2 中压变频器产品及概况

　　 （1）西门子公司

　　 西门子公司传动产品系列齐全，覆盖所有的应用领域，包括电流源型、电压源型和公共直流母线型。在中压变频器应用领域，西门子公司采用中—低—中方案较好地解决了(300～630)kW/6kV电机的调速问题，即在通用变频器的输入侧加一个降压变压器，在输出侧加一个升压变压器组成中压变频器驱动系统，其主要特点是可靠性高，价格较低，考虑到变频器输出含有高次谐波和直流分量，输出升压变压器需特殊设计。若将中压6kV电机改为690V或3300V电机，则只用降压变压器、变频器组成变频器驱动系统，即所谓中—低方案。中压变频器可用于新工程项目和技改项目，在新工程项目中，可根据工艺要求对电机、变频器驱动系统做出合理的选择，而在技改项目中，可将6kV电机改为3300V或更低电压等级的电机，虽增加了费用和工作量，但却使得电机、变频器驱动系统更加合理，中—低方案不仅解决了风机、泵等变转矩负载的调速问题，而且对于具有较高起动转矩和加速转矩的负载（如挤压机、提升机等转矩负载）也提供了较好的解决方案。为配套方便，西门子公司已在国内提供3300V、690V中低压电机。以下就西门子公司推出的采用高压IGBT、三电平技术的直接高压中压变频器做一介绍。

　　 SIMOVERTMV中压变频器采用具有优秀性能的矢量转换磁场定向控制原理，其具有极高的动态性能、极佳的转矩质量和完美的控制特性，采用高压IGBT具有可靠性高、驱动简单、触发功率低、不需要缓冲电路的特点，采用三电平技术降低对电机的冲击。图1为MV系统原理图。

　　 MV系列中压变频器保持了西门子低压变频器模块化结构的特点，其输入变压器为三绕组，采用AFE有源前端的MV变频器可用于弱电网，具有动能储备电源、飞车再起动电源和自动再起动功能。额定电机电压为2.3kV，3.3kV，4.16kV及6kV等规格。

　　 （2）美国A-B公司

　　 A-B公司中压变频器为Bulletin1557系列，控制方式采用无速度传感器直接矢量控制，电机转矩可快速变化而不影响磁通，运行效果近似直流传动装置。电路结构为交—直—交电流源型，采用功率器件为GTO，综合了脉宽调制技术和电流源功率结构的优点；其谐波符合IEEE519-1992，A-B可提供几种方案以满足谐波抑制的要求，如标准的12脉冲或18脉冲整流器，标准的谐波滤波器或功率因数补偿器及PWM整流器等。图2为18脉冲整流器结构的Bulletin1557变频器。

　　 A-B公司于近期推出新一代的中压变频器PowerFlex7000，具有系统结构简单的特点，采用SGCT-对称门极换流晶闸管、电流源-PWM技术、直接矢量控制技术加上其固有的能量再生能力、制动及加减速性能好，且使用简单。

　　 （3）ABB公司

　　 ABB中压变频器为ACS1000系列，以IGCT为主要开关器件、采用直接转矩控制(DTC)、三电平技术。IGCT是关断增益为1的GTO，为解决GTO关断过程中众多小阴极单元的非均匀关断和阴极电流收缩效应，将GTO门极驱动器与GTO集成为一个组件，使GTO的负门极在1μs内上升到阳极电流的幅值，这是IGCT的基本原理。直接转矩控制是1985年后与矢量控制技术并行发展的交流调速控制技术，在DTC中，定子磁通和转矩被作为主要的控制变量。目前ACS1000的功率范围为315kW～5000kW，输出电压为2.3kV，3.3kV及4.16kV等，IGCT在大功率中压变频器中具有一定的优势。图3为ACS1000的结构原理图。

　　 （4）日本三菱电机

　　 三菱电机新近开发的适用于平方转矩负载的中压变频器PMT-F500HV系列，采用单元串联多电平结构，输入侧采用24相整流方式抑制高次谐波对电网的干扰，在整个调速范围可达到0.95的功率因数，图4为PMT-F500HV的结构原理图。

　　 （5）美国罗宾康公司

　　 罗宾康公司中压变频器是由多个低压功率单元串联叠加实现高压输出，其各个功率单元由一体化的输入隔离变压器的副边线圈分别供电，副边线圈在绕制时相互间存在一个小的相位差，以消除各单元产生的大多数谐波电流，每个功率单元采用低压IGBT构成的三相输入，单相输出的PWM变频器，输出0～480V可调电压和0～120Hz可调频率的变频器，采用多电平的脉宽调制技术，输出的电压波形接近正弦波。

