1大功率电子设备节能降耗研究现状
现阶段，我国电力系统节能降损评估还没有形成正式的测试标准。以电厂变频装置为例，变频装置性能试验包括变频装置节电效果测试、效率试验、功率因数测试、启动性能试验、谐波测试、静态精度测试、输出电压不对称度试验、电动机振动及噪音测试等。以往的电力系统电气设备的节能评估和效率测试，大多为型式试验或考核试验项目，相关标准大多是试验室条件下的测试方法，并且是在工频条件下的试验和评价。以电厂高压变频器为例，正在制定的《变频器供电三相笼型感应电动机试验方法》中，对变频器供电的电动机试验方法做了详细规定，但由于试验方法是基于实验室条件下的，需在电机和负载间增加转矩测量传感器，无法在在现场予以实施；此外，该标准的主要目的是考核电动机在变频供电下的参数和技术性能，判断电机的制造可靠性，而在现场需要考核的是调速装置、电动机及风机（水泵）组成的电机系统整体性能，特别是要对电机系统是否经济运行做出评估。就目前的现场测试而言，如何准确测量电力系统各种电气设备在不同运行工况下的能耗和效率，既无测试方法参考，也无成熟经验借鉴，因此，电力系统现场节能降损评估及能效测试方法的可行性研究，将具有一定的超前性和创新性。
2大功率电子设备节能降耗措施
电厂除关心节电效果之外，还十分关心变频装置效率，因为使用变频装置的目的就是节电，如果变频装置消耗的功率大了，使用变频装置就失去了意义。当前变频装置效率试验存在如下问题：绝大部分变频装置不带专用功率测量装置，在现场临时加装PT、CT取信号也有难度，因为变频装置输入输出信号距离可能较远，用采样方式都不容易做到同时读数；功率仪表受到频率范围的限制，因其电流、电压信号为变频、变幅值的信号；变频装置损耗较小，输入输出功率必须准确测量，因此在进行效率试验时变频装置输入输出必须同时读数。人工读数存在较大的误差，不能满足效率的精度要求，在实际试验时，用此方法测得的效率常常会出现效率大于1的情况；变频装置前级变压器一般为多抽头，不好装设PT、CT，不容易取电流、电压信号，不能准确测试变频器效率以及变压器的效率，只能测试变频装置的整体效率。对此，需要采取以下有效措施：
2.1光继电器与变频器电气干扰的预防措施在某些情况下，变频器虽然已经和光继电器完全分离开，但是还会出现光继电器误动作的现象。这主要是由于变频器和光继电器的电源都接在同一个电网上，从电源线传导的干扰进入了光继电器的放大器部分。此时分析误动作产生的主要原因是由于弱电回路，可以在光继电器和放大器输出公用接头之间加入一个0.1μF的电容器来预防变频器电气干扰。
2.2接近开关与变频器电气干扰的预防措施由于静电电容型接近开关的抗干扰能力弱，无法抵御变频器回路的传导干扰、辐射干扰，因此，很容易产生误动作。鉴于此，需要最大限度的降低变频器产生的电气干扰，或者直接将抗干扰能力弱的静电电容型接近开关换成抗干扰能力强的磁性式接近开关。如下图-1所示，可以在变频器的输出端设置一个LC滤波器或者在变频器的输入端设置电容性滤波器，以减少或者消除谐波对接近开关造成的影响。连接接近开关的DC电源的公用端子通过0.1μF电容器连接在机座或者框体上也能有效降低变频器电气干扰。
2.3压力传感器与变频器电气干扰的预防措施在变频器控制回路中，机座或者框体经过屏蔽线把电磁干扰传给压力传感器，从而使其产生误动作。解决这一问题，需要将传感器信号的屏蔽线与系统公共线连接在一起，或者降低来自变频器控制回路的传导干扰。可以在变频器的输入端增加一个LC滤波器，减少或者消除谐波对压力传感器的干扰。改变压力传感器屏蔽线的接入方式，将其接到压力传感器的公共端。
2.4可编程控制器与变频器电气干扰的预防措施由于变频器和可编程控制器通常会使用同一个电源系统，因此变频器产生的电气干扰会经过电源线传输至可编程控制器，从而使其产生误动作。面对这种情况，可以从整体出发，降低电路传导干扰和感应干扰。例如在变频器的输入端或者输出端设置一个LC滤波器，减少谐波对可编程控制器的电气干扰。或者降低变频器的调制频率。根据实际情况，还可以将变频器和可编程控制器的电源分开，或者在可编程控制器侧加入一个LC滤波器，以便缓解或者消除变频器电气干扰。
2.5电机与变频器电气干扰的预防措施变频器输出侧的高次谐波成分对电动机有较大影响。产生这种情况的主要原因是由于高次谐波可以降低电动机的效率以及功率因素，进而导致电动机出现较大的振动，并在运行中温度、噪声均有所增加。对此，为抑制变频器对电动机的干扰，提高电机的运行效率和可靠性，可以安装直流电抗器、加装噪声抑制交流电抗器或者在变频器输入电源侧安装电源协调抗器。其中安装直流电抗器主要是为降低变频器输出侧的高次谐波成分进而确保电动机的正常运行；在变频器高次谐波的影响下，电动机运行出现较大的噪声，可在其输出动力线上安装噪声抑制交流电抗器。这样可以有效地削减噪声，避免出现较大幅度的运行噪声。与此同时，降低电动机运行噪声，有助于提高电动机的使用寿命；当电源容量＞500kVA时，也就是其大容量超过变频器容量的10倍之多，且电源阻抗相对较小时，非常容易增加变频器输入电流的高次谐波。这样一来，变频器的电解电容器、整流二极管均有可能遭到损坏。所以，为避免损坏情况的发生，应在变频器输入电源侧安装电源协调抗器，也就是交流电抗器，以确保变频器的电解电容器、整流二极管的安全。
3结束语
综上所述，本文针对现阶段我国电力系统节能降耗技术应用现状，借鉴先进国家成熟经验，开展电力系统大功率电子设备节能技术应用研究以及电力系统节能降损评估方法的研究。对打功率电子设备的能效测试及管理系统进行深度开发，形成电力系统大功率电子设备的节能降损优化设计技术规范及运行导则，对改善电力系统功率匹配状况和系统调节方式，提高系统运行控制水平和系统效率十分必要，此次研究成果对于我国大功率电子设备的发展具有重要的推广和应用价值。
作者:辛卫东 张军 汪东军 钟伟 孙宏志 孟巍 单位:国网山东节能服务有限公司
