郑州西门子授权一级代理商通讯电缆供应商

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  在6～35kV的中性点非有效接地系统中，由于变压器、电压互感器、消弧线圈等设备铁心电感的磁路饱和作用，激发产生持续的较高幅值的铁磁谐振过电压。铁磁谐振可以是基波谐振、高次谐波谐振、分次谐波谐振。这种谐振产生的过电压的幅值虽然不高，但因过电压频率往往远额定频率，铁心处于高度饱和状态，其表现形式可能是相对地电压升高，励磁电流过大，或以低频摆动，引起绝缘闪络、避雷器炸裂、高值零序电压分量产生、虚幻接地现象出现和不正确的接地指示。严重时还可能诱发保护误动作或在电压互感器中出现过电流引起PT烧坏。 

    1 故障现象及相关数据 

    6kV系统共有八段，采用的是上海华通开关厂生产的电气组合柜，该厂设备自投产以来，主部件未发生大的缺陷，但其辅助测量PT发生了8台次损坏，现象表现为本体炸裂、内部绝缘物质喷出故障，致使6kV系统的相关保护不能投运，部分自动功能无法实现。这给厂用系统的稳定运行带来了大的隐患。 

    2 故障原因初探 

    根据故障现象，经过初步判断，估计是由于下述的几个原因所致。 

    1）产品质量不好：如果由于产品本身绝缘、铁心叠片及绕制工艺不过关等，均可能致使电压互感器发热过量使绝缘长期处于高温下运行，从而导致绝缘加速老化，出现击穿。该类型的电压互感器一次侧绕组发生匝间短路，这样电流会增大，铁磁也将饱和从而导致谐振过电压，使绝缘击穿，高压熔断器被熔断。 

    2）电压互感器二次负荷偏重，一、二次电流较大，使二次侧负载电流的总和过额定值，造成PT内部绕组发热增加，尤其是在电压PT额定电压（6kV）情况下，PT内部发热加严重；再者，该系统属于中性点非有效接地系统，故一次侧电压在运行中容易发生偏斜，当某相出现高电压时，该相PT加容易发生热膨胀爆裂。 

    编号电压互感器型号现象备注 

    601VKI7.2C相爆裂，引起匝间短路换为JDZX8-6型电压互感器后，投运不到两天时间，又发生B相爆裂，引起匝间短路 

    603VKI7.2A相爆裂，引起匝间短路 

    604VKI7.2A相爆裂，引起匝间短路 

    606VKI7.2A、C相爆裂，引起匝间短路 

    607VKI7.2A、C相爆裂，引起匝间短路 

    主要技术参数：变比600/根号3/100根号3/100/3，额定容量90/100VA，上海互感器厂 

    注：1）VKI7.2型电压互感器为引进型，国内相应的产品型号为JDZX8-6；6kVⅠ段至Ⅷ段各有一组（3台）变比为6000/3／100/3／100/3的互感器，2）工艺为树脂浇注式半绝缘，一次中性点的耐受为3kV（出厂值）。 

    3） 由于铁磁谐振而造成电压互感器被击穿，因为：被击穿的电压互感器所处的母线带的负荷呈感性的比较多，特别是Ⅲ、Ⅳ段，带有大容量的深井泵，在负荷分配上其感抗大于容抗，由于某种原因，而使系统电压波动（如深井泵频繁启停等），使电路中电流和电压发生突变，可能导致电压互感器铁心饱和、感抗减小，当感抗小于容抗时，将产生铁磁谐振，导致电压互感器激磁电流增大几十倍，而过电压幅值将达到近2.5Ue，甚至于达到3.5Ue以上，而且持续时间较长，电压互感器在这样大电压、大电流下运行，使本身的温度也升高，导致损坏。根据上述的分析，为此组织QC小组对其原因进行分析，同时派人外出调研，调研表明：（1）应不存在产品质量问题，原因是该互感器在华东地区广泛采用，从收集的资料上看，该厂产品的业绩是良好的，虽然在某些地方也曾出现过一些问题，但象二滩电厂这样大量的损坏是没有的。（2）怀疑电压互感器二次负荷偏重导致PT损坏的理由也不成立，原因是该PT0.5级二次绕组额定容量为90VA，在1998年11月16日，测量了604PT二次侧星形接线负荷，在二次接线回路上施加100V的三相交流电源（停用备自投），测得Ia=0.61A，Ib=1.0，Ic=0.60，测得星形接线负荷容量：Sa=35.2VA，Sb=60.6VA，Sc=35VA，PT总输出容量为105.6VA；次日，测量601PT二次侧星形接线负荷，在二次接线回路上施加100V的三相交流电源（停用备自投，有一块电度表未装），测得Ia=0.4A，Ib=0.7A，Ic=0.4A，测得星形接线负荷容量：Sa=23.09VA，Sb=40.04VA，Sc=23.09VA，PT总输出容量为69.28VA。通过实际测量结果分析，除604PT有一相出额定值外，其余均在额定值范围内，同时，按照PT的容量为一个数列，一般50VA就能满足使用，所以说90VA的容量应该是足够大的。因此，二滩大量的PT损坏原因应该为电磁谐振所致。 

