简论变频器广泛应用对电力系统的影响

图15变频器工作功率为85kW时输入侧电流波形

5.3 改善变频器输入电流不对称措施

从目前的研究看来，输入电流不对称现象存在的时间段往往不长，且只在部分拓扑类型的变频器中体现，从5.1中的分析来看，整流电路简单的控制方式以及直流侧电容容量的限制是造成输入电流不对称的主要因素，因此本文就改善输入电流不对称现象，提出以下几条建议：

(1) 变频器尽量在额定的功率下运行，使得直流环节的充放电电流影响变得相对微弱;

(2) 直流环节的电容器容量不宜选择的太小，保证一定的容量以降低充放电电流的波动幅值，改善整流环节输出电流的畸变程度，可以较好的改善变频器输入电流的不对称程度;

(3) 变频器整流环节可以采用更优化的整流变换电路，比如高频整流电路，可以改善整流输入波形，提高功率因数，且功率可双向流动，直流侧电压调节特性好;

(4) 可以对整流环节采取多重化技术，提高整流电路的脉波数，降低整流环节输出电压的波动性，减少直流环节电容器的充放电电流值。

另外，还可以综合整流、逆变环节考虑，合理确定整流和逆变电路的开关触发角，使整流电路输入电流的三相波形尽量对称，这个方面还有待进一步的研究。

6 不合格电能对变频器本身的影响

变频器产生谐波以及造成功率因数不平衡破坏电网的电能质量，大量变频器的广泛应用对电网造成的污染越来越严重，首当其冲的是影响到其自身的正常运行。变频器产生的谐波电流在系统阻抗上产生压降，使得其输入电压波形发生畸变，长时间运行在这样的环境下，开关损耗大大增加，开关元件寿命大大缩短，变频器很容易损坏;变频器在输入波形失真的情况下长时间运行，会导致整流环节控制失灵，引起开关元件误动作，甚至在开关过程产生过电压烧坏元器件;如果不及时采取相应措施改善输入波形，不仅影响到变频器的正常工作，还会造成分别与变频器输入端和输出端连接的相关电气设备烧损。这样的实例也越来越多，在近几年的工作中已经多次目睹类似事故。

7 结语

大量变频器的广泛应用对电网造成的污染越来越严重，以谐波污染最为典型，其他方面的不良影响也随着对变频器的深入研究开始逐渐凸现，放任问题的严重化和扩大化而不提前采取合理有效的措施，无论从谐波治理效果还是治理成本方面考虑都是流失最佳时机。本文从硬件结构、控制策略以及外接滤波电路等三个方面提出了一系列抑制变频器谐波污染的方法和措施，变频器不同环节产生的谐波有针对的抑制措施，对于变频系统一个整体而言，综合应用各种措施对于改善变频系统的输入输出波形指标会更有效;另外本文对变频器低载时产生的输入电流不对称引起功率因数不平衡现象作了分析，并提出了相应的改善建议。