На своем опыте, не единожды сталкивались с проявлением гармоник в сети, связанными с применением преобразователей частоты, выражалось это как в нарушении работы точных измерительных устройств (весы), так и с повреждением периферийного оборудования и самого преобразователя. Приведем несколько примеров:
1. Заказчиком был установлен преобразователь частоты LS 0,4кВ, 11кВт. После непродолжительной эксплуатации вышел из строя счетчик электроэнергии. При детальном изучении, было определено, что сеть имеет низкую мощность, и соответственно была чувствительна к гармоникам. В такой сети был установлен счетчик электроэнергии, использующий схему питания с RC делителем, при работе преобразователя, в сеть стали поступать гармоники нечетного порядка, что привело к увеличению тока на конденсаторе, и как следствие, повреждению резистора делителя. Проблема была решена увеличением частоты ШИМ преобразователя и установкой сетевого дросселя.
2. Установленный Заказчиком преобразователь частоты 0,4кВ, 22кВт в разрыв между мотор-автоматом и электродвигателем, привело к отключению мотор-автомата после непродолжительной работы, увеличение тока отсечки автомата результата не дало. При детальном изучении проблемы, было выяснено, что автомат и шины питания (при достаточном сечении) начали несоизмеримо нагреваться, при этом до установки преобразователя подобный эффект не наблюдался, замеры на клеммах преобразователя показали отклонение по фазе В до -20%, мощность трансформатора составляла 630кВА, длина кабеля более 1000м. Первое, что было сделано, это переподключение однофазных нагрузок для устранения асимметрии фаз, далее увеличена частота ШИМ. Результат был стабилен, нагрев кабеля и автомата стал допустимым, но для гарантированного результата был дополнительно установлен сетевой 3% дроссель. Прошло более 7ми лет, оборудование исправно работает.
3. После установки преобразователя 0,4кВ, 37кВт на производстве, стали "плавать" показание весов. При детальном изучении, была выявлена не самая совершенная схема АЦП в весовом контроллере, и пришлось работать в двух направлениях, доработка цепей питания измерителя (установка LC фильтра, отвязка цепей питания весоизмерителя, отвязка экрана тензодатчиков от шины заземления), перепрокладка, переподключение и увеличение сечения кабеля питания Преобразователя частоты, снижение частоты ШИМ, установка ферритовых колец на кабель подключения электродвигателя. В результате выполненных процедур было достигнуто максимальное отклонение весоизмерителя +/-1%, что вполне удовлетворило заказчика.
4. Один из самых любопытных случаев:
Предыстория... ГРЭС, генерируемая мощность 450МВт, объект только введен в эксплуатацию. После непродолжительной эксплуатации вышел из строя преобразователь частоты 0,69кВ, 550кВт на конденсатном насосе. Силами поставщика успешно был выполнен гарантийный ремонт, после повторного ввода и непродолжительной эксплуатации, преобразователь вновь вышел из строя, но в этот раз, повреждения были сильными и ремонт был нецелесообразен. В ходе длительных разбирательств, собственником ГРЭС было принято решение о замене поставщика и марки оборудования, при этом, следует отметить, второй насос с преобразователем этой же марки работал исправно и проблем не доставлял. Заказчиком было поставлено ключевое требование, поскольку Заказчик считал, что именно в этом проблема: Преобразователь должен иметь заводскую конструкцию со степенью защиты IP54, а не установленный преобразователь IP20 в оболочку IP54! Подобного рода преобразователь могли предложить только мы, в следствии чего и был получен контракт. Преобразователь был успешно поставлен, пусконалажен и введен в эксплуатацию...но...Наш преобразователь в течении короткого времени так же вышел из строя!!! Мы выполнили оперативно ремонт, но не стали вводить в эксплуатацию, а решили разобраться, что это за проблема, которая повреждает преобразователь именно в этом месте, и именно в таких условиях. Надо отдать должное разработчикам наших преобразователей, ибо в нашем случае повреждения были несущественны, и мы отделались легким испугом, в сравнении с нашими конкурентами, которые сначала заменили весь силовой каскад, а во втором случае получили дугу и сажу по всему преобразователю. При детальном изучении, мы обратили внимание, что поврежден блок питания контроллера заряда конденсаторов звена постоянного тока, а именно, предохранители во входных цепях, конденсаторы в RC делителе и варисторы, из чего мы сделали предварительное заключение, что был скачок напряжения, который и привел к превышению в цепи питания и повреждению указанных элементов. Первое, что мы запросили у Заказчика - отчет по отклонениям в указанный промежуток. Отклонений не было, можно было допустить лукавство Заказчика, но установленные регистраторы показывали вполне себе допустимые параметры. Мы по прежнему не готовы были вводить в эксплуатацию преобразователь не устранив причину поведшую к повреждению. Начали детально изучать схему, и увидели, что на этой же шине подключен возбудитель, а ведь это мощнейший нелинейный потребитель и источник гармонических искажений! И это тот самый случай, когда надо защищать не сеть от влияния преобразователя, а сам преобразователь от влияния гармоник из сети! Ведь мы помним, что наши уважаемые конкуренты уже столкнулись во всей красе с этой проблемой, и значит качество и схемотехника нашего преобразователя здесь не при чем! Даже при том, что наш преобразователь подключен через трансформатор 10/0,69кВ, 800кВА, и даже К-фактор 10 не смог справиться с гармониками из сети. В результате гармоники серьезно повлияли на RC делитель, конденсатор вышел из строя, напряжение превысило и варистор с этой задачей справился оборвав предохранитель, и наш преобразователь не получил серьезных повреждений! Нашу версию детально рассмотрел технический персонал станции, и согласился. И простым решением переподключиться на другую шину СН не выйдет, нельзя обеспечить резервирование. В итоге пришлось прокладывать новый кабель на другую секцию СН в соседнем блоке. Кстати, преобразователь прекрасно работает более 5 лет!