使用变频器后无功补偿柜的保险频繁烧毁的原因分析

    某小区的供热站，一台250kW的鼓风机向锅炉内吹煤粉。原来使用节风门调整鼓风机的风量，从而控制燃烧量。现在采取了变频器控制鼓风机，通过鼓风机的转速快慢来控制燃烧量。改造后，节电效果显著，但是却发现无功补偿装置中的保险频繁烧毁。希望解决这个问题。

　　这是由于变频器工作时产生很强的谐波电流发射。

　　变频器发射的谐波电流注入到系统中，会在电容上产生较大的电流。这有两个原因。

　　第一， 谐波电流的频率较高，补偿电容对高频电流具有更小的阻抗，因此会产生较大的电流。

　　第二， 谐波电流会在系统中发生谐振，导致谐波电流被放大，这个原因通常是问题的主要原因。

　　在电力系统中，变压器与无功补偿电容构成了一个LC并联电路，如图1所示。这个电路有一个固有的谐振频率f0，当f0与谐波的频率相同时，谐波电流会被方法，在LC构成的回路中产生很大的电流，一般会达到谐波源电流的10~20倍，这对系统和电容的损害都非常大。

　　补偿电容支路上的保险烧毁，恰好说明起到了保护作用，否则会导致更严重的后果，例如，电容爆炸，变压器过热等。

　　出现上述问题时，可以有两个方法来解决。

　　第一个方法，在电容上串联电抗L1，并使L1与C构成的串联电路的谐振点低于最低次谐波电流的频率，本案中，低于5次谐波。电抗(L+L1)与补偿电容C构成的回路的谐振频率必然低于谐波源的频率，因此不会发生谐振。

　　第二个方法是减小谐波源的谐波电流。具体方法是在变频器的电源输入端安装HTHF谐波滤波器。

　　本案中采取了第二个方法。采取措施后，无功补偿柜工作正常，没有再出现保险烧毁的现象。

　　通过本案例可知，企业在对电机进行变频器节能改造时，不能忽视变频器谐波电流带来的危害。怎样回避谐波电流带来的风险呢?只要在进行方案设计时，对节电柜提出谐波电流的限制要求就可以了。（　　对节电柜的谐波电流的限制要求可以采用GB17625标准或者IEEE519标准。根据调研，欧美企业采用IEEE519标准的较多，主要内容是规定总谐波电流畸变率THID< 8%。

　　只要在节电方案的设计中采取了预防措施，就完全能够规避谐波电流带来的风险。