1工作原理及輸出側(cè)干擾源的產(chǎn)生1.1變頻器的工作原理當(dāng)前，變頻器己被廣泛用于水泵、風(fēng)機(jī)、空調(diào)及轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)械的傳動(dòng)調(diào)速以提高風(fēng)機(jī)、泵的效率。異步電動(dòng)機(jī)用變頻器傳動(dòng)時(shí)的框圖如所示。整流器吳寧（1972-），男，廣東陽(yáng)人，工程師。

　　將交流電變?yōu)橹绷麟?，平波回路?duì)直流電流進(jìn)行濾波，逆變器將直流電逆變?yōu)轭l率可調(diào)的交流電。為了滿足不同的要求，操作量有電壓、電流和頻率等。

　　變頻器的基本構(gòu)成根據(jù)主電路方式，變頻器分為電壓型變頻器和電流型變頻器兩大類。0號(hào)機(jī)凝結(jié)水泵所采用的ACS800變頻器是電壓型IGBT逆變器技術(shù)，變頻器的輸出由高頻窄脈沖組成，這種變頻器具有通用性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)性好，功率因數(shù)高等特點(diǎn)。

　　1.2輸出側(cè)PWM控制產(chǎn)生高次諧波的機(jī)理三相PWM變頻器利用比較器將電壓指令與變頻器調(diào)制頻率的三角波比較，產(chǎn)生PWM脈沖信號(hào)。電壓指令信號(hào)一般為三相正弦波，三角波與正弦波電壓指令信號(hào)分別相比較后，即可產(chǎn)生調(diào)制波，調(diào)制波為一系列等幅、等距而不等寬的脈沖系列。通過(guò)對(duì)脈沖的分析，可以推測(cè)出來(lái)產(chǎn)生在變頻器調(diào)制頻率附近的高次諧波主要分量。如所示線電壓高頻分析結(jié)果：變頻器調(diào)制頻率的邊頻fc+f fc±4/的電平大，變頻器調(diào)制頻率的2倍邊頻2/C*/'0，2/'c±5/.的電平也較大，對(duì)于PWM控制的電壓型變頻器，其輸出的電壓波形為矩形波，對(duì)電壓方波進(jìn)行傅氏分解均可獲得各次諧波的含量。諧波頻率的高低與變頻器調(diào)制頻率的大小有關(guān)，調(diào)制頻率低，人耳聽得見調(diào)制頻率產(chǎn)生的電磁噪音，調(diào)制頻率高，人耳聽不見，但高頻信號(hào)仍存在。

　　1.3變頻器數(shù)字電路產(chǎn)生的高頻干擾變頻器是由數(shù)字電路組成，數(shù)字電路受電路結(jié)構(gòu)、內(nèi)部連接線及工作過(guò)程特點(diǎn)等的影響，也會(huì)產(chǎn)生許多高頻干擾，主要有以下幾類：電源干擾：合切電源開關(guān)造成的沖擊電流，電路邏輯狀態(tài)變化時(shí)的電流電壓變化，溫度變化時(shí)的直流脈動(dòng)，負(fù)荷變化時(shí)的沖擊浪涌、雷電浪涌。

　　串?dāng)_：多芯電纜、成束電纜之間的耦合，印制電路板內(nèi)平行印制導(dǎo)線或變頻器內(nèi)較長(zhǎng)的平行配線之間的電磁感應(yīng)和靜電感應(yīng)。

　　工作過(guò)程干擾：主要有數(shù)字裝置使用的開關(guān)電源發(fā)出的高頻輻射干擾，邏輯電路斷開和接通時(shí)電壓電流變化率過(guò)大產(chǎn)生的內(nèi)部干擾，設(shè)計(jì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)不當(dāng)引起的數(shù)字電路發(fā)生的異常振蕩。

　　其它：地線干擾、公共阻抗干擾、靜電放電干擾等。

　　2輸出側(cè)高頻干擾的傳播和電磁干擾2.1變頻器輸出側(cè)高頻干擾的傳播變頻器輸出側(cè)高頻干擾的傳播與一般電磁波干擾一樣，分傳導(dǎo)和輻射兩大類。

