《電工技術》期刊精選——低壓變頻器應用分析

（中海煉化惠州煉化分公司，廣東惠州516086）

[摘要] 針對低壓變頻器故障率較高現狀，從選型、安裝調試和運維等方面分析其原因，以供同行參考。

關鍵詞 低壓變頻器 選型 安裝調試 運維

1 低壓變頻器選型注意事項

1.1低壓變頻器選型

目前，大多用戶均根據變頻器生產廠家的說明書或選型手冊進行低壓變頻器選型。通常，變頻器生產廠家會提供變頻器額定電流，可配用電機的額定功率和額定容量。其中可配用電機的參數均為變頻器生產廠家根據本廠家或國家標準電機給出，不能真實反映變頻器帶負載的能力，因此，選擇變頻器時一定以電機額定電流不超過變頻器額定電流為原則，生產廠家提供的可配用電機的參數為參考。另外，選擇變頻器時還應了解工藝情況和電機有關參數，並注意電機的類型和工作特性。

（1）變頻器額定電流的選擇。根據設計規範，為保證變頻器的安全可靠運行，變頻器的額定電流一定要大於所帶負載（電機）的額定電流，特別是對於負載性質經常變化的電機。根據經驗，變頻器額定電流為1.05倍及以上電機額定電流為宜。

（2）變頻器額定電壓的選擇。變頻器額定電壓按變頻器輸入側母線電壓選擇。原則上，變頻器額定電壓需與輸入電壓一致，輸入電壓過高會損壞變頻器。

1.2低壓變頻器選型中常見問題

（1）負載類型和變頻器匹配。石油化工行業負載主要有泵類和風機類。其中，泵類又分為水泵、油泵、助劑泵、計量泵、提升泵、攪拌泵、洗滌泵等，提升泵、攪拌泵、洗滌泵多為重載負荷，其餘為常規負載；風機類又分為空氣冷卻風機、鍋爐引送風機、軸流風機、空氣壓縮機等，空氣冷卻風機、鍋爐引送風機啟動時為重載負荷，一般按重載負荷考慮，其餘為常規負荷。在選用變頻器時，應按負載性質選型。若不清楚負載類型，或負載類型在不同工藝條件下有變化，則建議按重載負荷選擇變頻器，以避免選型不匹配。

（2）環境條件對變頻器的影響。通常，變頻器對環境溫度和濕度要求較高。環境溫度在30℃及以下，相對濕度在80%及以下，海拔高度在1000m以下時，變頻器按額定電流運行較安全；如果環境溫度超過40℃，那麼隨著環境溫度的升高，變頻器的實際容量和實際運行電流會逐步降低；如果環境相對濕度超過90%，那麼就有可能結露，導致變頻器內部元器件短路；如果海拔高度超過1000m，那麼變頻器輸出功率會下降。除此外，變頻器應避免安裝在粉塵環境中。

（3）變頻器可選件選型。變頻器可選件選型不當，會導致變頻器故障率偏高，集中表現在濾波器、電抗器選型較差。

2 低壓變頻器一次迴路接線方式選擇

在低壓變頻器一次迴路中，進線開關、變頻器本體、保護控制系統的安裝位置基本一致，而接觸器、濾波器、電抗器在一次迴路中安裝位置不同會產生不同效果。

2.1接觸器安裝位置選擇

接觸器主要有兩種接線方式，安裝於變頻器本體後和安裝於變頻器本體前。接觸器安裝於變頻器本體後，電機備用狀態時，變頻器處於帶電狀態。其優點為變頻器在電機頻繁啟動時不存在頻繁衝擊；缺點是變頻器長期帶電，存在電能損耗。接觸器安裝於變頻器本體前，電機備用狀態時，變頻器處於停電狀態。其優點為電機處於備用狀態時完全斷電，無電能損耗；缺點是電機頻繁啟動對變頻器造成頻繁充電衝擊，影響變頻器元器件的使用壽命。綜上，若電機不頻繁啟動，則可將接觸器安裝於變頻器本體前，但將接觸器安裝於變頻器本體後更佳；若電機頻繁啟動，則建議將接觸器安裝於變頻器本體後。

2.2濾波器選擇

在變頻器電源側對諧波要求非常高或不允許有諧波產生的情況下，必須配置輸入濾波器。輸出濾波器一般在控制要求精度高時選用。輸入濾波器主要是對電網進行濾波，抑制電網諧波作用於變頻器，同時抑制變頻器整流產生的諧波返回電網。輸出濾波器主要是對變頻器輸出波形進行優化，濾除諧波，使輸出波形更趨正弦化。

2.3電抗器選擇

輸入電抗器抑制電網側諧波，保護整流橋。輸出電抗器在變頻器輸出電纜超過規定長度（一般允許電纜長度為250m）時選配。輸入電抗器用來限制電網電壓突變和操作過電壓引起的電流衝擊，平滑電源電壓中包含的尖峰脈衝或平滑橋式整流電路換相時產生的電壓缺陷。輸出電抗器的主要作用是補償長線分布電容，提高輸出高頻阻抗，減少高頻漏電流，延長變頻器到電機的電纜距離。是否選用電抗器，用戶可根據自身情況決定。但是，建議選配輸入/輸出電抗器。

2.4測量用電流互感器位置選擇

通常，對於功率不小於30kW電機的控制迴路，要求安裝電流表。目前，測量用電流互感器普遍有2種安裝方式：一為安裝於進線開關側，即變頻器前側，其優點是顯示較穩定，且測量值為工頻電流，缺點為變頻器運行時不能顯示真實的電機運行電流；二為安裝於一次迴路輸出側，即變頻器後側，其優點為無論變頻運行還是工頻運行，均可實時監測此迴路電機的運行電流，缺點為變頻運行時顯示電流為非工頻電流，不穩定。根據實際情況，建議將測量用電流互感器安裝於變頻器後側，以便於監測電機實際運行電流。

3 變頻器安裝環境選擇

在實際運行中發現，變頻器在較差環境中工作時故障率明顯較高，特別對溫度、濕度和灰塵較為敏感，因此選擇安裝環境時一定要選擇溫度、濕度可控，灰塵小的環境。