大功率電動機對電網電能質量的影響和抑制方式

李友光

摘要：大功率電動機在生產運行過程中會產生極大的沖擊負荷，其對于電網電能質量的影響比較明顯，本文探討某工程項目中的大功率電動機在生產運行中其對于電網電能質量所產生的影響問題和抑制方式，深層次了解大功率電動機對電網電能質量的穩定性和對生產過程中的重大影響。

關鍵詞：大功率電動機;電網電能質量;影響問題;抑制方式;價值作用

大功率電動機在生產啟動過程中必然會產生極大電流沖擊，如此可能會引發相對較大的電網壓降，對于電網電能質量的影響不容忽視。因此，在工程項目實踐過程中往往要考慮采用有效抑制方式限制電動機中的過大電流，就目前看來相對經濟成熟的大功率電動機生產啟動方法就包括了降壓啟動與變頻啟動變頻方式，這兩種方式對于電網所產生的電能質量影響是相對較大的[1]。

某工程項目基本概況

某工程項目中擁有專業的催化裂化裝置，其中大功率電動機主要采用到了6000kW三相異步電動機，主要配置為兩臺，一用一備。在變電站戶外部分設置了內橋式接線，同時設置兩臺50MVA、110kV變壓器。而最小系統短路容量則采用到額定功率為6000kW、功率因數為0.90的機組變電所10kV系統供電控制技術體系，其受到電網結構容量限制在機組啟動過程中受到電壓波動影響。為此，本工程項目中的大功率電動機采用到了降壓啟動方式，在啟動結束后將降壓啟動旁路直接切除[2]。

如果從生產經濟層面考量，大功率電動機在主機啟動過程中需要采用到固態軟啟動器，通過備機啟動方式滿足電動機設計要求，最大啟動電流達到1200A，且最大電網壓降則控制在9.5%Ue，啟動時間控制在45s左右[3]。

某工程項目大功率電動機對電網電能質量的影響問題與抑制方式

（一）大功率電動機主機啟動對電網電能質量的影響問題與抑制方式

某工程項目在正式投產以后，其大功率電動機在啟動過程中會出現補償電容柜保護跳閘與上級開關柜過流保護跳閘問題。在對電能質量問題進行初步分析過程中發現補償電容柜在保護中可能會因為啟動導致壓降大幅度變化，其解決方法主要是通過電機全壓運行過程實現電容柜補償投入，滿足上級開關柜的過流整定值問題，始終保證本級電流正常。在這一過程中，也要適當調高開關整定值，對電容投切問題、保護舞動事故問題進行全面分析，充分意識到高壓系統中的電能質量影響情況，嚴重時可能導致電壓系統電容柜事故發生使得全廠停電，造成巨大經濟損失[4]。

針對這一情況，本工程項目充分意識到高低壓系統的電壓穩定問題，并對全廠電能質量進行普查分析，確保電能質量檢測與分析工作到位。所以具體來說還必須重點檢測分支路非線性負載與各個補償電容器組，在檢測催化10kV I段、II段過程中了解對電網電能質量所產生的影響，并思考有效抑制方法。具體來講，就是要對進線電流與補償電容器電流中的高穩定諧波分量進行分析，創建11次與13次諧波分量，并對初步判斷電容器與系統存在并聯諧振問題進行分析，并計算短路容量。換言之，就是要對本工程項目中大功率電動機主機的啟動基波阻抗進行計算分析，確保補償電容器補償容量控制在計算范圍內。在計算獲取諧振點過程中明確抑制方式作用，確保流入電容器諧波電流計算到位。

（二）大功率電動機最小電流系統對電網電能質量的影響問題與抑制方式

在本工程項目中，大功率電動機最小電流系統對于電網電能質量所產生的影響較大，其中電流流過系統的11次諧波電流放大系數最高達到20.2甚至以上，而諧波電流的放大系數也會達到18以上。如此可以了解到，補償電容器與系統之間是確實存在諧振危險的，在項目中如果大功率電動機正常工作可能會由于基本線性負載影響導致諧波較小，不會出現任何故障問題。不過如果從暫態過程分析就可以了解到控制大功率電動機過程中發生故障問題，導致諧波電流含量較高，頻譜過于豐富，如此可能會導致諧振與諧波問題影響程度被放大[5]。

從本工程項目中的實測數據分析結果看來，需要對電動機中的軟啟動器啟動過程進行分析，了解電動機的支路電流畸變率范圍控制在15%～19%，且在系統中分析10kV側的電壓畸變率范圍應該在6%～8%，同時將啟動電流控制在1200A左右。在抑制本工程項目中大功率電動機最小電流系統對電網電能影響過程中，需要分析流過系統電流上級開關，分析由于上級開關跳閘所引發的影響問題成因，并加以解決。具體來講，要在本工程項目中選擇性采用多電路延時整定技術，建立區域選擇性連鎖機制。就是要對大功率電動機中的母線短路電流進行分析，有效切斷故障線路以達到排除故障的最終目標。而在發送信號過程中則應該基于原設定時間選擇性分析延時0.4s跳閘狀況，在低壓狀態下保證項目中電動機能夠通過選擇性保護技術實現對電網電能質量的良性影響，完善化抑制方式。在系統安全性與可靠性分析過程中，需要體現一定經濟指標，建立電動機區域性連鎖技術機制，如此可降低技術應用成本。

在針對本工程項目中大功率電動機最小電流系統對電網電能質量的影響問題分析過程中可以了解到，結合反復試驗操作來選擇正確的系統抑制方式是有必要的，它希望基于上級開關恢復原有整定值，結合軟啟動器對電動機中的電阻控制軟啟動操作進行分析，建立多級保護跳閘與電容器故障控制機制，充分驗證相關分析理論技術內容，確保大功率電動機中最小電流系統運行狀況良好，達到預期生產效果[6]。

總結：

綜上所述，本文中結合某工程項目分析了大功率電動機對于電網電能質量的影響問題和抑制方式。在通過系統監測與分析、試驗過程中充分驗證大功率電動機啟動設備對于電網電能質量所產生的重要影響。在對電能質量進行分析過程中，需要引起諸如某工程項目企業的高度重視，分析大功率電動機在啟動過程中對生產過程所產生的生產安全與產品質量、經濟效益問題，同時對諧波問題背景下的電能質量問題進行分析，進而保證諧波連續穩定，如此對于檢測與治理大功率電動機運行生產問題都有一定幫助。近年來，我國電力部門也已經頒布了相關標準，其中針對大功率電動機中暫態、具有沖擊性的諧波進行分析，分析其所引發的故障難以捕捉與分析問題。而在針對大容量電動機的啟動過程進行分析時也能了解到大功率電動機的短暫啟動過程，其對于電網所產生的影響極大，對于啟動設備所產生的影響就是限制了一定的啟動電流。所以本文中基于某工程項目中的可調電阻控制軟啟動器進行分析，希望基于它的優良啟動性能分析其中所產生的不良諧波問題，進而保證大功率電動機能夠對電網電能質量產生良性影響，明確并合理使用諧波抑制方式。

參考文獻：

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