浅析电网电压波动对电气传动设备的影响及对策

李悦

摘要：电网是我国最重要的基础设施之一。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，本文对电网电压波动对电气传动设备的影响问题展开研究，希望能更好地提升电网电压工作稳定性。

关键词：电网电压波动;电气传动设备;影响

基于当前交直流传动装置应用范围的扩展，不仅实现了生产质量的提升，同时对于企业资金成本的节约也有着重要帮助。一般调速装置对电能质量工作的要求更为严格，而一旦出现电网波动很可能会对设备的正常运转产生影响，不利于正常生产工作的开展。根据研究发现，近年来我国因为电网故障引发的故障问题十分常见。因此为进一步减少和控制电网波动对设备产生的影响，就更需要加强对影响问题的研究，在制定相关应对方案的基础上优化电力工作的顺利开展。

1电气设备中电网波动引发的影响

1.1电网电压上升的影响

基于电气设备在设计过程中需要具备一定的电压承受能力，所以在电网电压出现小幅度上升的情况下，电气设备仍然可以保持正常运转和工作。但是如果电网电压的上升幅度过大，甚至超出正常承受范围，很可能造成电气设备运行受阻，甚至出现电气设备损坏等问题。具体问题为：其一，工作频率下正常运行的风机或是水泵等异步电机转速会出现明显提升[1]。其二，针对变频传动装置而言，在应用二极管整流器的过程中，由于电网电压出现上升趋势，因此电机输出电压也将出现明显提升，不利于电机的正常运转。如果变频器采用的是矢量闭环控制方法，那么为了确保电机磁通恒定，电机的电压就不会出现明显变化，在这种工作状态下，就不会对电机的正常运转造成负面影响。其三，针对变频装置而言，如果电網电压上升趋势不明显，整流器在自动运转过程中就会针对问题进行自动变化，避免出现电机电流的明显变化，此种情况下一般也不会对电机的运行产生负面影响。

1.2电网电压下降的影响

（1）对支流传动装置和可控硅调压装置的影响。在电网电压出现明显下降的情况下，冷却风机和水泵的正常输出功率就会出现明显变化，制冷效果将明显下降，甚至出现调速装置运行温度的提升，不利于设备的正常运行。

（2）对交流传动装置的影响。在电网电压出现明显下降的过程中，由于风机和水泵的功率已经明显下降，因此变频器的冷却效果也将受到严重影响，甚至会对变频器稳定运行造成负面影响[2]。具体问题为：首先，针对变频传动装置而言，需要采用二极管整流器开展工作，通过借助V/F进行开环控制，但是由于这一过程中电网电压呈现下降趋势，所以中间直流电压会受到影响，此种情况下转矩脉动变化必然会明显提升。在对恒转矩负载进行拖动的过程中，电网电压的下降就会造成电流短时间增加，如果这一阶段无法保证输出力矩，很可能引发电机堵转的情况[3]。其次，针对电流型变频传动装置而言，如果电网电压的下降情况不明显，整流器在实际工作中就能有效进行调整，基本保证电机电流不出现变化，同时不会对电机运转状态造成负面影响。如果电网电压下降情况明显，系统就很难进行在保证电机电流稳定的同时控制电机转速，甚至还会在工作中出现拖不动负载的情况。

2变频器欠电压保护工作的相关试验和对策

2.1欠电压测试

在研究中发现，一些厂家比如西门子公司，在对电源进行控制的过程中采用的都是变频器中间的直流回路电压[4]。还有一些厂家比如三菱这种公司则是采用小容量的变频器进行电源控制，一般小容量变频器本身就具备组件过载能力。如果出现电网电压下降，而下降时间并不长的情况下，大部分功率器件仍然能承受电网的变化，不需要对其进行格外关注。但是对于部分可关断器件而言，仍然需要承受相应的反向驱动才能进行关断。

变频器在对电源进行控制的过程中需要加强借助开关电源的帮助，如果电网电压的下降趋势不大，就应该加强对电源开关深度的调节，但是在这一过程中应该保证控制系统的正常运转。如果出现电网电压下降速度快，主回路的电流就会明显增加，甚至出现功率器件负荷程度增加，容易造成电源系统的不规律紊乱，出现变频器受损的问题。为确保变频器在实际工作中的安全性得到最大保证，变频器在设置过程中都会不同程度增加欠电压保护[5]。

2.2应对措施

基于目前我国电压系统的设计和选型已经基本实现了成熟发展，因此系统的运行也相对更为稳定。无论是电网电压的上升还是下降都可以对发电工作进行调节和控制，但是在这一阶段，工作人员仍然需要加强对浪涌电压对设备产生的负面影响。在高压电网的运行过程中，还应该加强对电网防雷击效果的提升，必要情况下应该对电网保护范围进行拓展，从而实现对电网工作效率和质量的全面提升。

3结束语

综上所述，在电网电压运行过程中，如果出现的波动变化幅度小或者是变化持续的时间比较短，通常并不会对交直流传动装置和电机运行装置产生严重影响。相反，如果电网波动变化大，或者变化持续产生的时间比较长，那么为了保障设备运行安全，就必须人工干预传动设备停机，避免出现补偿电压的短时跌落，只有这样才能最大程度上保证设备运转过程不受到影响。在当前社会电力发展水平全面提升背景下，群众生产生活对用电量的需求不断提升，因此为了最大程度上保证用电安全，更需要工作人员加强对电网电压波动情况的掌握，只有这样才能为我国电力行业的可持续发展提供重要帮助。

参考文献

[1]张军，沈国芳，徐京，等.电网电压波动对电气传动设备的影响及对策[J].变频器世界，2014，36（2）：77-80.

[2]张永昌，彭玉宾，曲昌琦.不平衡电网电压下的PWM整流器预测电流控制[J].电工技术学报，2016，31（4）：88-94，103.

[3]曹喜生，薛晟，魏永武，等.基于DSP的交流传动MMC电容电压检测系统[J].自动化与仪表，2019，34（2）：69-73.

[4]李晓东，李险峰，官二勇，等.ABB中压变频传动系统失电跨越功能的研究与应用[J].电气传动，2013，43（4）：74-76.

[5]王归新，金申义.基于三相电压型PWM整流器控制策略研究[J].电气传动，2019，49（10）：34-38，74.