    3 铁磁谐振的几个特点 

    1）对于铁磁谐振电路，在相同的电源电势作用下回路可能不只一种稳定的工作状态。电路到底稳定在哪种工作状态要看外界冲击引起的过渡过程的情况。 

    2）PT的非线性铁磁特性是产生铁磁谐振的根本原因，但铁磁元件的饱和效应本身也限制了过电压的幅值。此外回路损耗也使谐振过电压受到阻尼和限制。当回路电阻大于一定的数值时，就不会出现强烈的铁磁谐振过电压。 

    3）串联谐振电路来说，产生铁磁谐振过电压的的必要条件是ω0=1／L0C＜ω。因此铁磁谐振可在很大的范围内发生。 

    4）维持谐振振荡和抵偿回路电阻损耗的能量均由工频电源供给。为使工频能量转化为其它谐振频率的能量，其转化过程是周期性且有节律的，即…1/2（1，2，3…）倍频率的谐振。 

    5）铁磁谐振对PT的损坏。电磁谐振（分频）一般应具备如下三个条件。 

    ①铁磁式电压互感器（PT）的非线性效应是产生铁磁谐振的主要原因。 

    ②PT感抗为容抗的100倍以内，即参数匹配在谐振范围。 

    ③要有激发条件，如PT突然合闸、单相接地突然消失、外界对系统的干扰或系统操作产生的过电压等。 

    据试验分频谐振的电流为正常电流的240倍以上，工频谐振电流为正常电流的40～60倍左右，高频谐振电流小。在这些谐振中，分频谐振的破坏大，如果PT的绝缘良好，工频和高频一般不会危及设备的，而6kV系统存在上述条件。 

    4 铁磁谐振的常用办法 

    根据以析配电系统铁磁谐振的特性，就不难找到加以解决的办法。通常的解决办法有： 

    1）PT一次的中性点加装阻尼电阻。该方法在已广泛采用，生产定型产品的厂家比较多，在实际运用中都了满意的效果。如西安电瓷厂生产的RXQ系列消谐器，该消谐器串接于PT一次绕组中性点与地之间，内部材料为大容量的非线性碳化硅电阻片及散热片等串联组装于瓷套内而成。其工作原理为：在低压下消谐器呈高电阻值（可达几百千欧）使谐振在起始阶段不易发展，单相接地时，消谐器上出现千余伏电压，它的非线性电阻下降，使其不影响接地保护的工作。 

    2）在PT开口三角侧并联固定（或可变）阻尼，一些要求不太高的变电所或配电

    1、引言

    随着计算机网络技术与自动化技术的相互融合与发展，计算机测控技术已经发展为基于局域网的集中监控与管理网络和基于Intranet/Internet的远程监控网络。基于Intranet/Internet的多级网络结构为实现管控一体化、全局优化控制与调度、异地信息共享提供了有利的硬件条件。但是对于一般企业，设备系统位置比较分散，同时由于多方面的原因，企业内不同设备运用了不同的控制系统，这样就造成了位置分散的多种设备、多种监控系统并存的分布式控制环境，而这其中又多存在一些软件封闭、互操作性差的异构系统，因此对设备的测控网络提出了高的要求，这用一般测控软件是很难实现的。

    针对这种情况，本文介绍了分布式异构系统3级测控网络的设计与实现方法，该方法弥现有测控软件的不足，有针对性地解决了设备位置分散、系统异构给测控网络带来的难题。实践证明，该方法具有实用性强、扩展性强、运行稳定等特点。

