浅谈电网电压波动对变频器的危害及其解决措施

储吉慧

摘要：当前国内中工业设备都对变频器进行配置，以实际的工作需求为基准，对电机的转速进行调节，起到节能的作用，实现经济效益与社会效益的共同提高，但是电网电压波动会危害变频器，导致过电压、过电流的现象出现，使单元烧坏等现象的出现，影响工业正常的生产。基于此，本文首先对电网电压波动对变频器的危害进行分析，然后提出具体的解决措施，希望为相关人士提供有价值的参考。

关键词：电网电压;变频器;危害;解决措施

引言：电网电压波动引发原因为功率负荷出现冲击性的特征，接地故障、雷击等多种因素都会使电压电网出现故障问题，导致电网电压出现不同幅度的波动情况，出现停电的情况，在变频器方面，会引发报警装置，如果没有对其进行及时的处理，会烧毁逆变单元，引发严重的后果。因此在掌握电网电压波动对变频器危害的基础上，对具体的解决策略进行研究具有重要的现实意义，可以确保工业生产的安全性。

一、电网电压波动对变频器的危害

电网电压波动主要是指供电系统电压在多种因素的影响下，数值出现瞬间变动，例如，雷电突击会在地面中释放出较大数量的电流，电网电压的数值瞬间下降。再比如，与电网相关联的设备出现短路、断路的现象，会使电压在短时间内出现异常，以往挂网设备波动出现的时间较短，所以在电压稳定之后，维修人员手动复位变频器即可。但是当前在我国经济的推动下，负载类设备、换热站数量呈逐年增加趋势，导致手动复位变频器的时间较长，从而对生产与生活带来不良影响。电压波动的种类主要分为过电压、欠电压，过电压主要出现在导线与相对地之间，其中的电压数值已经超过设备的额定范围。欠电压主要是指交流电压的根植下降，与额定值相比，小于10%，持续时间在60秒以上被称为电网电压波动。

过电压对变频器的危害：变频器的主电路由多个部分组成，其中重要的电路有直流、整流、辅助、逆变电路，变频器在对电压进行调解时，首先需要将交流电转变成直流电，然后将直流电转变成交流电，过电压主要是电压出现危险值，主要发生部位在中间直流回路中。过电压对变频器的造成的危害有很多，具体呈现在以下几方面。首先电机铁芯磁通与电网电压数值呈正比，电压骤然升高，会使磁路处于饱和状态，导致励磁电流的数值会有所增加，使得电机出现温度异常，随着温度的持续升高，会严重的损毁电机，甚至会导致电机直接报废。其次，中间部位直流回路电压与电网电压的数值呈正比，在向电机侧输入电压的过程中，会增大脉冲值的幅度，使得电机无法发挥正常的绝缘功能[1]。最后，过电压会将电容充满在中间位置直流回路的滤波器中，一旦容量超出额定范围，就会使电容器出现裂痕，如果变频器内部安置预警系统，会终止运行路径，保证内部电路的安全性。

欠电压对变频器的危害：使用变压器的许多器件，在电网电压出现小幅度波动时，一般不会对功率器件造成危害。例如，电网电压在介入的瞬间出现了小幅度的下降，不会严重影响到功率器件。为了避免变频器受到损毁，如果母线电压的数值一直过低，电源没有充足的电压作为支持，无法启动开关进行工作，这时在变频器电源中，没有实际的输出，控制系统在运行时，就会出现秩序混乱的情况，无法使功率器件处于关闭的情况，在这种情况下就会对变频器造成破坏，由过电压、欠电压引起的变频器问题，需进行手动复位，在这一局限性下，会使得工作效率下降。