　　輻射干擾源是指以電磁波形式傳播的高頻干擾，其能量從干擾源輻射出來(lái)，通過(guò)介質(zhì)（包括自然空間）以電磁波的特性和規(guī)律傳播。顯然，各種天線是輻射電磁波比較有效的設(shè)備，除此而外，就是布線，結(jié)構(gòu)件、元件、部件滿足條件時(shí)，起到發(fā)射天線與接收天線的作用，即產(chǎn)生天線效應(yīng)，它可以通過(guò)編織屏蔽層或連接電纜向外輻射。另外，數(shù)字電路中的元器件工作在非線性狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生的電磁干擾，這些諧波分量和互調(diào)產(chǎn)物在電路中傳導(dǎo)后，當(dāng)輻射條件具備時(shí)，也以電磁波的形式向空中輻射。

　　傳導(dǎo)干擾源是指許多電子設(shè)備的硬件包含著具有天線能力的元件，如電纜、印刷電路板的印制線、內(nèi)部連接線和機(jī)械結(jié)構(gòu)。它們能與電場(chǎng)、磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)方式傳播能量并耦合到輸出電纜中。干擾源就是通過(guò)這些能量耦合方式將干擾施加于敏感設(shè)備上。

　　2.2變頻器的電磁干擾變頻器是含有計(jì)算機(jī)芯片的電子設(shè)備，易受外界的一些電氣干擾。另一方面，變頻器輸入側(cè)是一個(gè)非線性整流電路，對(duì)電源波形將有影響，變頻器輸出側(cè)PWM控制產(chǎn)生豐富的高次諧波，在變頻器內(nèi)還有元器件、振蕩電路、數(shù)字電路、觸點(diǎn)、開關(guān)等都將產(chǎn)生連續(xù)的干擾頻譜。因此變頻器投入運(yùn)行既要防止外界對(duì)它的干擾，又要防止干擾在一定的條件下按照一定的耦合方法去影響敏感設(shè)備。要做到這一點(diǎn)，就得采取相應(yīng)措施和配套設(shè)備，以保證變頻器安全、高效地工作。防止變頻器輸出側(cè)高次諧波干擾的技術(shù)措施主要有采用開關(guān)頻率高的電力電子器件，輸出端加裝濾波器、改進(jìn)PWM調(diào)制方法等等。

　　3高頻干擾的現(xiàn)場(chǎng)分析和解決方案3.1變頻器高頻干擾的現(xiàn)場(chǎng)分析出現(xiàn)電磁干擾問(wèn)題后，在現(xiàn)場(chǎng)考察中發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題：變頻控制柜內(nèi)部接地面積較小，影響接地效果，從而使屏蔽達(dá)不到要求；電機(jī)電纜屏蔽36（（電纜卡箍）接地處只有部分接地；電機(jī)電纜屏蔽360*接地處延長(zhǎng)的辮狀接地線過(guò)長(zhǎng)；變頻器輸出到電機(jī)的連接電纜與汽輪機(jī)測(cè)速脈沖信號(hào)電纜有5~7m是在同一電纜溝敷設(shè)，而且兩條電纜交織混合在一起。

　　對(duì)以上問(wèn)題的分析，可以找到變頻器使用現(xiàn)場(chǎng)電磁干擾存在的三要素：干擾源為變頻器及變頻柜體；干擾途徑是整套變頻柜體和電機(jī)電纜之間；敏感設(shè)備則是DCS控制室1/O接口處的發(fā)電機(jī)輸出脈沖信號(hào)裝置。其中變頻器輸出到電機(jī)的連接電纜是干擾的傳播的主要途徑，高頻干擾信號(hào)通過(guò)靜電耦合和電磁感應(yīng)的方式對(duì)同溝的測(cè)速電纜產(chǎn)生了強(qiáng)烈的干擾。靜電耦合干擾的大小與電機(jī)電纜與測(cè)速電纜間的雜散電容大小成正比；電磁感應(yīng)的大小則取決于電機(jī)電纜高頻干擾產(chǎn)生的磁通大小，測(cè)速電纜形成的閉環(huán)面積，電機(jī)電纜與測(cè)速電纜之間的相對(duì)角度有關(guān)等。簡(jiǎn)單的說(shuō)就是高電平（下轉(zhuǎn)第42頁(yè)）于可以實(shí)現(xiàn)煤電一體化，不但可以減少煤電的利益沖突，還能夠充分享受價(jià)格上漲和需求量上升所帶來(lái)的利潤(rùn)長(zhǎng)。