    2、整体设计

    分布式异构系统3级测控网络是按照“两种网络，3层功能，统一结构，功能完善”的总体设计思想开发的。

    “两种网络”是指整个系统由RS-485现场总线和Intranet/Internet两种网络结构组成。

    “3层功能”是指根据功能划分为设备层、集中监控层和远程监测层（集中监控层对于下位是现场设备的可实现控制，对于下位是已有监控系统只监测不控制，远程监测层只监测不控制）。设备层与集中监控层之间采用RS-485总线连接，集中监控层与远程监测层之间采用Intranet/Internet连接。

    “统一结构”是指系统处理各种设备信息时，尽量用统一的数据格式与下级设备和子系统传送信息、存储数据和显示数据，尽量用统一的功能模块来设计不同系统设备的功能。
    “功能完善”是指系统既包括了实时数据平台、现场设备管理、现场监控组态、描述历史曲线、打印信息报表和故障报警等常规功能，也包括了基于Intranet/Internet的远程数据实时监测功能。

    系统以RS-485总线结构连接设备层和集中监控层，实现对设备的集中监控；在集中监控层设一台服务器完成WEB服务器和数据库服务器任务，并接入企业内部网和以DDN专线或电话线接入Internet，实现远程的实时监测。从而把结构复杂、繁琐的系统化为具有典型分布式控制系统的网络结构。系统的整体结构如图1所示。

    3、基于VC＋＋多线程的设备集中监控与数据管理

    3.1 硬件设计

    在硬件设计上，由一台PC工控机作为上位机，用来接收并存储现场的监测数据，本地现场硬件包括已有监控计算机（通过编写软件来已有监控系统的数据）、可编程的PC-Based数据采制器（通过编程来采集现场设备的监测数据）和不可编程的I/O节点（直接进行数据采集），远程现场硬件主要是监控计算机（通过编写软件来已有监控系统的数据）。

    在传输线路上，根据企业现场实际，各子系统线路距离一般不会过1200m，但位置分散，各子系统通信硬件各异，信号相互干扰会比较严重，鉴于这种情况，对各种通信方式（RS-232、RS-422、RS-485、光纤）的特点进行了比较和分析，RS-232传输方式速率较慢（一般只能达到20kb/s），传输距离短（一般装置间电缆长度为15 m之内），且接口处信号容易互相干扰；RS-422总线传输方式尽管传输距离较远，但节点太少；光纤传输通信距离远、性能稳定，但成本过高；RS-485传输方式不仅具有传输距离远、多节点（32个）的特点，而且传输线。因此为了提高通信稳定性、减小工程成本，采用RS-485总线传输方式。

    在RS-485总线传输接口上，上位工控机需采用RS-232/RS-485转换板，将PC串口RS-232信号转换成RS-485信号，而下位机的情况较为复杂，对于以计算机为下位的子系统，也需要安装RS-232/RS-485转换板，对于以PC-BASE控制器和远程I/O节点为下位的子系统，其硬件系统支持RS-485通信，不需要安装其他硬件设备就可以实现通信。

    3.2 软件设计

    系统在VC＋＋6.0环境下，使用多线程技术开发软件来实现设备系统的集中监控与数据管理，其系统功能模块如图2所示。

    集中监控主机向各子站数据采制器和子系统主机发送查询数据指令，并由数据打包模块将指令整理成数据查询报文，通过通讯模块传给数据发送模块与下位设备通讯；有查询报文返回时，再通过通讯模块、数据解包模块将数据还原，然后通过数据存储管理模块对数据进行处理和存储，其中内存中的实时数据传给实时监控模块，硬盘中的数据供数据统计分析模块访问。

    软件前台功能设计上，实时监控模块主要包括动态流程图显示、动态曲线显示、实时报警显示、各线路通信状态显示等；数据统计分析模块主要包括总体运行分析、数据检索编辑、历史曲线查询、历史数据统计、输出报表及打印等功能，此外，前台功能还包括各工作线路模块、通讯信息输出模块。系统具有常规SA软件的所有功能，实现了监测设备和处理信息的任务。

    多线程串行通讯技术见关键技术部分。

    3.3 串行通信驱动程序的设计

    在通信功能的实现上，可以直接使用微软的易于实现串口的通信ACtivex控件MSCOMM，但是根据串行通信多类型、设备多的特点，本系统采用了WIN32 API函数来编写串口通信类的方法，方便、灵活地实现了串口通信功能。

