油田集输站外输泵变频调速系统中的高次谐波危害与解决技术

《油田集输站外输泵变频调速系统中的高次谐波危害与解决技术》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、油田集输站外输泵变频调速系统中的高次谐波危害与解决技术[]本文通过介绍高次谐波的产生，阐述了高次谐波对变频调速系统以及对电机的危害和影响，并通过油田集输站外输泵变频控制中的实例分析，提出了控制高次谐波的一些具体的、合理的处理方向和解决技术，实现生产过程的稳定与能耗控制。　　[关键词]高次谐波电机危害实际运用处理方向　　：TM711：A：1009-914X（2013）13-0073-01　　一、高次谐波的产生原因　　电子技术的发展使得利用脉冲调制技术和矢量控制、微机控制等得到了广泛的应用，其中变频调速技术已经日趋成熟并应于各类电

2、机控制上。其工作的基本原理就是在输入端对电流进行频率调整，以此控制电机的运转工况。在通用变频器的输入电路中，常由二极管全桥整流电路和直流侧电容器所组成，这种电路构成会因为抗阻差异而产生波形差异，所以在电源侧存在整流回路的都会产生分线性谐波，在三相桥式整流回路中，输入电流的波形为矩形，波形将按照傅里叶级数进行分解，进而形成基波+谐波的形态。而在输出侧，电压型变频器产生的电磁波是矩形板，其中谐波频率的高低与变频器的频率相关，调制频率高则谐波也高。　　二、高次谐波对变频器系统的危害　　在电X中一些非线性负载所产生谐波电流，可以在某些

3、电气设备上产生危害常见于变压器、电容器、电动机、发电机等等，在油田中的输油泵站中，其对变频调速系统的危害较大，主要是影响其对电流频率的控制，由此影响输油泵的运行。在谐波作用下电压与电流都会产生畸变，尤其是高频谐波对这个改变影响更大，其造成后果为各种电器设备异常发热，增加损耗形成系统电压过载而失控。这与工频电流相比对电机的影响主要表现在电压的畸形波会导致三相电机出现过热，如果长期存在谐波会对电动机的运行稳定性产生威胁，从而降低电机的使用寿命。而在变频系统中，因为变频的工作原理就是改变流过电机的电流频率来实现对电机进行速度控制进而

4、实现对泵送量的改变，如果系统在运行中遇到畸变电流就将对系统产生负面影响，导致整个系统在某个瞬时出现过载的情况，从而导致电机在运行中出现速度改变使其负载出现过载的情况，进而影响油泵的运行平稳定，这样就是去了对油泵进行变频控制的意义。　　在实践中发现，电力高次谐波会对电机产生以下影响：1）电机本身的温度升高，这是因为高次谐波对于电流的消耗是过载的，即集肤效应增加，引起电机在变频控制下进行全速输出时，其消耗的能力要大于工频下的运行损耗，所以发热集中；2）轴电压的影响，高次谐波流经配电线路中的寄生电容就会产生轴向的电压，以及轴向电流，

5、对于轴承的压力会过大进而影响轴承的寿命；3）在异常脉冲的影响下，轴距和转矩会出现共振，从而导致输油泵出现异常震动而失去稳定性。这些负面影响在泵房电机上较为常见，在实际应用中表现为电机出现高温且容易烧毁，本文将对某油田泵房出现的故障进行分析。　　三、实际生产实例分析　　在实际生产中，为了实现对输油的智能化控制与降低能耗，集输站的原油外输泵基本都设置了变频调速的功能，但在实际应用中不到12个月的时间，频繁出现电机过载烧毁的情况。于是，针对这个问题进行了原因分析，考虑因素有以下几点：1、电机的负载过大，而在实际的检测中其电压和电流均

6、未超过额定范围，该因素被排除；2、电机安装导致的轴向失稳进而影响运行载荷额形成过载，检测中排除了此类问题；3、轴承间隙过小导致电机运行过载而烧毁，这个问题也在检测中排除；4、谐波干扰，在现场对整个系统进行了谐波检测，在同样的载荷下，变频运行时电机的温度发生了改变，其运行温度高于工频下的工况，轴承的温度也是如此，这就说明变频控制的过程中产生了谐波且影响了电机的运行异常，温度过高而导致了电机损坏。　　在随后的针对性测试中，对变频输出的谐波问题进行专门的研究，对电压和电流的畸变进行了测试。在测试中，三相基波电压和电流的有效值成了测试

7、的参考，并在测定中描述了高次谐波的有效值和基波有效值的比例。从研究中发现，高次谐波对电压和电流都产生了较大的影响，从现场的情况看，变频器负载运行的时候，三相电流上的高次谐波出现了累积与叠加，其比例都已经达到了各项电流有效值的4成左右；三相电压上的高次谐波累积与叠加则达到了各项电压有效值[]本文通过介绍高次谐波的产生，阐述了高次谐波对变频调速系统以及对电机的危害和影响，并通过油田集输站外输泵变频控制中的实例分析，提出了控制高次谐波的一些具体的、合理的处理方向和解决技术，实现生产过程的稳定与能耗控制。　　[关键词]高次谐波电机危害

8、实际运用处理方向　　：TM711：A：1009-914X（2013）13-0073-01　　一、高次谐波的产生原因　　电子技术的发展使得利用脉冲调制技术和矢量控制、微机控制等得到了广泛的应用，其中变频调速技术已经日趋成熟并应于各类电机控制上。其工作的基本原理就是在输入端对电流