1. 什么是變頻器

變頻器（Variable-frequencyDrive，VFD）是應用變頻技術與微電子技術，通過改變電機工作電源頻率方式來控制交流電動機的電力控制設備。變頻器主要由整流（交流變直流）、濾波、逆變（直流變交流）、制動單元、驅動單元、檢測單元微處理單元等組成。變頻器靠內部IGBT的開斷來調整輸出電源的電壓和頻率，根據電機的實際需要來提供其所需要的電源電壓，進而達到節能、調速的目的，另外，變頻器還有很多的保護功能，如過流、過壓、過載保護等等。隨著工業自動化程度的不斷提高，變頻器也得到了非常廣泛的應用。生產企業配備了大量電動機負載，為節省用電成本，許多電動機都配置了變頻器。但企業在獲得變頻器帶來節能效益的同時也應重視變頻器運行所帶來的電能質量惡化的問題。

2. 變頻器帶來的電能質量問題

變頻器運行過程中，需要對輸入電源用大功率二極管整流（或晶體管/逆變模塊）進行逆變；在其逆變過程中，在輸入輸出回路產生的高次諧波；變頻器諧波對供電系統、負載及其他鄰近電氣設備產生干擾。

變頻器諧波含量與開關頻率、控制算法及調制比等相關。對于一臺固定的變頻器，輸出電壓越低，諧波含量越高。 普通V/F變頻器在額定電壓時，諧波含量可達50%以上。變頻器諧波污染對電力系統的危害是嚴重的，主要表現在以下幾個方面：

1、變頻器諧波降低電力設備使用壽命

如變頻器電流諧波將會使變壓器的銅損增加。變頻器電壓諧波將增加鐵損，使其溫度上升，影響絕緣能力，并造成容量裕度減小。

2、變頻器諧波影響各電器元件正常工作

變頻器諧波會使電力電容發生過載、過熱甚至損壞電容器。當電容器與線路阻抗達到共振時會發生振動、短路、過電流及產生噪聲。變頻器諧波電流會使開關設備在啟動瞬間產生很高的電流變化率，破壞絕緣。

3、變頻器諧波的其它危害

變頻器諧波將使繼電保護和自動裝置出現誤動作，并使儀表和電能計量出現較大誤差；變頻器諧波對其他系統及電力用戶危害也很大：如對附近的通信系統產生干擾，輕者出現噪聲，降低通信質量，重者丟失信息，使通信系統無法正常工作；影響電子設備工作精度，使精密機械加工的產品質量降低；設備壽命縮短，家用電器工況變壞等。

變頻器帶來的無功問題：

現在變頻器一般采用交—直—交或交—交變頻方式，其功率因數實質上是電網側整流部分的功率因數，變頻器在逆變部分普遍采用PWM脈寬調制，如果整流部分采用二極管整流和多重化技術，其功率因數一般達到0.95以上；而如果在整流部分也采用PWM脈寬調制，則功率因數往往可以達到1。這樣高的功率因數根本不需要補償。一些變頻器為了消除諧波安裝了濾波器，而濾波器的電容器部分又把功率因數進一步提高，結果造成過補償。

因此，大量應用變頻器的現場還應考慮系統過補償的問題。

3. 電能質量監測的重要性

3.1監測原因

電能質量測量分析是發現引起電能質量擾動的重要一環，可以用來對設備狀態進行監控分析。電能質量測量分析的內容包括日期、時間、受影響設備清單、各電能質量參數值，精確的信息可以為解決方案提供有用的線索。

3.2監測意義

在電氣回路選定點安裝在線電能質量監測裝置，實時監測系統電能質量狀態，對于沒有在線設備監測的位置，通過便攜設備定期對電氣參數進行分析統計，可以評價系統電能質量水平，發現設備問題以及評估安裝的電力調整設備的性能，進一步給出針對性的應對措施，保障電氣設備安全及可靠運行。

3.3監測方案概述

選擇依托德國工業4.0的先進經驗，通過可靠、精確、經過獨立第三方認證的電量采集裝置，結合基于智能監測與分析控制技術的SMARTCOLLECT軟件系統，組成了集能源管控和電能質量分析于一身的綜合解決方案，可以快速實現含大功率電源實驗室電數據的采集，守護電能質量環境。

方案采用“采集層-集成層-系統管理層”三層技術架構，模塊化的設計易于通過具性價比的方式滿足所有用戶的實際需求。

4.  Smartcollect軟件

Smartcollect 系統，可通過簡單的方式獲取數據并將其存儲于開放的SQL數據庫中，具備基礎的數據分析、能耗監控及報告生成功能，用戶界面精美，操作便捷。

4.1監測終端位置及數據顯示

監測終端的位置信息和監測數據可以在軟件系統界面直觀展示，設置方式簡便。

4.2能耗及電能質量數據統計分析

系統可以對不同裝置采集的能耗情況，按要求進行統計并生成報告。系統具有電能質量分析功能，全面支持標準PQDIFF電能質量文件，報告文件滿足國際相關標準。

4.3計算機圖形化實時數據展示

系統引入SCADA的設計理念，動態展示生產過程、能源流向，將測量數據、開關狀態、限值控制W美結合，輕松分析現場狀態，強大的數據比較分析為進一步優化控制做好準備。

5. 認證級電能質量測量裝置

5.1 PQ3000在線監測終端

PQ3000認證級在線電能質量分析儀作為4象限電能表，以其小巧的體積和精美的外觀承載了IEC 61000-4-30 Ed.3 標準 Class A級精度的電能質量監控功能，同時是全球首臺IEC 62586 -1 Ed.2標準以及IEC 62586-2 Ed.2 標準的國際第三方認證效力的裝置。操作簡便，通過Web瀏覽器即可查看分析。分析報告依照EN50160標準生成。

5.2 便攜式電能質量分析儀  MAVOWATT｜230 / 30

■ 遵循新的國際及中國電能質量和電力測量標準

■ 滿足 IEC61000-4-3：Class A 級精度的革新產品

■ 功能強大的的后臺分析軟件，一鍵生成國標報告

■ 滿足新諧波標準 IEC61000-4-7 / GB/T 14549-93

■ 電壓諧波 127 次，電流諧波 63 次

■ 總諧波畸變率 VTHD/ITHD，總間諧波畸變率

■ 電機狀態監測功能

■ 需求及能耗分