    Win32 API是一个复杂函数、消息的集合，它把对串口和其它通信设备的支持与基本输入输出驱动程序集成为一体，系统只需要通过设备控制模块DCB的数据结构对串行口和串行通信驱动程序进行配置。

    串口通信编程实现的基本步骤：打开与外设相连的串口，根据通信协议对通信控制模块（DCB结构）进行配置；然后初始化串口的接收和发送缓冲区大小；进行读写操作；通过校验，对正确接收的数据进行处理；后在串行通信结束后，关闭串口。

    3.4 数据的提取与传输

    对于需要直接从现场采集运行数据的子系统，一般采用远程I/O节点和基于PC-Based可编程数据采制器进行数据采集，并将数据整理成数据帧后发送到485总线上，由上位机对数据进行处理和整合。

    对于已有监控系统的子系统，由于其软件大多是组态软件开发的，因此系统采用VC＋＋6.0开发软件的方式，一般互操作性强的子系统，采用DDE方式可读取实时数据的方法，而针对于软件封闭、互操作性较差的子系统，则采用直接从其数据库或数据文件中读取新数据的方法，下位软件周期性地监视封闭系统数据库或数据文件的属性，如果属性发生了变化，说明有新的数据写入，提取其新数据，并将数据记录整理成数据帧，存入相应的动态数组中，等待收到上位的查询指令后发送。并将数据通过RS485总线，传送到上位计算机。

    3.5 数据的存储管理

    根据系统多设备、实时新、数据量大的特点，为了方便对数据的操作，好地管理和保存数据，整个数据库系统设有实时数据库和历史数据库。实时数据库满足实时新、实时处理的特性，并要利于WEB服务器进行实时动态数据交换，因此实时数据库采用内存数据库和硬盘上的SQL Server2000数据库相结合的方式；历史数据库用来保存存放实时数据库中到期的需要保存的数值量数据，历史数据库存储量大，保存时间长，采用SQL Server2000数据库。实时数据库和历史数据库的配合使用，实现了数据的优化管理。

    数据的存储管理主要包括：数据的正确性处理、数据的统计、存储、压缩、备份与定时。其中数据的统计主要是对流量型数据进行的统计，数据的压缩主要是对实时数据在写入历史数据库之前的压缩，对于瞬时流量型数据，可以设定不同流量数据的压缩参数（压缩偏差、小压缩、大压缩3个条件参数），仅保留过压缩偏差的数据；其他的实时数据不变化的数据不保存，变化的数据按照设定的数据时间间隔进行简单压缩。

采用ADO技术实现对数据的操作管理，它能以高的性能访问数据源，与微软的数据库管理系统SQL Server2000紧密结合。系统封装了3类以ADO方式操作数据库的函数：①创建与数据源联接的函数、提取集的函数，关闭记录集和连接的函数等；②记录操作函数（如增加函数，修改函数，删除函数等）；③数据管理函数，包括数据的存储、压缩和统计等。

    4、基于WEB的远程实时监测与数据分析

    虽然现场总线对实现面向设备的自动化系统起了的推动作用，但是由于现场总线开放性是有条件的、不的，随着生产规模的扩大和企业信息化的要求，其开放性也越来越不能满足要求。在遇到这一阻碍时，Internet、Intranet、Ether-net这些基于TCP/IP协议的网络发展，与现场总线相比，它们具有技术成熟、网络产品低廉、开发工具丰富等明显的优势，使得测控网络技术在远程监控方面有了很大的突破。从现有的体系结构上来看，目前在工业自动化体系中较为常见且具有很大发展潜力的是B/S结构。

    B/S结构，即Browser/Server（浏览器/服务器）结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S结构一种变化或者改进的结构，在传统的C/S（Client/Server）结构中间加上一层，把原来客户机所负责的功能交给中间层来实现，这个中间层即为WEB服务层。即形成了3层结构：表示层（用户界面），功能层（WEB服务器）和数据层（数据库服务器）。与C/S结构相比，B/S结构具有以下优点：①用户端只需安装单一的浏览器软件（如IE），界面统一，使用简单；②由于客户端安装软件，系统升级时只需新WEB服务器端的软件，使系统易于维护；③B/S结构采用标准的TCP/IP协议、HTTP协议，有良好的广域网支持，扩展性好，易于实现多用户监控，信息共享程度高。

