琼中黎族苗族自治县地处海南岛中部,降雨量大,空气湿度高,雷雨天气频繁。三相变频电源在琼中区域内的农产品加工、橡胶制品生产、通信基站、科研设施等场合中应用广泛。三相变频电源是一种AC-DC-AC变换装置,通过整流器和逆变器把市电重新整形,输出电压和频率都能保持稳定。琼中区用户选择三相变频电源时,需要把现场用电条件、负载性质、温湿度环境和安装位置放在一起综合考虑,然后逐项对照参数选定机型。
一、三相变频电源选型前需要确认的输入输出参数
三相变频电源的输入侧参数在琼中区许多情况下为三相380V、50Hz。部分镇区电网电压波动偏高或偏低,用户需要确认现场实际电压变化范围。常规机器的输入频率范围为47Hz~63Hz,宽限输入机型可支持更宽的波动范围。输出参数包含输出电压、输出频率和波形失真度。琼中地区工厂内使用的电动机类负载一般要求输出三相380V/50Hz,出口设备或需要60Hz电源的场合,就要选用输出频率可调的三相变频电源。
三相变频电源的常用选型参数见下表。
| 参数项目 | 常见规格 | 选用说明 |
|---|---|---|
| 输入电压 | 三相380V±15% | 琼中区使用选宽限输入较好 |
| 输入频率 | 50Hz/60Hz | 琼中电网频率为50Hz |
| 输出电压 | 三相380V/400V可调 | 按负载额定电压选定 |
| 输出频率 | 50Hz/60Hz/40~499Hz | 普通负载选50Hz,特殊负载选可调 |
| 电压失真度 | THD≤3% | 失真度电机噪声和发热 |
| 过载能力 | 120%运行1分钟,150%运行15秒 | 按负载启动电流校核 |
二、三相变频电源容量计算的具体方式
容量计算的关键点不是把用电设备的千瓦数直接相加。首先要查看每台设备的额定电流和启动电流倍数,然后求出最大同时运行时的负载总电流。三相变频电源的容量S(kVA)=1.732×输出电压(kV)×输出额定电流(A)。
一线电工有更直接的算法。三相380V输出条件下,1kVA容量对应约1.52A的输出电流。若某台电机额定电流为20A,启动电流按7倍计算为140A,则短时过载时三相变频电源需要能够输出到140A。常规机器过载能力为120%额定电流1分钟、150%额定电流15秒。针对重载启动设备,容量需要选到运行容量的2倍以上。
三相变频电源容量与负载功率的对应关系参见下表。
| 负载总功率(kW) | 推荐容量(kVA) | 额定输出电流(A)三相380V |
|---|---|---|
| 5.5 | 10 | 15.2 |
| 11 | 15 | 22.8 |
| 18.5 | 25 | 38.0 |
| 22 | 30 | 45.6 |
| 30 | 40 | 60.8 |
| 45 | 60 | 91.2 |
| 55 | 75 | 114.0 |
三、不一样的负载类型对琼中区选型的
负载类型直接决定三相变频电源的功率元件裕量和控制方式。阻性负载的工作电流平稳,感性负载的启动电流冲击较大,整流性负载使输出电流呈现非线性状态。琼中地区水产养殖和农产品制冷行业使用大量冷库压缩机,压缩机的启动电流是正常运行电流的5倍以上。选型时把压缩机的启动电流倍数记录在案,再对照三相变频电源的过载曲线选择容量。
| 负载类型 | 举例 | 电流特性 | 容量系数 |
|---|---|---|---|
| 阻性负载 | 加热器、灯泡 | 启动电流≈运行电流 | 1.1 |
| 感性负载 | 电动机、空压机、冷库压缩机 | 启动电流为运行电流5~7倍 | 1.8~2.5 |
| 整流性负载 | 变频器、开关电源 | 谐波电流大 | 1.5~2.0 |
四、琼中气候环境对三相变频电源的特定要求
琼中地区每年近半年时间的相对湿度超过百分之八十,机房内如果没有除湿措施,三相变频电源内部的铜排和接线端子容易出现氧化。控制板上的贴片元件在凝露状态下会发生漏电。琼中区安装的三相变频电源必须具备防潮防凝露工艺,比如PCBA表面涂覆三防漆,功率器件选用耐湿性高的模块,柜体防护等级不低于IP21。若安装在室外或腐蚀性气体较多的橡胶厂房内,防护等级需要提高到IP54以上。
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雷雨防护方面,三相变频电源输入端需要加装电涌保护器。选型时确认机器内部是否内置SPD模块。外部防雷器把雷击残压控制在2kV以下,通流容量不低于20kA。

五、三相变频电源接线图及端子功能
接线采用三相五线制方式。[1]输入断路器下口L1、L2、L3分别接三相变频电源输入端子R、S、T。保护地线PE接在机箱接地端子。输出端子U、V、W连接至负载配电箱。三相变频电源的接地母线需要集中接到车间接地铜排,接地电阻不大于4欧姆。
输入断路器 三相变频电源 负载侧 L1 ────────────→ R U ───────────→ L1 L2 ────────────→ S V ───────────→ L2 L3 ────────────→ T W ───────────→ L3 PE ────────────→ PE PE ───────────→ 接地铜排
控制端子一般位于主端子排旁边。常见端子功能包括外部启动输入、停止输入、故障继电器输出和频率切换输入。琼中区用户接线时需要使用屏蔽电缆,屏蔽层在三相变频电源侧单端接地,避免形成地环路。
| 端子标识 | 功能 | 接线对象 |
|---|---|---|
| R、S、T | 三相电源输入 | 市电三相断路器下口 |
| U、V、W | 三相交流输出 | 负载电源端 |
| PE | 保护接地 | 机房接地铜排 |
| COM | 公共端 | 控制信号负端 |
| RUN | 启动信号 | 启动按钮或PLC输出 |
| STOP | 停止信号 | 停止按钮或PLC输出 |
| FAULT | 故障输出 | 指示灯或报警器 |
接线时按下述顺序操作。一,把断路器置于断开状态,用万用表确认端子无电。第二,先接主回路端子,再按顺序接控制端子。第三,所有电缆线鼻做好压接,不能用裸线直接缠绕到螺栓上。第四,输出侧不允许并联电容补偿柜,也不允许接入普通电容器。这是三相变频电源与自耦调压器的重要区别。
接线完成后,合上断路器,在三相变频电源操作面板上先设置电压和频率给定值。检测输出端子U、V、W之间电压是否平衡,偏差应小于百分之一。检测完成后,才能对负载侧送电。
三相变频电源在琼中地区的使用效果,取决于选型时是否把容量、负载类型、温湿度环境三项放在一起权衡。输入电压波动大的场所要选择宽限输入机型,启动电流大的制冷设备要选择大过载倍数的机型,潮湿场所要关注防护工艺。接线时把每一根端子压紧,把接地电阻落实到位,设备运行稳定性就能得到保证。山东运电气有限公司生产的三相变频电源产品,可用于琼中区各类用电场合,具体配置与价格请通过网页上的联系电话沟通实际报价。
参考文献
- 三相五线 — 来源:百度百科
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