污水处理厂变频器的EMC问题及其防范措施
袁征（上海市政工程设计研究总院，上海200092）
摘要：变频器以其独特的节能优势在污水处理厂得到r越来越广泛的应用，但其存在的电磁兼容( EMCl问题也不容忽视。列举了目前遇到的一些实际工程问题，从变频器的输入侧与输出侧分别分析了电磁干扰产牛的原冈与危害，并结合目前产品的发展，提出了一些预防与解决的措施。
关键词：变频器：电磁兼容；污水处理厂
中图分类号：TN77文献标识码：A文章编号：1673-6540(2009111-0045-04)
0 引 言
各种类型的风机与水泵是污水处理厂最主要的用电设备。过去，风机和水泵主要采用恒速运转的交流电动机驱动，只能通过调节挡板或阀门的开度来调节风量和流量的大小，电能的浪费非常严重。而采用变频凋速技术以后，在满足污水处理工艺各项指标的基础上，可以节约能源，降低损耗，减少设备的丌停次数，延长设备使用寿命，同时实现电机的软起动，避免了对电网的冲击。另外，还可以解决工程设计与实际运行情况存在偏差的问题，对工艺流程之间的匹配起到重要的调节作用”。
1 变频器所带来的电磁兼容问题
由于变频器足利用电力电子器件的高频通断而构成的非线性电路，所以在配置和使用燮频器时，会出现很多各种各样的电磁兼容( EMC)问题，以下就是在污水处理厂中遇到的一些实际情况。
(1)某污水处理厂进行升级改造，为进水泵
房的潜污泵增加变频调速设备后，经常出现变电
所低压侧无功补偿电容器的损坏，原以为是电容
器质量问题，进行更换后，仍然不见好转，最严重
的情况是曾发生直接将补偿柜烧毁的事故。
(2)某污水处理厂生物反应池内，回流污泥泵的变频柜与电磁流量计安装距离较近，当变频器起动后，流量计的显示值出现异常震荡，更换变送器以后，该状况仍旧出现。
(3)某污水处理厂深度处理区的离心泵采用变频控制，虽然能够满足调速要求，但变频器到电动机的电缆及电动机本身发热严重，连续运行超过2h以上时，会出现保护开关误动作的情况。
(4)某污水处理厂紫外线消毒渠的两台反冲洗潜水泵共用-—个变频柜进行控制，内设两台变频器，均通过电位器手动调节。当一台电机运行时，工作正常，当两台同时运行时，频率调节就会出现间歇性失效。
以上这些都是变频器EMC问题的集中反映，根据IEC对EMC的定义，它包括两个方面的要求：一方面是指设备在正常运行过程中对所在环境产生的电磁干扰不能超过一定的限值；另一方面是指设备对所在环境中存往的电磁干扰具有一定程度的抗扰度。下文将从变频器的这两个角度分别进行分析。
2 限制变频器产生的干扰
市面上生产及使用的变频器绝大部分都采用交一直一交的变频方式。在交一直整流回路巾，输入电流呈不规则的矩形波，其中主要含有6n±1(n=1，2，……)次谐波，它们将直接干扰电源系统的稳定性；在直一交逆变回路中，输出电压与输出电流是经脉宽调制( pWM)波调制后的脉冲信号，这类具有陡变沿的脉冲信号也含有大量的高次谐波，会直接影响电机负载的运行，而且谐波可以沿电缆传导，并向空中辐射，干扰附近其他电子通信没备。图1为解决变频器EMC问题所采取的一些主要措施，以下就从变频器的输入侧与输出侧分别加以分析。
2.1 变频器输入侧EMC问题的危害
变频器输入侧产生的谐波电压与谐波电流作为对电网的一种污染，可以对整个供配电系统产生危害，主要表现在以下几个方面。
(1)变压器。电流谐波将增加变压器的铜损，电压谐波将增加变压器铁损，其整体效果将使变压器温度上升，绝缘能力下降；而且谐波还会引起变压器绕纽与线间杂散电容的共振，使得变压器铁心磁通饱和，产生噪声。
(2)电容器。变频器所产生的谐波，严重时可能超过一般电容器百分之三十五的超载允许值，而且电容器容抗随频率的变大而减小，使得电容器流人很大的电流，导致其过热。当电容器与变压器或线路阻抗匹配时，还会发生并联谐振，可以将谐波电流成百上千倍的放大，宜接将电容器烧毁。
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