【壓縮機網】隨著工業領域對于節能減碳增效的關注和需求不斷提升，大量的變頻設備進入工廠，尤其是一些通用的變頻設備得到了廣泛的使用，例如：變頻空壓機、變頻水泵、變頻風機等。今天我們將通過一些案例來淺談一下電能質量對變頻空壓機的影響，以及空壓機變頻器產生的諧波狀況。

　　在談電能質量前，我們先明確一個變頻設備和工廠用電質量的關系：首先，電能的電壓諧波來自工廠的供電電網（也就是供電單位提供的）。根據國家標準GB/T 14549-93，電壓的諧波率是受到監管的，供電電壓諧波對設備可靠性和用電系統能耗都會產生影響。

　　而設備電流諧波更多的是來自設備本身，不同的設備產生的電流總諧波不同，電流分項諧波也不同。這些電流諧波反過來會影響整個工廠的電源質量，如果不及時適當處理，就會帶來其他用電設備的可靠性風險和電能浪費。

　　接下來，我們將通過幾個具體案例來做進一步的說明和分析：

　　一、案例一

　　某品牌110kW變頻螺桿空壓機在運行中多次出現設備過載跳機的故障，為了分析故障原因，我們使用了電能質量在線分析儀，利用物聯網技術來采集電網供電質量數據，進行電能質量與諧波的監測和分析。

1. 設備電壓諧波THD分析：根據國家標準GB/T 14549-93，測試期間，該變頻空壓機的供電電壓諧波率基本符合國家標準。

   

   
   

　　2.設備總電流諧波THD分析：測試期間，該變頻空壓機產生的電流總諧波率遠大于相關標準，對于電網的諧波THD會產生一定影響。設備的功率越大，電流諧波THD對電網質量的影響就越大。

　　我們進一步分析了該變頻空壓機的電流THD分項諧波，檢查電流總諧波THD主要來自哪一種分項諧波。從數據上看，較高的電流諧波THD主要來自分項的5次、7次、9次諧波，尤其是5次諧波最大；進一步確認了電流諧波THD的產生主要來自該設備的變頻器。對于這臺變頻空壓機而言，變頻器產生的電流諧波的治理還有待改進，以避免對電網電源質量的負面影響。

　　二、案例二

　　某東南亞國家案例；一工廠2臺75kW變頻螺桿空壓機陸續發生變頻器燒毀的重大故障，通過大代價維修復產后，需要明確故障原因，以避免同樣的問題再次發生。同樣使用了電能質量在線分析儀，利用物聯網技術來采集電網供電質量，進行電能質量與諧波的監測和分析，以確認設備本身和工廠供電質量是否存在問題和風險。

　　從數據采集和分析的結果來看，這家工廠供電電源的電壓諧波質量比較差，電壓總諧波THD平均達到8.19%,峰值已經超過了11%，而且還極其不穩定，已經足夠對變頻空壓機的可靠運行和壽命造成影響；

　　該變頻空壓機的電流總諧波THD也遠大于相關標準，較高的電流諧波THD主要來自分項的5次諧波，電流諧波THD的產生主要來自該設備的變頻器。對于這臺變頻空壓機而言，變頻器產生的電流諧波的處理還有待改進，以避免對電網電源質量的負面影響。

　　我們還對這臺75kW變頻空壓機的變頻器進線端和出線端進行了測量，變頻器進線端的測量等同于對于供電電源質量的測量。而變頻器出線端的測量則可以認為是對變頻電機的供電質量的測量。

　　對于電壓總諧波THD，變頻器進線端和出線端的差異不大，都超出了5%的標準。較高的電壓總諧波THD對變頻器和變頻電機都有影響。

　　對于電流總諧波THD，變頻器進線端和出線端的結果就完全不一樣了。在變頻器出線端，變頻器產生的電流諧波THD高達40%以上，會影響全廠電網電源質量。而對變頻器出線端，測量的電流諧波THD來自電機，只有1%不到，這也驗證了正常工作的三相電機是不會產生電流諧波的。

　　三、電壓與電流諧波THD對工業設備和生產的影響

　　諧波對電力系統的危害是多方面的。首先，諧波會增加電能損耗。由于諧波電流在電力系統的線路和設備中流動，會導致線路和設備的電阻損耗增加與發熱。

　　其次，諧波會影響電力設備的正常運行。例如，諧波會使變壓器的鐵損和銅損增加，導致變壓器過熱，降低其使用壽命。

　　對于電機來說，諧波電流會產生附加的轉矩，使電動機的效率降低，同時還可能引起電動機的振動和噪聲增大。

　　此外，諧波還會對電力系統的測量與保護裝置產生干擾，可能導致電表計量偏差，以及保護裝置誤動作，影響電力系統的安全穩定運行。

　　四、初步結論與建議

　　關于電網的供電電源質量，需要更多的關注電壓總諧波和電壓分項諧波THD的影響，通過在線監測，實時了解電源質量，并采取必要的專業治理手段來有效管理電壓諧波水平，降低用電設備的風險和減少供電系統的損耗。對于重要的用電系統和設備，利用電能質量分析儀和物聯網技術可以實現有效的實時數據監視和分析，來提升管理水平。

　　對于市場上越來越多的變頻空壓機，生產廠家也需要考慮對變頻器運行中產生的電流諧波進行更有效的治理（如改進諧波濾波與提升濾波吸收），避免變頻器產生的電流諧波對用戶電網造成負面影響。