【壓縮機網(wǎng)】隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诠?jié)能減碳增效的關(guān)注和需求不斷提升，大量的變頻設(shè)備進入工廠，尤其是一些通用的變頻設(shè)備得到了廣泛的使用，例如：變頻空壓機、變頻水泵、變頻風機等。今天我們將通過一些案例來淺談一下電能質(zhì)量對變頻空壓機的影響，以及空壓機變頻器產(chǎn)生的諧波狀況。
在談電能質(zhì)量前，我們先明確一個變頻設(shè)備和工廠用電質(zhì)量的關(guān)系：首先，電能的電壓諧波來自工廠的供電電網(wǎng)（也就是供電單位提供的）。根據(jù)國家標準GB/T 14549-93，電壓的諧波率是受到監(jiān)管的，供電電壓諧波對設(shè)備可靠性和用電系統(tǒng)能耗都會產(chǎn)生影響。
而設(shè)備電流諧波更多的是來自設(shè)備本身，不同的設(shè)備產(chǎn)生的電流總諧波不同，電流分項諧波也不同。這些電流諧波反過來會影響整個工廠的電源質(zhì)量，如果不及時適當處理，就會帶來其他用電設(shè)備的可靠性風險和電能浪費。
接下來，我們將通過幾個具體案例來做進一步的說明和分析：
一、案例一
某品牌110kW變頻螺桿空壓機在運行中多次出現(xiàn)設(shè)備過載跳機的故障，為了分析故障原因，我們使用了電能質(zhì)量在線分析儀，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來采集電網(wǎng)供電質(zhì)量數(shù)據(jù)，進行電能質(zhì)量與諧波的監(jiān)測和分析。
設(shè)備電壓諧波THD分析：根據(jù)國家標準GB/T 14549-93，測試期間，該變頻空壓機的供電電壓諧波率基本符合國家標準。
2.設(shè)備總電流諧波THD分析：測試期間，該變頻空壓機產(chǎn)生的電流總諧波率遠大于相關(guān)標準，對于電網(wǎng)的諧波THD會產(chǎn)生一定影響。設(shè)備的功率越大，電流諧波THD對電網(wǎng)質(zhì)量的影響就越大。
我們進一步分析了該變頻空壓機的電流THD分項諧波，檢查電流總諧波THD主要來自哪一種分項諧波。從數(shù)據(jù)上看，較高的電流諧波THD主要來自分項的5次、7次、9次諧波，尤其是5次諧波最大；進一步確認了電流諧波THD的產(chǎn)生主要來自該設(shè)備的變頻器。對于這臺變頻空壓機而言，變頻器產(chǎn)生的電流諧波的治理還有待改進，以避免對電網(wǎng)電源質(zhì)量的負面影響。
二、案例二
某東南亞國家案例；一工廠2臺75kW變頻螺桿空壓機陸續(xù)發(fā)生變頻器燒毀的重大故障，通過大代價維修復產(chǎn)后，需要明確故障原因，以避免同樣的問題再次發(fā)生。同樣使用了電能質(zhì)量在線分析儀，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來采集電網(wǎng)供電質(zhì)量，進行電能質(zhì)量與諧波的監(jiān)測和分析，以確認設(shè)備本身和工廠供電質(zhì)量是否存在問題和風險。
從數(shù)據(jù)采集和分析的結(jié)果來看，這家工廠供電電源的電壓諧波質(zhì)量比較差，電壓總諧波THD平均達到8.19%,峰值已經(jīng)超過了11%，而且還極其不穩(wěn)定，已經(jīng)足夠?qū)ψ冾l空壓機的可靠運行和壽命造成影響；
該變頻空壓機的電流總諧波THD也遠大于相關(guān)標準，較高的電流諧波THD主要來自分項的5次諧波，電流諧波THD的產(chǎn)生主要來自該設(shè)備的變頻器。對于這臺變頻空壓機而言，變頻器產(chǎn)生的電流諧波的處理還有待改進，以避免對電網(wǎng)電源質(zhì)量的負面影響。
我們還對這臺75kW變頻空壓機的變頻器進線端和出線端進行了測量，變頻器進線端的測量等同于對于供電電源質(zhì)量的測量。而變頻器出線端的測量則可以認為是對變頻電機的供電質(zhì)量的測量。
對于電壓總諧波THD，變頻器進線端和出線端的差異不大，都超出了5%的標準。較高的電壓總諧波THD對變頻器和變頻電機都有影響。
