为易坏小功率变频器加装 “输入电抗器”

为易坏小功率变频器加装 “输入电抗器”

   一工厂有一台5.5kW潜水泵，为便于水量调节和节能运行，电工提出用一台变频器来拖动潜水泵。
   这笔业务被朋友老张接下了。保险起见，老张选用了功率为7.5kW的某品版变频器。该品版变频器，在塑料、化工、木材加工等各行业，安装了不少，基本上没出过什么问题，质量上应该说还可以，老张对此还是哑巴吃地瓜——肚里有薯（数）的。
   变频器控制箱安装在锅炉房内，电源由车间配电盘引入，测量了一下，三相电压的平衡度很好，电压值基本上在380V±5%以内，难得这么标准。试运行了一下，生产用水，变频器不需要调到全速，约在30Hz左右，工作电流在变频器额定电流的一半左右，这个运行情况，让老张很是放心，变频器长期安全运行，肯定没有什么问题！
   运行到三天头上，工厂电工给老张打电话：快过来看一下，变频器停了，操作面板不亮了，好像是不通电了。老张觉得诧异，到现场一看，可不嘛，真就这样了。许是这台变频器质量不好吧，好张也没有多想，又从变频器供应商处发了一台7.5kW变频器，起快给换上，将坏掉的变频器拆了回来。准备发给供应商维修。
   这次是运行了一天半，老张又接到工厂电工电话，还是上次一样的故障，要老张现场处理。老张火上来了，这是什么破变频器，要砸我的牌子啊。先打电话，将供应商训了一通，意为因你们的变频器质量问题，把我害苦了，把客户都惹脑了。没办法，这个牌子的不敢再用了，换另一个牌子的变频器吧。又换了另一个牌子的变频器，到现场给装上，又测了一下运行电压和电流，和第一次安装试运行时一样，水泵和现场供电都没什么问题，老张想，可能为那一批生产的变频器质量有缺陷。换了另一个牌子的变频器，应该是没有问题了。
   嘿，谁知道，老张回到自己的店里，大概不到两个小时，屁股还没有坐热呢，电话铃声又响了，一看是工厂电工的号码，老张心里就咯噔一下，心想不会是才换上的变频器，又坏掉了吧。硬着头皮接了电话，事情真的是外甥打灯笼——照舅（旧）！变频器又坏掉了。因为这事，先是由工厂老板将电工训了一通，电工觉得冤枉，又将这通训斥转移到老张头上。老张也懵住了：真就成了怪事了，变频器实在不该坏的呀！
   老张将三只坏掉的变频器，重又检查了一番，想找出坏掉的原因。其中两台测量R和P1（外接制动电阻端）端都不通了，说明整流回路开路，有可能是充电电阻坏掉了，这两台变频器恰是两个牌子的，因而不可能赶巧了都在这个地方质量不过关。另一台变频器，测量为R、S之间已经短路，显然整流模块已经坏掉，但测量三台变频器的逆变模块，都还是好的。三台变频器的损坏，都表现为受电源冲击而损坏，不像是负载方面的原因所引起。而现场的三相供电电压和输入电流都没有什么问题呀，老张安装调试变频器，也有个三、四年头了，这种挠头的问题还是头一次碰到。
   情急之下，老张打电话，询问另一位朋友电工老李，问是怎么回事。老李说，这事简单，找一只三相输入电抗器接在变频器供电端子前，事情就解决了。
   到底是什么原因坏掉呢？老张问。
   老李正吃着饭呢，也顾不得吃了，放下筷子，在电话里给老张解释道：不是变频器本身质量的问题，是电源方面的原因造成。原因大概有以下三个方面：1、供水用的潜水泵，并不是下班和其它机器一起停掉，下班后继续提供职工洗浴用水。这一来，工厂一台630kVA的变压器，单独为一台7.5kW变频器供电，电源和负载之间的容量差异近乎百倍！变频器输入电流中谐波分量太大，形成过大的整流浪涌电流，使整流模块难以承受而损坏，当然在启动过程中，此浪涌电流同样使充电电阻难以承受，而断掉；2、供电电源引自车间配电盘，车间配电盘可能并联有电容补偿柜，当百kW以上大功率电机起停时，起动电流的变化和电容补偿柜电容的投切电流，在电网中形成有害的尖峰电压和浪涌电流，同样，对变频器带来输入冲击；3、同一供电线路上，可能安装有大功率变频器或软起动器，直流调速器等，整流器的形成的非线性整流电流，使电网侧波形严重畸变，电网中的有害谐波成分剧增。我们供电的电压、电流波形，早已经不是标准正弦波了，电网的污染已经非常严重了，我们的电网快要坏掉了呀。
