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行业动态
煤矿变频技术设施探析
发布时间:2018-7-4 14:14:00   来源:杭州三科变频科技有限企业   人气值:

1、变频器谐波产生的原因

变频器的主要电路通常是“交一直一交”的模式,从外部输入的电源是1140V/50Hz,经过三相桥式无控制电流完成之后变成直流的信息。在整流的电路中,输入电流的形态是没有规则的长方形电波,电流按照特定的级数来进行分配,分别为基波和谐波,谐波分为多种,其中高次谐波将对输入供电路线产生影响。在逆变输出电流时,输出的电流会受到PWM承载电波信号的脉冲波形的影响,针对GTR大功率的逆行变化原件,其PWM在电流中承载的电波频率为2KHz~3KHz。而IGBT大功率逆流变化原件的PWM最大的承载频率可以达到15KHz。统一到输出电流时,其电流的信号可以被分解成仅包含正弦波的基础波形和其他雷系的谐波,其中高次谐波其电流对承载的电波形成直接的干扰。除此之外,高次谐波其电流还会通过电缆的途径向各个空间传递辐射,同时也会让其他的电气设备受到干扰。

2、抑制谐波干扰的方法

大家都知道,谐波的传播的方法有两种,分别是传导和辐射。对于传导的干扰问题,重点是要把传导在电路中的高端频率的电流进行过滤;对于辐射干扰的解决,主要是对辐射的源头和受到干扰的路线完全的隔断。以下是经常用到的5种方法。

1)让变频装置的供电源头与其他供电电源的设备进行隔离,或者将变频器与其他的输入两侧安装隔离其控制变压,同时让谐波的电流断开。

2)可以选择在变频器的输入两侧与输出的两侧进行串联,安装合适的电抗器,也可以选择安装谐波变压器。其安装的滤波器的构成一定要是LC型的滤波器,这样可以让滤波器尽可能的吸取谐波,同时也可以增强电源和电流的地块能力,从而可以让谐波在干扰中可以达到较好的抑制。

3)电动机和逆变器中间存在的电缆要穿过钢管的设备,或者穿过运用铠装置的电缆,相对比与其他较弱的信号,要使用不同的电缆进行分开,分别设置敷设,更好的避免谐波的干扰。

4)对于设备的信号线,要采用较好的屏蔽线,在不知屏蔽线时变频器的主干回路控制的路线要相互错开保持一定的距离,其距离一般要少于20cm,可以有效的阻断敷设的干扰。

5)变频器在使用时,要选用专业的接地线,并且要用粗短线来接地。针对其周边的电气设施所使用的接地线,一定要注意和变频器的配线隔开,同时也可以使用短线。通过这样的方式,就可以使电流谐波对周边的电气进行辐射时有效的抑制。

3、抑制谐波措施的应用

羊场湾煤矿的机泵依靠自耦降压的方式来进行启动,为了让变频控制系统能更好的服务,对其进行改造后,让其在调频减速的功能有所提高,并且在节约省电的方面起到良好的作用。但是在变频输出部位和电动机之间存在的输出线频繁的出现发热现象,造成电动机的外壳随着温度的升高不断的发热,并且会经常性的出现保护装置跳闸,经检测,其原因是变频器在输出电压和电流在输出携带的信号中含有PWM高次谐波造成感染。

谐波电流在输出时携带的电流和电动机在绕线中形成其功率的严重缺损。解决的办法:通过把变频器的输入线和输出线进行分离,分别在输出输入时走不同的电缆沟,采用大号的电缆,来取代以前的电缆。把输出部分和电动机相隔的电缆的长度尽可能的缩短。通过采取这些措施,其发热问题得到较好的解决,对出现的各种变频器受到高次谐波干扰的问题大部分得到解决。但对谐波的组成以及其自身的幅度都有严格要求的设施来说,想彻底的抑制高次谐波的干扰,在实行上难度很大。

2005年12月,羊场湾煤矿的二煤轨道绞车有SQ-3的型号,改为PJT-3的型号。绞车在安装运行的过程中,南二S528机巷传感器显示其运作正常,分区一地面的检查中心频繁的出现“冒大数”的现象,并得出瓦斯超出限定值达到2.5%。根据数据的显示,对瓦斯超限的现象信以为真,但当经过调查发现,原来是绞车的变频系统在运作时产生的谐波干扰而导致。对于干扰的出现,如果不进行计算的处理,将会给煤矿井下的安全造成严重的困扰,同时对管理也会造成一些影响,同时也会让瓦斯在实地进行监控的意义不复存在。KJ66型监控系统其瓦斯的感应器所向外传输的频率为200~1000Hz,其相应的瓦斯含有的浓度达到0~4.0%。高次谐波其污染的源头来着对电源和其他传播路径辐射到瓦斯感应器的传输路线中,让瓦斯传感器的传输路线中携带着两个甚至两个以上的频率信息。当两个或两个以上的频率信号在在线路中传播时,在他们中间会存在着几百甚至几千赫兹的低频差拍。低频差拍在积满能量时会对瓦斯传感器的殊荣路线形成干扰,让传感器在传输的频率会随着幅度的增加而是瓦斯的超出限制部分出现虚假的数值。

经过对实地的考察,当绞车在工作时,其变动的电流以及其挖掘迎头电源线对其线路的干扰频率会在6.8KHz~20KHz左右。绞车其在提升中产生的负荷大,在全速运行的时候,其传感器在传输信号的路线干扰达到780Hz,造成相对于的瓦斯在2.9%CH4的假值。通过对以上的分析,可以采用下列措施,消除谐波干扰:变频绞车在运行时选用单独干式变压器进行供电,从而解决电网在污染方面的问题;变频绞车的供电路线要选用隐蔽专用的电流,解决频率辐射减弱的问题;将监控路线的敷设由原本的轨道式上山改为人力上山,防止传输的过程中受到干扰;建立特有的监控室,将监控站的电源分布导入一台隔离变压器,防止电网对分站的影响;将频率传感器更换为电流型的传感器,这样可以减少干扰频率的传播。

4、结束语

本文通过变频器谐波产生的原因进行详细的分析,从而让电流运行时防止其受到谐波的干扰,通过长期的研究,探索出抑制谐波干扰的方法,并且还分析了抑制谐波的措施在煤矿实际工作的运用,根据上述的问题,提出相应的解决措施,为以后煤矿变频技术设施探索的工编辑提供有效的方法。

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