隨著可再生能源發(fā)電市場(chǎng)與分布式能源市場(chǎng)需求量的增加，電力在我國(guó)發(fā)展愈加呈現(xiàn)平穩(wěn)上升的態(tài)勢(shì)，高壓變頻器的需求將更加旺盛，2018年變頻器在中國(guó)有巨大的需求潛力，全國(guó)潛在變頻器市場(chǎng)約1200~1800億元。而截止今年，國(guó)內(nèi)累計(jì)推廣應(yīng)用變頻調(diào)速裝置800~1200萬(wàn)kw，約80~120億元，僅占潛在市場(chǎng)的7%左右?；诖?，美、日以及歐洲的各大變頻生產(chǎn)公司幾乎全部云集中國(guó)市場(chǎng)，外資變頻器一度占據(jù)了95%以上的中國(guó)變頻器市場(chǎng)份額。變頻器市場(chǎng)日益繁榮，變頻器及其附屬設(shè)備的安裝、調(diào)試、日常維護(hù)及維修工作量劇增，給用戶造成重大直接、間接的損失。本文就變頻器附加使用電抗器（如：輸入輸出電抗器）選型作用結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行分析。變頻器的輸出是經(jīng)過(guò)SPWM調(diào)制的電壓波形，由于電動(dòng)機(jī)繞組是感性負(fù)載電流不能突變，因此電流基本上是正弦波，SPWM有著陡峭的電壓上升和下降的前后沿，使得輸出引線向外界發(fā)射含量極大的電磁干擾，并且在引出線對(duì)地，電動(dòng)機(jī)繞組匝間、繞組對(duì)地產(chǎn)生很強(qiáng)的脈沖電流，為了減輕變頻器輸出對(duì)外界的干擾，降低輸出波形畸變，達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，減少對(duì)電機(jī)繞組的電壓沖擊造成絕緣損壞，降低電動(dòng)機(jī)的升溫和噪音，輕載短路造成對(duì)變頻器的損壞，必須在變頻器輸出端增設(shè)交流電抗器。輸出電抗器 主要作用是補(bǔ)償長(zhǎng)線分布電容的影響，并能抑制輸出諧波電流，提高輸出高頻阻抗,減低高頻漏電流,起到保護(hù)變頻器,減小設(shè)備噪聲的作用。另外，變頻器輸出到電機(jī)的電纜長(zhǎng)度大于產(chǎn)品規(guī)定值時(shí)，由于線路長(zhǎng)度超過(guò)臨界長(zhǎng)度波的反射疊加使得電壓有可能達(dá)到直流母線電壓的2倍，應(yīng)加輸出電抗器來(lái)補(bǔ)償電機(jī)長(zhǎng)電纜運(yùn)行時(shí)的耦合電容的充放電影響，避免變頻器過(guò)流。輸出電抗器有兩種類型，一種輸出電抗器是鐵芯式電抗器，當(dāng)變頻器的載波頻率小于3KHZ時(shí)采用。另一種輸出電抗器是鐵氧體式，當(dāng)變頻器的載波頻率小于6KHZ時(shí)采用。變頻器輸出端增加輸出電抗器的作用是為了增加變頻器到電動(dòng)機(jī)的導(dǎo)線距離，輸出電抗器可以有效抑制變頻器的IGBT開關(guān)時(shí)產(chǎn)生的瞬間高電壓，減少此電壓對(duì)電纜絕緣和電機(jī)的不良影響。同時(shí)為了增加變頻器到電機(jī)之間的距離可以適當(dāng)加粗電纜，增加電纜的絕緣強(qiáng)度，盡量選用非屏蔽電纜。輸入電抗器 用來(lái)限制電網(wǎng)電壓突變和操作過(guò)電壓引起的電流沖擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈沖，或平滑橋式整流電路換相時(shí)產(chǎn)生的電壓缺陷, 有效地保護(hù)變頻器和改善功率因數(shù)，它既能阻止來(lái)自電網(wǎng)的干擾，又能減少整流單元產(chǎn)生的諧波電流對(duì)電網(wǎng)的污染。電壓型通用變頻器交變直整流后經(jīng)電容濾波，由于電容器的使用使得輸入電流程尖峰脈沖狀，當(dāng)電網(wǎng)阻抗小時(shí)，這種電流尖峰脈沖極大，造成很大的諧波干擾，并使得變頻器整流橋和電容器容易損壞。當(dāng)變壓器容量大于變頻器容量9倍以上，電網(wǎng)配電壓變壓器和輸電線路的內(nèi)阻不能阻止尖峰脈沖電流時(shí)，在三項(xiàng)電源不平衡度大于3%以上時(shí)，必須使用使用輸入電抗器。