　　發(fā)展坑口電站目前存在的主要問(wèn)題是，坑口電站所產(chǎn)電能一般是并入其就近的電網(wǎng)運(yùn)行的，電力如需調(diào)配到外地區(qū)，必須經(jīng)過(guò)坑口電站所屬電網(wǎng)的許可，但由于目前電網(wǎng)和發(fā)電企業(yè)是相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，故經(jīng)常出現(xiàn)‘有電送不出“或”有電不讓送’的尷尬局面。針對(duì)這一矛盾，目前在東部發(fā)達(dá)地區(qū)有些資金雄厚的發(fā)電企業(yè)不但在西部地區(qū)建設(shè)了坑口電站，還自建了專用電力傳輸網(wǎng)，雖然前期投入成本巨大，但如將今后可解決穩(wěn)定的煤炭來(lái)源、解決煤炭運(yùn)輸、煤炭?jī)r(jià)格上漲考慮進(jìn)去，特別是可解決電網(wǎng)卡脖子的難題等一系列因素通盤考慮，則“物有所值”，不失是個(gè)好的解決方法。

　　3.3長(zhǎng)期對(duì)策筆者認(rèn)為，如將中期的坑口電站發(fā)展進(jìn)一步引入深入，則可在長(zhǎng)期實(shí)現(xiàn)煤電聯(lián)營(yíng)，促進(jìn)煤炭與電力兩大行業(yè)打破壁壘，結(jié)成戰(zhàn)略聯(lián)盟，甚至是煤電運(yùn)聯(lián)營(yíng)。將利益的博弈內(nèi)部化。通過(guò)構(gòu)建大型能源集團(tuán)，解決目前彼此之間矛盾、完善產(chǎn)業(yè)鏈。

　　實(shí)行煤電聯(lián)營(yíng)應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題：一是加快大型煤炭基地的坑口電站建設(shè)，實(shí)現(xiàn)煤電資源共享；二是鼓勵(lì)各類電力和煤炭企業(yè)通過(guò)資產(chǎn)重組、聯(lián)合、兼并等多種形式，組建大型煤電聯(lián)營(yíng)企業(yè)或集團(tuán)，充分利用煤炭能源和電力能源，就地就近發(fā)展相關(guān)用煤和用電優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)，實(shí)現(xiàn)煤、電和下游產(chǎn)品與經(jīng)濟(jì)、環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展；三是鼓勵(lì)煤炭與電力企業(yè)簽訂中長(zhǎng)期供貨合同，實(shí)現(xiàn)煤炭直接供應(yīng)，減少中間環(huán)節(jié)，穩(wěn)定煤炭供貨渠道與價(jià)格，降低社會(huì)交易成本；四是建立新的煤電投資機(jī)制，鼓勵(lì)煤炭企業(yè)利用煤炭資源優(yōu)勢(shì)主動(dòng)投資電力行業(yè)或電力企業(yè)投資煤炭行業(yè)，鼓勵(lì)電力行業(yè)相互投資和兼并、購(gòu)買煤礦或電廠。