    系统远程监测采用B/S结构，如图3所示。

    其中WEB服务器采用Microsoft bbbbbbs Server2000、IIS5.0和Internet Explorer系统平台，以ASP技术来发布系统信息。ASP（Active Server Pages，活动服务器页面）是Microsoft公司推出的一种服务器端脚本语言执行环境，ASP技术能够把HTML WEB页面、脚本语言、ActiveX组件等地结合起来，形成一个能够在服务器上运行的应用程序，并把按用户要求专门制作的标准HTML页面送给客户端浏览器。

    集中软件将实时的现场数据在内存中进行处理后，通过VC的ADO数据库访问技术保存到SQL Server2000中的实时数据库（临时数据库Tempdb）和历史数据库（硬盘数据库）中。远程计算机通过WEB浏览器向WEB服务器发出请求，WEB服务器处理后调用相应的ASP文件到数据库上进行查询，查询送回WEB服务器后，以HTML页面的形式返回到浏览器。

    基于B/S结构，运用ASP技术，系统实现了流程图动态显示、数据曲线与统计图实时显示、数据表格实时显示等远程实时监测与数据分析功能。

    5、关键技术

    5.1 基于VC＋＋多线程的串行通信技术

    软件采用基于多线程的串行通信技术来实现对下位的查询和对数据的接收。上位软件采用多线程的“轮询”＋“消息驱动”方式，在主线程中完成打开串口、配置串口、初始化串口并创建辅助通信线程，由辅助通信线程轮流向下位不同设备系统发送查询数据指令，并实时监视串口通信状态，等待下位的回复，一旦查询到数据已经发送到串行口上，辅助线程自动接收数据，并向主线程发送数据接收到的消息，主线程取走数据并进行处理。若上位通讯线程在设定时间内一直未收到下位某子系统对查询指令的回复，则发送查询下一子系统数据的指令，这样通过轮询的方式，所有子系统的数据都被传送到上位。根据现场实际，系统设有相应数量的通信线程，监视对应通信线路的串口状态，同时系统定义了发送、发送完成、接收、接收完成4个消息，以完成原定的消息处理功能。另外，考虑到与同构系统相比，异构系统存在多子系统并存且通信线路较长的特点，所以数据在传输上难免受到外界环境的干扰，为了克服因客观原因带来的通信不稳定，在程序设计上采用重要数据多次发送的方法。图4为RS-485总线通讯方式中上位软件通信线程流程。

    针对串行通信的特点，采用事件（Event）对象来同步串行通信中各线程对通信端口和内存数据的访问，避免引起多线程间的冲突和死锁。具体通过WaitForSingebbbbbb（），SetEvent（）和Reset-Event（）3个函数来协调重叠I/O的操作。

    5.2 多种通信协议与配置文件的有效配合

    基于VC＋＋的集中监控与数据管理软件相当于整个网络体系结构的心脏，它处理数据的速度、合理的编程构架决定着整个系统的性能。

    根据现场多设备、多系统并存的实际情况，在上采用了多种数据帧格式，即不同系统设备有不同的数据帧格式，既有原硬件定义帧格式（下位为远程I/O节点的子系统）又有多种自定义帧格式。在数据的校验方法上，采用校验和（CheckSum）方式来校验接收数据正误，方法是将所有传送字符的ASCII码累加后除以255得到的。

    针对系统多设备、多系统的特点，既有直接从现场采集的数据，也有从原有异构系统数据文件中读取的数据；既有模拟量，也有数字量和开关量。这样程序在运行过程中，需要不断修改子系统通信参数，采用修改源程序代码，费时又费力。为了增强程序的灵活性和可扩展性，避免以往组态软件的设计缺陷，系统采用了配置文件与多种数据帧格式相结合的方式，以读取配置文件的方法初始化涉及到每个设备的功能模块。在程序运行前，通过修改配置文件中的信息，灵活地预置了不同设备的通信参数，而修改复杂的原程序。系统的配置文件分为两种：通信线路信息文件和数据结构信息。前者包含每条通信线路的端口号、波特率、子系统个数等；后者包括信号个数、信号名称、校验方式等数据帧格式信息。多种数据帧格式和配置文件预置的有效配合，大大提高了系统的灵活性和可扩展性。