對于電流總諧波THD，變頻器進線端和出線端的結(jié)果就完全不一樣了。在變頻器出線端，變頻器產(chǎn)生的電流諧波THD高達40%以上，會影響全廠電網(wǎng)電源質(zhì)量。而對變頻器出線端，測量的電流諧波THD來自電機，只有1%不到，這也驗證了正常工作的三相電機是不會產(chǎn)生電流諧波的。
三、電壓與電流諧波THD對工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)的影響
諧波對電力系統(tǒng)的危害是多方面的。首先，諧波會增加電能損耗。由于諧波電流在電力系統(tǒng)的線路和設(shè)備中流動，會導致線路和設(shè)備的電阻損耗增加與發(fā)熱。
其次，諧波會影響電力設(shè)備的正常運行。例如，諧波會使變壓器的鐵損和銅損增加，導致變壓器過熱，降低其使用壽命。
對于電機來說，諧波電流會產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)矩，使電動機的效率降低，同時還可能引起電動機的振動和噪聲增大。
此外，諧波還會對電力系統(tǒng)的測量與保護裝置產(chǎn)生干擾，可能導致電表計量偏差，以及保護裝置誤動作，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
四、初步結(jié)論與建議
關(guān)于電網(wǎng)的供電電源質(zhì)量，需要更多的關(guān)注電壓總諧波和電壓分項諧波THD的影響，通過在線監(jiān)測，實時了解電源質(zhì)量，并采取必要的專業(yè)治理手段來有效管理電壓諧波水平，降低用電設(shè)備的風險和減少供電系統(tǒng)的損耗。對于重要的用電系統(tǒng)和設(shè)備，利用電能質(zhì)量分析儀和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)有效的實時數(shù)據(jù)監(jiān)視和分析，來提升管理水平。
對于市場上越來越多的變頻空壓機，生產(chǎn)廠家也需要考慮對變頻器運行中產(chǎn)生的電流諧波進行更有效的治理（如改進諧波濾波與提升濾波吸收），避免變頻器產(chǎn)生的電流諧波對用戶電網(wǎng)造成負面影響。
【壓縮機網(wǎng)】隨著工業(yè)領(lǐng)域?qū)τ诠?jié)能減碳增效的關(guān)注和需求不斷提升，大量的變頻設(shè)備進入工廠，尤其是一些通用的變頻設(shè)備得到了廣泛的使用，例如：變頻空壓機、變頻水泵、變頻風機等。今天我們將通過一些案例來淺談一下電能質(zhì)量對變頻空壓機的影響，以及空壓機變頻器產(chǎn)生的諧波狀況。
在談電能質(zhì)量前，我們先明確一個變頻設(shè)備和工廠用電質(zhì)量的關(guān)系：首先，電能的電壓諧波來自工廠的供電電網(wǎng)（也就是供電單位提供的）。根據(jù)國家標準GB/T 14549-93，電壓的諧波率是受到監(jiān)管的，供電電壓諧波對設(shè)備可靠性和用電系統(tǒng)能耗都會產(chǎn)生影響。
而設(shè)備電流諧波更多的是來自設(shè)備本身，不同的設(shè)備產(chǎn)生的電流總諧波不同，電流分項諧波也不同。這些電流諧波反過來會影響整個工廠的電源質(zhì)量，如果不及時適當處理，就會帶來其他用電設(shè)備的可靠性風險和電能浪費。
接下來，我們將通過幾個具體案例來做進一步的說明和分析：
一、案例一
某品牌110kW變頻螺桿空壓機在運行中多次出現(xiàn)設(shè)備過載跳機的故障，為了分析故障原因，我們使用了電能質(zhì)量在線分析儀，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來采集電網(wǎng)供電質(zhì)量數(shù)據(jù)，進行電能質(zhì)量與諧波的監(jiān)測和分析。
設(shè)備電壓諧波THD分析：根據(jù)國家標準GB/T 14549-93，測試期間，該變頻空壓機的供電電壓諧波率基本符合國家標準。
2.設(shè)備總電流諧波THD分析：測試期間，該變頻空壓機產(chǎn)生的電流總諧波率遠大于相關(guān)標準，對于電網(wǎng)的諧波THD會產(chǎn)生一定影響。設(shè)備的功率越大，電流諧波THD對電網(wǎng)質(zhì)量的影響就越大。