　　當(dāng)然，煤電聯(lián)營(yíng)并不能完全解決目前煤炭行業(yè)遇到的所有問(wèn)題，只能暫且緩解煤炭企業(yè)和電力企業(yè)在電煤方面利益分配平衡問(wèn)題，對(duì)于電力體制和煤炭體制兩個(gè)行業(yè)改革不同步的深層次矛盾卻于事無(wú)補(bǔ)。因此，歸根結(jié)底，解決“煤電之爭(zhēng)”必須進(jìn)行體制創(chuàng)新。針對(duì)只有煤電兩家參與的博弈，可以從體制更新的角度提出新的解決思路。即要在體制上堅(jiān)決打破國(guó)有經(jīng)濟(jì)對(duì)電力供應(yīng)市場(chǎng)的獨(dú)家壟斷，鼓勵(lì)非公有制經(jīng)濟(jì)投資辦電，降低非公有制經(jīng)濟(jì)投資電力的準(zhǔn)入成本，努力形成電力行業(yè)多元所有制共同發(fā)展的格局。政府主管部門要堅(jiān)持煤電市場(chǎng)改革化的方向。而電煤價(jià)格應(yīng)以市場(chǎng)為主導(dǎo)，實(shí)行自主交易，鼓勵(lì)煤、電雙方在充分協(xié)商的情況下，簽訂中長(zhǎng)期合同，以建立統(tǒng)一、開放、競(jìng)爭(zhēng)、有序的煤炭和電力市場(chǎng)體系。

　?。ㄉ辖拥?7頁(yè)）電纜輻射干擾，低電平電纜感受干擾。變頻器輸出側(cè)的高頻信號(hào)干擾通過(guò)電纜傳輸至信頻前置放大器。信頻前置放大器接受到錯(cuò)誤的高頻信號(hào)，判斷汽輪機(jī)超速，從而造成保護(hù)動(dòng)作。

　　3.2故障的解決方案為了衰減輻射干擾和降低干擾程度，通過(guò)加大電纜之間的距離，對(duì)電機(jī)電纜與測(cè)速電纜進(jìn)行屏蔽等簡(jiǎn)單的方法進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)解決。但應(yīng)注意良好的接地才能達(dá)到好的屏蔽效果，電纜屏蔽必須對(duì)整條電纜在360*范圍內(nèi)覆蓋。如果上述措施仍然無(wú)法解決高頻干擾，就要考慮在測(cè)速電纜末端裝設(shè)信號(hào)隔離器或者在變頻器輸出電纜加濾波器。

　　針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問(wèn)題，采取以下消除變頻器電磁干擾的具體措施：（1）在電機(jī)測(cè)速脈沖信號(hào)和DCS接口處之間加信號(hào)隔離器。（2）將電機(jī)電纜與控制電纜在電纜溝中分開敷設(shè)，相互之間比較小距離為500mm.避免電機(jī)電纜與其它電纜長(zhǎng)距離平行走線。（3）重新處理變頻柜體的接地。（4）連接電機(jī)電纜按照3603進(jìn)行屏蔽處理并接地。

　　采取上述措施后，重新將變頻器投入運(yùn)行，0號(hào)機(jī)的測(cè)速裝置正常運(yùn)行，不再發(fā)生超速保護(hù)異常動(dòng)作的現(xiàn)象。

　　4結(jié)論變頻器輸出側(cè)由于PWM控制的工作原理和數(shù)字電路本身的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)、工作特點(diǎn)會(huì)產(chǎn)生許多高頻干擾信號(hào)，該信號(hào)通過(guò)變頻器柜體，連接的動(dòng)力電纜等向外輻射和傳導(dǎo)，有可能對(duì)外圍設(shè)備特別是電子設(shè)備及控制電纜的傳播信號(hào)產(chǎn)生干擾。

　　變頻器在設(shè)備安裝和與其它設(shè)備的連接過(guò)程中應(yīng)該采取足夠的屏蔽措施，控制電纜和動(dòng)力電纜應(yīng)該保持足夠的距離，并做好電纜的接地工作。上述工作簡(jiǎn)單易行，比較適合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施。如果采取上述措施仍無(wú)法解決高頻干擾問(wèn)題，則應(yīng)該考慮在動(dòng)力電纜加輸出濾波器或者控制電纜加信號(hào)隔離器。