    5.3 数据库实现技术

    数据库服务器上应安装比较通用且功能强大的数据库系统，既方便于WEB服务器进行数据交换，又要能快速存储集中监控层数据。在数据库服务器上建有两种类型的数据库：实时数据库和历史数据库。前者用来存储实时数据，以供WEB服务器进行动态显示，要求有较高的存取速度。后者用来存储每一时段的历史数据，以供用户查询，绘制历史曲线，要求有较大的数据容量。

    严格来说，实时数据库应采用的工业实时数据库系统来实现，但是对于测控系统而言，其实时性要求不是太高，一些商用数据库系统如SQL Server 2000等已能满足其要求。考虑到集中监控层数据采集与存储速度为ms级，而远程访问刷新的速度为10s，因此实时数据库采用了内存数据库与SQL Server2000数据库相结合的方式。

    内存实时数据库通过在内存中开辟线性数据结构的顺序表来实现，实现了随机存储，存储速度快，对于存储空间估计，可通过程序提供的动态数组来解决。SQL Server2000实时数据库采用临时数据库Tempdb，由于Tempdb中数据不会象其他的数据库在硬盘中保存，因而在Tempdb中的表上进行的操作比其他数据库要快得多，专为WEB浏览器实时监测页面提供动态访问数据。

    5.4 WEB画面的动态显示技术

    在远程实现动态监测，能在浏览器上实现一个类似DCS系统的基于流程图动态显示的人机界面，但由ASP所产生的网页在客户端只能显示表格数据，很难产生组态画面、统计图形、曲线等动能，为了为直观的显示监测画面，在WEB页面中嵌入了JPG图片和Active X控件。

    为了实现动态监测，画面要求实时刷新，系统刷新时间为10s。由于页面中包含了图片、Active X控件，有些流程图体积较大，无法通过WEB达到要求，并且画面在刷新时，由于浏览器重新载入页面资源，还会出现页面闪烁的现象。解决这些问题的方法就是只刷新显示的数据而不刷新流程图，即将动态显示页面分为流程图页面和刷新数据页面，用分为两帧的页面来集成这两个页面。刷新数据页面每隔10s自动刷新，以从服务器端新的数据，然后触发页面中的javabbbbbb函数，自动将新数据显示在流程图页面上，从而实现了流程图的动态平滑显示。

    6、结束语

    上述分布式异构系统3级测控网络的设计与实现方法，已在北京西站3级网络监测与数据管理系统中成功应用，具有性强、、易于使用、灵活性和可扩展性强的特点。具体体现为：①体系结构，方便扩展和与以太网、Internet的网络连接；②功能强大，可开辟多路后台线程，实时监控多种设备系统；③系统具有常规SCA-DA软件所有功能，实现了监测设备和处理信息的任务；④系统开放性好，支持TCP/IP协议、RS-485协议，支持标准的管理数据库接口；⑤系统功能灵活，模块化的结构使得用户可以方便地扩充系统功能，改线路结构，从而很容易地对系统进行放缩。

   1、下面将从三个方面来讨论如何提高变频调速系统的性。
 （1） 提高变频器本身质量和性。
变频器生产厂商如何根据用户高性的要求制造出性能稳定，运行，价格合理的产品满足市场需求也是这个产品或这个产业能否持续发展的关键。
具体要求有下列几项:
 ① 变频器的电路结构应力求简单
 a.采用真正的高一高（交-直-交）直接变频主电路。
 b.功率单元愈少愈好，尽量避免功率单元和电力电子器件的串联。因为串联系统的度减小（N次幂）、而串联系统的失效率增大（N倍）。虽然并联系统有利于性的提高，减少失效率，增长装置的平均寿命，但是目前电力电子器件的电流可达3KA——4KA水平，所以不并联也可以使用了，目前主要问题是电力电子器件的耐压水平进一步提高后，电力电子器件就可以不串不并，便会大大提高变频器的性。
 ② 变频器中电力电子模块的选用——耐压和电流额定值具有充分的裕度。外国某变频器制造商曾说:“功率模块充分降额使用可以换来装置的性”。反之，所选功率模块参数接近计算值，没有一定的余量，存在侥幸心理，结果会造成变频器功率模块烧毁。
究其原因不外两方面:
 （1）功率模块所选耐压和电流额定太小。
 （2）所购进的功率模块是否？是否厂商产品？目前国内IGBT功率模块还无法满足高压变频器的要求，但从国外购进IGBT，其质量又不尽如人意。其一，根本不可能购到品（）和一等品（），大多属于有某1-2个指标不合格而被筛选下来的产品。其二，国内一般不具备严格的动态测试设备。那些未经挑选的功率模块，没有通过电热老化处理。不合格的功率模块装到整机上，发生故障甚至烧毁也在情理之中。