   老李的电话中的话语变得有些忧心忡忡起来。
   老张截住了老李的话头：先不要杞人忧天！我手头没有现成的三相电抗器，现订做来不及，工厂很急，供水不能中断，还有别的法子没有，搞不好，我真是要砸锅了！
   老李说：我以前碰到这种情况，用旧电容补偿柜中的XD1系列扼流圈，作电抗器使用，也可起到同样的效果，能解决问题。扼流圈串入电容的供电回路，有抑制浪涌电流的效果。以前电网比较纯净，做的电容补偿柜，电容都要串入扼流圈的；现在电网污染严重了，电容补偿柜中倒彻底省掉了扼流圈，也不知人们是怎么想的。省掉扼流圈，不只对电网不利，流入电容器的浪涌电流，也会导致电容发热，容易引起鼓顶和喷液呀。
   老张赶紧打电话，询问正泰、德力西、精益电器等低压电器供应商，但诚如电工老李所言，因做电容补偿柜的，都已省掉了对扼流圈的安装，他们也已经好几年，不时这种货了，据说有的厂家，也停止了对XD1扼流圈的生产。
   老张一个电话，又打到老李那儿：快想办法！快想办法！买不到扼流圈，此事解决不好，我不会放过你的！
   老李气得笑了：好啊，倒讹上我了。连饭都让我吃不安生，总得让我先吃完饭再想办法吧。
   老张说：赶快想，有了办法我请客。
   老李也替老张着急，边吃饭边想办法。眼光无意中落到身边一个柜子上的一只电流互感器上，一拍大腿：着哇。
   老李给老张打去了电话：这个东西你手头肯定有，电流互感器。无论大小，额定电流都是5A的。变比小的，50/5的，绕线匝数多一些，抑制流涌电流和平滑滤波效果好一些，但可能电压降大一点，变比大些，如250/5，绕线匝数少一点，平波效果差一点，但电压降也小一点。据变频器的额定电流，每相应并联配用三只；但据现在运行情况，电流在7A左右，也可用两只并联运行啊。这个东西，应该比XD1扼流圈效果好得多啊。电感量要大一些嘛。
   加入由电流互感器制作的“输入电抗器”以后，因流过电感的电流不能突变，使变频器的输入电流变得平稳，电感有通低频阻高频的特性（通直隔交），对电网侧谐波、尖峰电压有较好的抑制作用，这样一来，变频器的运行就安全得多了。
   其实，变频器说明书中的配线图上，往往都有加装输入电抗器这一环节的，但如同现在的电容补偿柜都省掉了扼流圈一样，我们在安装中也往往将输入电抗器省掉了。唉，卖的想省一点，多卖钱，买的又不想多出钱，相应的配置越来越简化了啊。
   老李在感慨中，结束了通话。
   老张赶紧在自己的店里搜罗电流互感器，在近期回收的一个旧配电柜中，正好有150/5的六只电流互感器，两只并联，做成了一个“电抗器”，串入到变频器的供电回路中。
   改装完毕，变频器投入运行，最初几天，老张心里还是有一点不踏实，慢慢地时间长了，老张把这事就给忘了。半年后，老张想起来这件事，给工厂电工去了个电话，问起变频器运行的情况，电工回答，一直运行很正常。
   现在你知道了吧？变频器损坏，是你电网有问题，不关我变频器的事啊。是我帮你把这事解决掉了，你还欠我一顿酒啊。老张在电话里回应了一句，算是给自己找回了面子。




旷野之雪
2009年8月15日