我們進一步分析了該變頻空壓機的電流THD分項諧波，檢查電流總諧波THD主要來自哪一種分項諧波。從數(shù)據(jù)上看，較高的電流諧波THD主要來自分項的5次、7次、9次諧波，尤其是5次諧波最大；進一步確認了電流諧波THD的產(chǎn)生主要來自該設(shè)備的變頻器。對于這臺變頻空壓機而言，變頻器產(chǎn)生的電流諧波的治理還有待改進，以避免對電網(wǎng)電源質(zhì)量的負面影響。
二、案例二
某東南亞國家案例；一工廠2臺75kW變頻螺桿空壓機陸續(xù)發(fā)生變頻器燒毀的重大故障，通過大代價維修復產(chǎn)后，需要明確故障原因，以避免同樣的問題再次發(fā)生。同樣使用了電能質(zhì)量在線分析儀，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)來采集電網(wǎng)供電質(zhì)量，進行電能質(zhì)量與諧波的監(jiān)測和分析，以確認設(shè)備本身和工廠供電質(zhì)量是否存在問題和風險。
從數(shù)據(jù)采集和分析的結(jié)果來看，這家工廠供電電源的電壓諧波質(zhì)量比較差，電壓總諧波THD平均達到8.19%,峰值已經(jīng)超過了11%，而且還極其不穩(wěn)定，已經(jīng)足夠?qū)ψ冾l空壓機的可靠運行和壽命造成影響；
該變頻空壓機的電流總諧波THD也遠大于相關(guān)標準，較高的電流諧波THD主要來自分項的5次諧波，電流諧波THD的產(chǎn)生主要來自該設(shè)備的變頻器。對于這臺變頻空壓機而言，變頻器產(chǎn)生的電流諧波的處理還有待改進，以避免對電網(wǎng)電源質(zhì)量的負面影響。
我們還對這臺75kW變頻空壓機的變頻器進線端和出線端進行了測量，變頻器進線端的測量等同于對于供電電源質(zhì)量的測量。而變頻器出線端的測量則可以認為是對變頻電機的供電質(zhì)量的測量。
對于電壓總諧波THD，變頻器進線端和出線端的差異不大，都超出了5%的標準。較高的電壓總諧波THD對變頻器和變頻電機都有影響。
對于電流總諧波THD，變頻器進線端和出線端的結(jié)果就完全不一樣了。在變頻器出線端，變頻器產(chǎn)生的電流諧波THD高達40%以上，會影響全廠電網(wǎng)電源質(zhì)量。而對變頻器出線端，測量的電流諧波THD來自電機，只有1%不到，這也驗證了正常工作的三相電機是不會產(chǎn)生電流諧波的。
三、電壓與電流諧波THD對工業(yè)設(shè)備和生產(chǎn)的影響
諧波對電力系統(tǒng)的危害是多方面的。首先，諧波會增加電能損耗。由于諧波電流在電力系統(tǒng)的線路和設(shè)備中流動，會導致線路和設(shè)備的電阻損耗增加與發(fā)熱。
其次，諧波會影響電力設(shè)備的正常運行。例如，諧波會使變壓器的鐵損和銅損增加，導致變壓器過熱，降低其使用壽命。
對于電機來說，諧波電流會產(chǎn)生附加的轉(zhuǎn)矩，使電動機的效率降低，同時還可能引起電動機的振動和噪聲增大。
此外，諧波還會對電力系統(tǒng)的測量與保護裝置產(chǎn)生干擾，可能導致電表計量偏差，以及保護裝置誤動作，影響電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。
四、初步結(jié)論與建議
關(guān)于電網(wǎng)的供電電源質(zhì)量，需要更多的關(guān)注電壓總諧波和電壓分項諧波THD的影響，通過在線監(jiān)測，實時了解電源質(zhì)量，并采取必要的專業(yè)治理手段來有效管理電壓諧波水平，降低用電設(shè)備的風險和減少供電系統(tǒng)的損耗。對于重要的用電系統(tǒng)和設(shè)備，利用電能質(zhì)量分析儀和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實現(xiàn)有效的實時數(shù)據(jù)監(jiān)視和分析，來提升管理水平。
對于市場上越來越多的變頻空壓機，生產(chǎn)廠家也需要考慮對變頻器運行中產(chǎn)生的電流諧波進行更有效的治理（如改進諧波濾波與提升濾波吸收），避免變頻器產(chǎn)生的電流諧波對用戶電網(wǎng)造成負面影響。
網(wǎng)友評論
條評論
最新評論