 ③ 变频器中电力电子模块应有充分的通风量和冷却措施。保证在允许结温下运行，离允许结温愈低，变流装置的性愈高。
功率模块冷却方式可以风冷，水冷以及的热管技术。不论何种方式，需将整流变压器和变流装置损耗产生的热量带走，保持允许的结温。
根据装置的容量，损耗大小，制造商提出的通风量。

[注> 1）、新鲜冷空气，从变频器柜底部送入，由箱体部排出。空气逆方向流过（自上而下）是不允许的。
 2）、变频器柜下部进风处应设置过滤网，防灰尘和油雾等杂质进入柜内。
 保证变频器必需的通风量（米3/分或CFM）目的是为了散热冷却，使功率模块正常工作，不致于过允许结温。另外有些工矿地处沿海、江和湖泊或是盐雾，潮湿和腐蚀气体环境，还应有防潮，防腐措施，例如，为了防止停役几天或几周后，变频器柜内受潮，绝缘下降，影响顺利开车，变频器柜内设有低压电加热器（电热丝加热，红外线电加热或远红外线电加热装置）。当变频器停役时，自动地将电加热器投入工作，确保箱内和干燥。
 ④ 变频器制作精良，连接牢靠
具体要求:
 a.连接件要少，尽量避免插件方式（易松动，不牢靠），以焊接代替接线端子，尽量少用电位器。
 b.采用大面积整块印刷电路板。
 c.采用无接线特结构的电力电子功率模块，提高产品的性。
 d.合理布局。例如:整流变压器与变流装置之间的隔热以及防电磁干扰措施;高压与低压之间的光电隔离和采用光缆传输。

 ⑤ 变频器出厂前应进行严格地带载试验和48-72小时性能考核。一台变频器由大量电气元器件组装而成。除了选用和的符合技术要求的器件，并经过测试筛选，不的元器件外，出厂前使变频器带电运行考验。一般要进行48-72小时连续运行考验，要求特别的场合进行7昼夜（24＊7=168小时）考验，其考核条件为:
 a.带负载试验（不是空载或轻载）
 b.具备实际应用场合的温度和相对湿度。
凡经试验检测符合技术规范，并通过长时间考核的变频器出厂投运以后，都会有很高的性。

 2 根据生产机器负荷要求和电动机规格参数，正确选择变频器形式及容量匹配
 如果单有变频器本体的高性，而变频器选型和容量匹配不适当，组成的变频调速系统也不可能达到很高的性，甚至无法运转，为此，我们:
根据负荷性质，正确选用变频器类型。总的原则就是什么性质负载特性配什么特性的变频器。
 （1） 恒转矩生产设备——在调速范围内，负载力矩基本恒定不变。应选具有恒转矩性能的变频器。其过载能力为150%额定电流维持1分钟。
 （2）平方转矩生产设备——在调速范围内，负荷力矩与转速的平方成正比，即M∝n2，离心式风机，水泵为它的典型代表。具有M∝n2特性的变频器其过载能力较小，110%-120%额定电流过载1分钟，
 （3） 恒功率负荷生产设备-在调速范围内，转速低力矩大;转速高力矩小，即M•N C（常数）。典型设备如机床及卷绕机构。
 当然有些变频器厂商的产品不分恒转矩和平方转矩负载，是通用型的。两种负荷都可选用。恒功率负荷特性是依靠V/F比来实现，并没有恒功率性能的变频器。