二、解决电网电压波动对变频器危害的具体策略

由于过电压对变频器的危害较大，所以本文主要探究过电压对变频器危害的解决策略，具体内容以如下报道呈现。

（一）吸收多余能量

在雷击事故、电容骤然放电等因素下造成的电压骤然升高，需要对多余能量进行吸收，具体可以配备浪涌吸收装置，或者将多个电抗器进行串联，这时在上述因素引起的过电压，就会通过这些装置，发挥能量的吸收作用。一旦电路中的电压数值骤然间在触发电压之上，电路会被穿透，或者出现导通的情况，将强电流释放在地面上，以免设备原件受到损毁。

（二）调节变频器参数

我国在社会生产中，如果工艺对电机降速没有过多的要求，这时可以采用手动的方式进行参数的更改，使得电机的减速时间与实际的生产需求相符，在不出现超电压情况时，降低负载下降的速度。如果负载下降的速度受到工艺流程的限制，为了避免在变频器负载下降的情况下，出现过电压，引发跳停影响正常的工业生产，可以对变频器的频率进行调整，通过频率值的控制以免设备运行速度过快[2]。

（三）负载并联在储能元件的两端

现阶段为了降低过电压对变频器的危害，可以将负载在储能元件的两侧中进行并联，在变频器正常运行的过程中，对直流母线的电压情况进行动态的观察，为了加强对功率管开关的控制，需要对导通临界值进行合理的设计，一旦其与临界数值相符，通过负载并联，就会对多余能量进行吸收，控制电压升高的速率。如果在电路中，能量没有进行过多的反馈，说明在电阻并联附加电阻中具有能量消耗的特性，受到这种因素的影响，电机不会出现发热的情况，呈现出反复利用的特点，这种电阻可以被称为泄放电阻，常见的元件为小型的灯泡、二极管等，在中间直流回路上，市面上的小功率变频器均对泄放电阻、控制单元进行安装。如果变频器的功率数值较大，需要以实际工艺为需求，增加泄放电阻，使直流回路中多余的能量有多余的通道作为支持，以免消耗电压的数值过大使多余能量的数值升高[3]。

（四）电容布设在中间直流回路

以变频器的泵机的功率数值作为依据，对中间直流回路中的电流、电压数值进行检测，在检测结束后，科学的挑选电容进行串联，从而将过多的能量储存起来，保障回路的抗电压能力。除此之外，为了有效的应对电压的骤然升高，可以增加变频器电容的容量，但是在这一过程中需要关注与变频器相关联的泵机功率数值，否则会造成资金损失。

（五）直流母线共用多台变频器

设备在停止运转时，如果出现短暂的停电情况，不会对电网造成冲击，所以如果停电时间较短，不会对设备产生过大的干扰，在电机制动的过程中，如果对能量进行合理的运用，就会起到节能的效果，避免设备停运引发的电压波动情况。

在处理欠电压对变频器造成的危害時，可以通过蓄电池安装方法，为变频器提供电力支持，一旦电力过低，就会将蓄电池的电能进行启用，为变频器供电，保障正常的工业生产。

结束语：

综上所述，电网电压波动会对变频器造成严重的危害，变频器的应用广泛，为了确保变频器运行的安全性，在最大化的程度上延长变频器的寿命，需要明确电网电压波动对变频器的危害，采取针对性的解决对策，从而实现设备设施的安全运行。

参考文献：

[1]张彤.电网电压波动对变频器的危害及其解决措施[J].科技视界，2018（30）：256-257.

[2]黄易梁.电压源型电力推进变频器抵御电网波动的应用研究[J].船舶与海洋工程，2016，32（02）：49-54+73.

[3]陈婷，洪波，崔雪，郭晓云，刘会金.电网电压不平衡时双馈感应发电机的运行特性[J].武汉大学学报（工学版），2015，48（01）：86-91.

[4]布天文，任东红，许西平，刘亚婷.电网电压波动时双馈电机无功补偿的性能研究[J].电气应用，2019，38（06）：22-27.

[5]赵可，吕万丰，李飞，杨星磊.风电场装机规模对电网接入点电压波动的影响力评估[J].中国金属通报，2018（07）：124-125.