首先了解一下电磁兼容或电能质量问题是怎样发生的,然后自然就可以提出解决的办法了。
图1所示的是发生在某金属加工厂一个电磁兼容问题。当中频炉工作时,仪表会出现错误。另外,经常出现仪表损坏的情况,有时是仪表内的数据被破坏,有时是仪表的电源输入模块被损坏。
图1 电磁兼容与电能质量问题的例子
出现这个问题的原因是,中频炉工作时,向电网上注入谐波电流和射频电磁干扰,这些谐波电流和射频电磁干扰导致电网的电压发生了严重的畸变(如图中所示),通过电源线传入仪表,并对仪表产生了干扰。
另外,母线上有其他电气负荷,包括无功补偿电容,当这些负荷接入电网或者从电网上断开时,会在线路上产生浪涌电压(如图中所示),这些浪涌电压会损坏数字设备内的数据,甚至对设备硬件造成损坏。
解决这个问题的思路就是从电源线上切断干扰能量传播的路径,使中频炉产生的干扰不能进入电网,电网上的干扰不能进入仪表。具体方法如图2所示。
在中频炉的电源输入端安装一台谐波滤波器和电磁干扰滤波器,使中频炉产生的谐波干扰和射频干扰不能传播到电网上。
在仪表的电源输入端安装电磁干扰滤波器和浪涌保护器,使电网上的电磁干扰和浪涌电压不会进入到仪表。
采取这个措施后,仪表的电源线入端的电压畸变已经很小,不会影响仪表的正常工作。浪涌电压也被限制到很小,不会对仪表造成伤害。
图2 解决电磁兼容与电能质量问题的例子
通过这个例子,可以知道,解决电磁兼容与电能质量问题的方法,主要是使用一些专用的设备或部件,切断干扰的传导路径。既不让干扰从干扰源设备传播到电网上,也不让电网上的干扰传播到设备中。
航天绿电系列产品就是为了解决各种电磁兼容和电能质量问题开发的产品系列。使用这些设备能够解决工业现场和商业环境中90%以上的电磁兼容与电能质量问题。一些典型的设备如表1所示。
表1:解决电磁兼容与电能质量问题的设备或部件
设备名称 |
型号 |
典型应用 |
谐波滤波器 |
HTHF |
与变频器、中频炉、直流电机驱动器、UPS等设备配套,达到以下目的: ·减小谐波电流发射 ·满足各种谐波电流限制标准的要求 ·减小对其他设备的干扰 ·降低变压器温度 ·防止意外跳闸 |
电磁干扰滤波器 | EMFI |
安装在仪表、数控设备、PLC等设备的电源输入端,达到以下目的: 使设备不受电网上的变频器、中频炉等设备的干扰 |
电能调节器 | PQC | 安装在仪表、数控设备、PLC等设备的电源输入端,为设备提供纯净的交流电,保证设备的安全和精度。特别适合于工业现场的自动控控制设备、仪表,科学实验室的贵重仪器,医院的贵重分析仪器。 |
浪涌保护器 | HTSP | 安装在配电网的各个位置,包括总配电柜,分配电柜,配电箱等处,消除电网上的浪涌电压,保护用电设备的安全。 |
单相谐波滤波器 | SPHF | 在计算机的机房中使用,减小计算机产生的高次谐波电流,削弱空间磁场,保护人体健康,消除零线过热导致的火灾隐患 |
信号隔离器 | SID | 安装PLC等设备的信号输入端,将来自信号线的干扰滤除,保证信号精度 |
变频器输出滤波器 | DVF/SWF | 安装在变频器的输出端,减小变频器的电磁干扰,保护电机的绕组、轴承 |
变频器尖峰电压吸收器 | SVA | 安装在变频器驱动的电机上,保护电机免受变频器的损伤,延长电机的寿命 |
有源谐波滤波器 | PSW | 安装配电线路的母线上,使母线上的谐波电流满足电力公司的要求 |
在后续的课程中,将结合相关理论,实际问题,介绍每种设备的使用方法。