 归纳起来，选用变频器型号应与负载力矩相适应。恒转矩特性的变频器可以用于风机水泵负载，反过来，平方转矩特性的变频器绝不能用于恒转矩特性的负载。
其次根据电动机额定参数来匹配变频器容量
通常匹配原则: PEINV≥PEmotor（kW）
IEINV≥1.1-1.2IEmotor（A）
重视电流这个参数，因为电力电子模块的功耗是IX△U（电流与管压降之积），与变频器的输出电压大小并没有直接关系。而变频器的输出功率是它与输出电压、输出电流之积成正比。实践中往往发生输出电流已过，但输出功率并未过，造成电力电子功率模块烧毁的故障。因此，应主要考虑电流指标。
 变频调速主电路结构应用形式多种多样，如何选用匹配呢？
 （1） 一对一单电动机变频调速方式。
因为变频器具有软起动（低压低频起动——逐步升压升频升速），不存在冲击电流现象。
因此选用IEINV≥（1.1-1.2）IE motor
按确定的IEINV电流值，查产品目录，可找到合适的变频器
 （2） 多电动机变频调速方式（多电机共用一台大变频器）
比如，有N台相同参数的电动机，同期起动电动机为K台，大电流状况是当（N-K）台电机已起动完毕，处于高频高压运行之下，后K台电机直接起动（直接起动电流很大，异步电机5-7倍，永磁同步电机10-14倍，设为IQ motor）。
选用变频器的充分且必要的条件是:
 a）IEINV a≥（1.1-1.2）[N•IE motor>
 b）IEINV b≥（1.1-1.2）[（N-K）•IE motor +K•IQ motor>
在IEINV和IE INV选择电流大的数值，再查产品目录，确定变频器的规格。
 （3） 共用直流电源的多逆变器多电机变频调速方式（逆变器与电机仍属于1对1方式）
随着变频技术的进步，出现了小变频器多电机方案（实质类同1对1变频调速）和共用直流电源方案（多个逆变器共用一套直流电源，一个逆变器驱动一台电机。）
共用直流电源电流计算公式:
IE con≥（1.1-1.2）[IE motor1+ ……+IE motorn>或（1.1-1.2）•N•IE motor

 3 变频器应有良好的运行环境和维护保养
 尽管选用了高质量的变频器，并且变频驱动系统匹配也正确，如果希望获得长周期稳定运行，还应有一个良好运行环境以及做好设备维护保养。
 （1） 变频器应有的运行环境
 几乎所有的变频器制造厂商都说，可以在0-40℃温度，相对湿度RH≤95%（不结露）环境下工作。但是，为了变频器有利的运行，希望变频器置于空气调节的环境里，温度控制在25±3℃，相对湿度RH≤70%-75%。实践证明，置于空调环境下变频器的故障机率要比没有空调环境变频器少得多，系统的性增加很多。
另外，变频器的空调采用立空调，避免使用车间空调或空调，因为空调、车间空间会把空气中的油污，灰尘和腐蚀性气体进入变频器柜内，引起变频器电力电子、微电子（IC集成电路）元器件的损坏。
 （2） 加强每天的巡检及定期维修。
 ① 日常运行巡检项目，主要检查有无异常现象。例如冷却系统异常、过热、变色、异味、异声和异常振动。定时抄录变频器的输入和输出的电气参数是否正常。
 ② 定期维修——变频器停役后进行断电维修。除了清扫和紧固接线端子外，维修项目（即变频器薄弱环节）有:
 a.电介电容器是否变形和渗漏电介液;是否腐蚀印刷电路板，造成绝缘电阻下降，引起IC软故障。国外厂商规定3-5年运行后，应将电介电容器强制换。
 b. 冷却风扇及过滤网清理。2-3年运行后，冷却风扇也应强制换。
 c. 印刷电路板是否腐蚀损坏。进行喷膜处理，可以抗腐蚀性，增强绝缘性能。我们公司某化纤厂对安川变频器印板进行清洗，燥干和喷膜处理，修复了几十台损坏的变频器，并在变频器十多台上推广这个喷膜处理技术，良好的效果——修复后再也没有发生类似故障。当然在进行喷膜处理时，特别要注意保护好各类接插件口，不要让膜层保护剂喷入，以免引起接触不良。具体做法，接插件口可先用遮盖剂或塑料胶带遮后再喷膜。

4 结 语
 采用交流变频调速的目的:一是生产上要求，提高产量和质量;另一是风机水泵调速节能。提高变频调速系统的性非常重要，一方面从提高变频器本身的产品质量，把好设计、选元器件，制作、安装，试验等环节的质量关，另一方面如何匹配变频器以及做好日常维护保养工作也不容忽视。