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浅谈三相输入电压不稳定对电焊机的影响

返回列表 来源: 成都熊谷加世电器有限公司 发布日期: 2020.06.29

在電力系統中的所有電氣設備都有額定的工作電壓、頻率、額定功率,一般來說,電氣設備在其額定的電壓、頻率和額定功率下工作時,其綜合經濟效果是不錯的。我國採用的供電頻率(簡稱“工頻”)爲50Hz,頻率偏差範圍一般規定爲±0.5Hz ,三相輸入網壓一般爲380VAC±10%。電壓、頻率和供電的連續可靠,是表徵電能質量的基本指標。

電焊機

图:熊谷全位置管道焊机应用某管线

我們首先來看一個真實案例:某維修員接到某客戶反映焊機熔深不夠且有斷弧現象(影響了焊接性能),問現場的網壓,卻總是說:“電壓是對的,390V了”!那難道是焊機出了什麼問題了?但從其他具體表象來分析,並沒有足夠的證據說明是電焊機 發生了問題。爲此,維修員親自到達施工現場進行問題排查,在現場操作人員展示問題時,維修員發現了在焊接過程中,發電機的聲音發生了明顯的變化,並由此判斷出了是發電機輸出功率不夠,並用萬用表測試發現,在焊接過程中的網壓只有300VAC了。這個案例說明,供電情況包括網壓的高低、容量,這兩個概念經常容易被混淆,電壓高並不等於容量大。

造成容量不夠的原因有:施工現場裝機容量低(發電機額定輸出功率小)、焊機輸入(發電機輸出)線纜長度太長或截面積過小,以及用電設備較多等等。這些情況都極容易造成電焊機輸入網壓波動較爲大,降低焊機使用壽命或直接導致焊機損壞。

我們再來看一個案例:某施工現場,某操作員在電焊機開關閉合的情況下直接啓動發電機進行供電,在操作過程中因對發電機油門控制失誤,發電機輸出網壓出現了較爲劇烈的波動,會導致該機組幾臺焊機同時損壞,整個機組因此誤工2天。因看似不起眼的一個動作,給施工單位帶來了包括焊機維修費用和機組誤工費等巨大的經濟損失。從這個案例中我們不難發現導致此次事故的根本原因是:

1、在啓動發電機前,相關人員並未按電器設備使用的基本性要求關閉電焊機電源。

2、在啓動發電機過程中,因人爲因素導致發電機輸出網壓產生了劇烈的波動,導致後端電器設備的損壞。

在電力系統中發電機發出的電壓,一般認爲是50Hz的正弦波,但由於系統中有各種非線性元件的存在,因而在系統中和用戶處的線路中出現了高次諧波。高次諧波是指一個非正弦波按傅里葉級數分解後所含的頻率爲基波頻率整數倍的所有諧波分量,而基波頻率就是50Hz 。高次諧波會使設備中的一些電子器件的電壓或電流波形發生一定程度的畸變,降低電子器件的使用壽命或者直接損壞。當前,高次諧波的干擾已成爲電力系統中影響電能質量的一大“公害”。

高次諧波電流通過變壓器,可以使變壓器的鐵芯損耗明顯增加,從而使變壓器過熱或者偏磁,影響焊機輸出電流電壓波形和IGBT工作的狀態,導致輸出失控、IGBT損壞或縮短使用壽命等。含有高次諧波的電壓加在電容器兩端時,由於電容器對高次諧波的阻抗很小,電容器極易因過負荷而燒燬。高次諧波對 IGBT逆變器的影響更爲突出,高次諧波可使IGBT保護吸收電路的功耗增加,可使IGBT逆變器發生電壓諧振,引起電壓攀升,擊穿 IGBT等。

另外在電力系統中,電壓波動也可能是由於負荷的急劇變動而引起的。負荷的急劇變化使系統的電壓損耗也相應地快速變化,從而使電器設備的輸入電壓出現波動現象。比如我們用50KW(電動機的額定功率屬輸出功率,俗稱軸功率,其消耗的功率屬輸入功率,輸入功率大於輸出功率,就是效率,效率等於輸出與輸入的比值。)的發電機就只能同時帶 2臺電焊機,否則就會出現較大的網壓波動。

雖然電焊機一般都會對高次諧波做一些抑制處理,但也只能減弱而且這些處理僅僅只是被動防護,並不是從源頭解決問題,也不能從根本上解決問題。因此,國家標準GB/T 14549-93《電能質量·公用電網諧波》中規定了公用電網諧波電壓限值和諧波電流允許值,若超過規定值就要加以改進。國家標準 GB1236-90《電能質量·電壓允許波動和閃變》中規定了系統由衝擊性符合產生的電壓波動允許值和閃變電壓允許值,若超過規定值就一定要加以改進。

電焊機

图:沟下焊,熊谷焊机穿越在役管线

綜上所述,希望大家在實際工作中能重視三相輸入電壓不穩定對電焊機或其他電器設備的影響,加強電氣設備規範性使用的管理、保養及維護,避免因外在因素導致電氣設備損壞,而由此給單位或個人帶來的設備維修費用、誤工費用等經濟損失。

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