直流電抗器的作用：直流電抗器接在變頻系統(tǒng)的直流整流環(huán)節(jié)與逆變環(huán)節(jié)之間，主要用途是將疊加在直流電流上的交流分量限定在某一規(guī)定值,保持整流電流連續(xù)，減小電流脈沖值,使逆變環(huán)節(jié)運(yùn)行更穩(wěn)定及改善變頻器的功率因數(shù)。電抗器的選用對(duì)于電抗器的選用主要有三方面的內(nèi)容：電抗器的電抗率K值的選取和電抗器結(jié)構(gòu)（空芯、鐵芯）以及電抗器的安裝位置（電源側(cè)、中性點(diǎn)側(cè)）。電抗器的電抗率K值的確定：1、如在系統(tǒng)中諧波含量很少而僅考慮限制合閘涌流時(shí)，則選 K=（0.5~1）%即可滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。但這種電抗器對(duì)5次諧波電流放大嚴(yán)重，對(duì)3次諧波放大輕微。2、如在系統(tǒng)中存在的諧波不可忽視時(shí)，應(yīng)查明供電系統(tǒng)的背景諧波含量，然后再合理確定K值。為了達(dá)到抑制諧波的目的，電抗率的配置應(yīng)使用電容器接入處綜合諧波阻抗呈感性。當(dāng)系統(tǒng)中電網(wǎng)背景諧波為5次及以上時(shí)，這時(shí)應(yīng)配置電抗率為（4.5~6）%。電網(wǎng)的一般情況是：5次諧波較大，7次次之，3次較小。因此在工程中，選用K=4.5%~6%的電抗器較多，國(guó)際上也通常采用。配置6%的電抗器抑制5次諧波效果好，但有明顯的放大3次諧波作用。它的諧振點(diǎn)（204HZ）遠(yuǎn)離5次諧波的頻率（250HZ），裕量較大。配置4.5%的電抗器對(duì)3次諧波放大輕微，因此在抑制5次及以上諧波，同時(shí)又要兼顧減小對(duì)3次諧波的放大，在這種情況下是適宜的。但它的諧振點(diǎn)（235HZ）與5次諧波的頻率間距較小。當(dāng)系統(tǒng)中背景諧波為3次及以上時(shí)，應(yīng)配置電抗率為12%的電抗器。由于近年來(lái)不3次諧波源的電氣設(shè)備不斷增多，使系統(tǒng)中的3次諧波不斷的增大，尤其是冶金行業(yè)這個(gè)現(xiàn)象不能忽視。總之配置電抗器的原則是：一定要根據(jù)系統(tǒng)背景諧波含量來(lái)綜合考慮而確定。電抗器的結(jié)構(gòu)選擇：電抗器的結(jié)構(gòu)形式主要有空芯和鐵芯兩種結(jié)構(gòu)。鐵芯結(jié)構(gòu)的電抗器主要優(yōu)點(diǎn)是：損耗小，電磁兼容性叫好，體積小。缺點(diǎn)是：有噪音并在事故電流較大時(shí)鐵芯飽和失去了限流能力。當(dāng)干式鐵芯且采用氧樹脂鑄線圈的電抗器，其動(dòng)、熱穩(wěn)定性均很好，適合裝在柜中。油浸式鐵芯電抗器雖然體積大些，但噪音較小，散熱較好，安裝方便，適用于戶外使用。空芯電抗器的主要優(yōu)點(diǎn)：線性度好，具有很強(qiáng)的限制短路電流的能力，而且噪音小。缺點(diǎn)：損耗大，體積大。這種電抗器戶內(nèi)戶外都適合，但不適合裝在柜中。在戶外安裝容易解決防止電磁感應(yīng)問(wèn)題。一般采用分相布置“品”字形或“一”字形，這樣相間拉開了距離，有利于防止相間短路和縮小事故范圍。所以這種分布方式為頭選。當(dāng)場(chǎng)地受限不能分相布置時(shí)，可以采互相疊裝式產(chǎn)品。三相疊裝式產(chǎn)品的B相線圈繞線制方向?yàn)榉捶较蚴怪е^緣承受壓力，因此安裝時(shí)一定按生產(chǎn)廠家的規(guī)定安裝。電抗器的安裝位置串聯(lián)電抗器無(wú)論裝在電容器的的電源側(cè)或中性電側(cè)，從限制合閘涌流和抑制諧波來(lái)說(shuō)，作用都一樣。當(dāng)把電抗器裝在電源側(cè)時(shí)，運(yùn)行條件苛刻。因他承受短路電流的沖擊，電抗器對(duì)地電壓也高（相當(dāng)于中性點(diǎn)側(cè)）。因此對(duì)動(dòng)、熱穩(wěn)定性要求高。根據(jù)這些要求，宜采用環(huán)氧玻璃纖維包封的空心電抗器比較合適。當(dāng)把電抗器裝在中性點(diǎn)側(cè)時(shí)，對(duì)電抗器的要求相對(duì)低一些，一般不受短路電流的沖擊。故動(dòng)、熱穩(wěn)定性沒(méi)有特殊要求而且電抗器承受的對(duì)地電壓低，所以采用空芯、鐵芯干式均可。電抗器安裝在中性點(diǎn)側(cè)比安裝在電源側(cè)缺少了電抗器的抗短路電流沖擊能力。
