。

3.2 濾波

為了防止干擾影響變頻器的正常運行，在諧波的處理方面應當采用無源濾波技術和有源濾波技術兩種,它們能有效消除諧波對電網的影響。無源濾波裝置結構簡單,成本較低,技術已比較成熟,但也存在難以克服的缺陷。源濾波技術是一種新型的諧波治理技術,它由指令電流運算電路和補償電流發生電路兩個主要部分組成。實現了動態補償,可對頻率和大小均變化的無功功率進行補償,對補償對象的變化有極快的響應速度，但其成本較高。由于電網功率因數較低,大功率的變頻器更容易產生更大的影響，為抵抗在變頻器運行過程中產生的干擾，可以采用這兩種濾波技術防止干擾。

3.3 屏蔽

變頻器是由極精細的微處理器等集成電路組成的,對其他組件產生的電磁干擾比較敏感,很容易由此引起嚴重的錯誤。其他組件的電磁干擾從變頻器控制電纜為途徑進入,所以要對電纜采取較強的抗干擾措施。靠近變頻器一側應接控制電路的公共端,而不能接在變頻器的接地端或者直接接地。屏蔽層的另一端懸空處理就可以，信號線采用雙芯屏蔽,并與主電路及控制回路完全分離,不能放于同一配管或線槽內,[2]周圍電子敏感設備線路也要求屏蔽，為使屏蔽有效,屏蔽罩必須可靠接地。

3.4 接地

正確的接地方式對變頻器的正常運行至關重要，正確的接地既可以使系統有效地抑制外來干擾，又能降低設備本身對外界的干擾，在很大程度上抑制內部噪聲的禍合,防止外部干擾的侵入,提高系統的抗干擾能力。當變頻器與其他設備或多臺變頻器同時需要接地時,所有設備應單獨分開接地,而不能將一臺或者多臺設備的接地端連接后再接地。要根據具體情況采用,要注意不要因為接地不良而對設備產生干擾。減少變頻器和其他設備之間的相互干擾,使變頻器和其他設備能夠正常工作,發揮更好的作用。

3.5 加裝電抗器

電抗器主要能控制高次諧波的干擾，變頻器本身就是高次諧波發生器，而電抗器能阻礙諧波的外部發送，同時也避免外部諧波進入變頻器內部。為改善變頻器輸出電流，減少電動機噪聲，可在變頻器輸出端加裝交流電抗器，為抑制變頻器輸入側的諧波電流，改善功率因數，可在變頻器輸入端加裝交流電抗器。電抗器不僅可以減少諧波的輸出和輸入，同時還可以改變線路電源的過壓保護。

3.6 正確安裝

為保證在后期的投入使用過程中出現更少的問題，在變頻器的安裝初始階段就應當正確的對變頻器進行安裝。由于工藝安裝不合理帶來的問題，從而使系統容易接受干擾，選擇合理地接地方式、合理的電源、正確的安裝方式可以確保變頻器安全和無故障運行。

4 結語

為了推動發電廠整定計算系統的實用化進程，隨著新技術和新理論不斷在變頻器上的應用,變頻器應用存在的這些問題有望通過變頻器本身的功能和補償以及科學技術的發展來提出解決這些問題的實際對策伴隨著工業現場和社會環境對變頻器的要求不斷提高，變頻器中出現的問題都有解決的可能。【參考文獻】

［1］孔祥敏.通用的發電廠繼電保護整定計算[J].繼電器,2013,34(4):14-16.

［2］王磊.發電廠繼電保護定值整定計算軟件中定值單的生成[J].繼電器,2013,34(5):21-23.

［3］曹中.高校圖書館流通窗口的非語言交流與服務[J].大學圖書情報學刊,2011,23(6):72-74.