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Fluke 435 II 系列电能质量和能量分析仪在苏州福田金属整流器效率测试应用案例

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发表于:2019/9/20 14:37:06
#0楼
  整流器是一个整流装置,简单的说就是将交流(AC)转化为直流(DC)的装置。它有两个主要功能:第一,将交流电(AC)变成直流电(DC),经滤波后供给负载,或者供给逆变器。

  苏州福田金属有限公司是生产销售印制线路板用高精度电解铜箔的现代化高新技术企业。现已成为中国电解铜箔行业中规模最大、工艺最先进、自动化程度最高的电子工业基础材料生产基地和测试中心。

  众所周知,电解槽是电解铜箔工艺中不可或缺的电化学装置,而其正常工作需要直流电源供电。这样一来,电解铜箔企业中就会大量应用整流装置,将工频交流电转化成直流电供给电解槽。而整流器的转换效率高低直接影响企业用电量和生产成本,客户需要检测整流器的效率高低以决定投入或者切除某台整流设备,而我们430II的逆变器效率功能正好可以满足客户的现场效率检测要求。

  此次被测设备选择的为日本SanRex公司生产MRS-30010CY2型整流器,其额定参数为:输入视在功率38.8kVA;输入电压AC380V;输入电流AC59A;输出功率30kW;输出电压DC7.5-30V;输出电流DC100-1000A。

  而测试选用的交流电流探头为i30s,直流电流探头使用客户设备中自带的分流器,输出信号为60mV/800A,使用钩钳取出mV信号再通过BNC转接头接入435II仪器中性线电流通道。在测试前最重要的环节是设置,我们需要修改额定频率、电压以及交直流电流探头型号和变比,必要时还要调整电压变比。
  
附件 QQ截图1.jpg

  先将435II升级到V3.04版本,并配合使用Powerlog3.2软件。

  根据设备额定参数,将接线方式(Config) 、额定频率(Freq)、和额定电压(Vnom)按右图显示的内容来设置,分别是3ΦDELTA、50Hz、380V
  
附件 QQ截图2.jpg

  接着进入相线电流探头设置界面将交流电流探头型号(Amp clamp)改为此次测试选择的i30s。如果测试的交流电流信号为中高压CT二次侧信号,则需要修改电流变比(Ratio),修改的比值必须与CT实际变比保持一致。其他参数项的修改以选择的电流探头实际需要为准。
  
附件 QQ截图3.jpg

  然后按下F4进入零线电流探头设置界面将直流电流探头型号(Amp clamp)改为1mV/A的自定义设置,由于客户的分流器输出信号比率为60mV/800A,因此要把电流变比(Ratio),改为800/60。
  
附件 QQ截图4.jpg

  最后按下F5返回主界面,并进入菜单项选择逆变器效率功能(POWER INVERTER),会出现右图显示的接线方式,严格按照图上标明的方式接线:1.分别连接A、B、C三相交流电流探头;2.连接直流电流探头信号至中性线电流通道;3.分别连接A、B两相交流电压测试线;4.将直流电压的负极连接到电压C相通道,正极连接到电压中性线通道。

  连接完毕,确认无误后按下“OK”进入逆变器效率测试界面。测试界面如下:
  
附件 QQ截图5.jpg

  图中kWout是实际输入交流功率,kWin是实际输出直流功率,Eff%是整流器实际效率的倒数,Vout是输入交流线电压,Aout是输入交流电流,Vin是输出直流电压,Ain是输出直流电流。由于客户负载运行非常稳定,故被测整流器实际运行转换效率为1/Eff%=100/142.2*100%=70.3%。
  
附件 QQ截图6.jpg

  如果担心交流功率测试不准确从而导致效率值错误,可以退出“逆变器效率”功能,进入“功率和电能”项,进行有功功率比较(kW),如下:
  
附件 QQ截图7.jpg

  图中kW值与逆变器效率界面照中的kWout值一致,可以确认交流功率结果正确。

  总结:由于客户整流设备带载率较低,额定输入视在功率38.8kVA,实际输入视在功率4.882kVA,因此使得整流器转换效率较低(70.3%),如果要提高效率,则建议:

  1.提高设备的带载率,可以使整流器转换效率提高。

  2.用转换效率高的整流器来进行替换。

  此案例可以广泛应用于冶金行业如电解铝、铜、锌、铅等工艺整流设备,也适用于化工、铁轨、矿山、机械、电力等各种工矿企业。
[此贴子已经被作者于2019/9/20 14:40:16编辑过]
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