　　 3 中压变频器的方案选择

　　 中压变频器的应用正在逐步推广，其在节能和提高企业自动化水平方面发挥了重要作用，有些需调速的中压电机是生产过程的关键设备，由于其投资较大，因此要对中压变频器及负载情况做综合的分析和比较再做选择。近年来，在中压变频器的应用过程中，也出现了一些值得注意的问题：如在中—低—中方案中，没有合理处理变频器输出含有高次谐波及直流分量问题，导致设备运行不理想；有些中压电机为恒转矩负载，或较高的起动转矩和加速转矩，并非所有的中压变频器都能适用，由于选择不当造成设备长期处于故障状态，既影响生产也造成投资浪费，这方面也有教训：无论在新的工程项目还是在技改项目中采用中压变频器时应综合考虑供货商的技术方案、解决工程问题的能力、售后服务质量等，在选择时应做较长期的考虑，要考虑几年后的发展，因设备的运行是长期的。从近二十年低压变频器的应用和实践可以得出结论，销售业绩好的公司都十分重视售后服务，都建立了24小时服务体系。随着高压IGBT、IGCT等电力电子器件的开发和应用，中压变频器也得到了迅速发展。新器件的采用将使中压变频器的结构更加简单可靠。对于6kV中压电机，有直接采用高压变频器的，如西门子MV系列中压变频器，已在国内取得众多的业绩。由于国内供配电与国外的差异，用户应根据具体负载情况选择最佳方案以获得最佳的经济效益。在6kV中压电机的变频器改造过程中，可将Y接起动的6kV电机改为Δ接法，电压由6kV降为3.47kV，这和国际上通行的3.3kV中压变频器接近，其综合了负载实际情况和电压源型变频器对原有电机绝缘等级的要求，可获得合理的性能价格比；若将6kV电机改成较低的中压如2.13kV、3.3kV、4.16kV或低压如690V而选择对应的中、低压变频器，这也是较为经济的方案，因国外厂商在这方面已有多年的应用经验和业绩并且是标准产品，成本较低。为满足国内用户的要求，西门子公司将在国内生产多种规格的中低压电机以适应驱动系统的配套，这些方案将适合于同步电机和异步电机的各种负载情况。

　　 4 结论

　　 采用高压IGBT开发的中压变频器以其动态性能好、可靠性高、结构简单而获得了大量应用，高压IGBT、IGCT的开发和应用将使中压变频器获得更好的性能价格比。西门子公司采用高压IGBT、三电平技术开发的SIMOVERTMV电压源型中压变频器可满足各类中压电机负载的要求。为降低成本，获得更高的动态性能和可靠性，6kV中压电机变频驱动系统改造有多种方案可供选择。中压变频器的研制、开发和应用应结合国内外供配电的实际情况，紧跟电力电子器件如高压IGBT、IGCT开发及应用、微电子技术和控制理论的发展等，从而无论在开发还是在应用过程中都能获得最优效果。

　为了促进电气专业从业人士有关于设计、施工中遇到的容量、电流等问题的探讨，特将一些常用的计算规则、经验口诀整理后提供给大家，希望大家踊跃探讨，共同提高：
　　
　　
一、用电设备电流估算：当知道用电设备的功率时可以估算它的额定电流：
　　
　　 三相电动机的额定电流按照电机功率的2倍算，即每千瓦乘以2就是额定电流的电流量，譬如一个三相电机的额定功率为10千瓦，则额定电流为20 安培。这种估算方式对三相鼠笼式异步电动机尤其是四级最为接近，对于其它类型的电动机也可以
　　
　　单相220V电动机每千瓦电流按8A计算
　　
　　三相380V电焊机每千瓦电流按2.7A算（带电动机式直流电焊机应按每千瓦2A算）
　　
　　单相220V电焊机每千瓦按4.5A算
　　
　　单相白炽灯、碘钨灯每千瓦电流按4.5A算
　　
　　注意：工地上常用的镝灯为380V电源（只有两根相线，一根地线），电流每千瓦按照2.7A算

二、不同电压等级的三相电动机额定电流计算
　　
　　口诀：容量除以千伏数，商乘系数点七六。
　　
　　说明：

　　（1）口诀适用于任何电压等级的三相电动机额定电流计算。由公式及口诀均可说明容量相同的电压等级不同的电动机的额定电流是不相同的，即电压千伏数不一样，去除以相同的容量，所得“商数”显然不相同，不相同的商数去乘相同的系数0.76，所得的电流值也不相同。若把以上口诀叫做通用口诀，则可推导出计算220、380、660、3.6kV电压等级电动机的额定电流专用计算口诀，用专用计算口诀计算某台三相电动机额定电流时，容量千瓦与电流安培关系直接倍数化，省去了容量除以千伏数，商数再乘系数0.76。
　　
　　三相二百二电机，千瓦三点五安培。
　　常用三百八电机，一个千瓦两安培。
　　低压六百六电机，千瓦一点二安培。
　　高压三千伏电机，四个千瓦一安培。
　　高压六千伏电机，八个千瓦一安培。
　　
2）口诀使用时，容量单位为kW，电压单位为kV，电流单位为A，此点一定要注意。

（3）口诀中系数0.76是考虑电动机功率因数和效率等计算而得的综合值。功率因数为0.85，效率不0.9，此两个数值比较适用于几十千瓦以上的电动机，对常用的10kW以下电动机则显得大些。这就得使用口诀c计算出的电动机额定电流与电动机铭牌上标注的数值有误差，此误差对10kW以下电动机按额定电流先开关、接触器、导线等影响很小。
（4）运用口诀计算技巧。用口诀计算常用380V电动机额定电流时，先用电动机配接电源电压0.38kV数去除0.76、商数2去乘容量（kW）数。若遇容量较大的6kV电动机，容量kW数又恰是6kV数的倍数，则容量除以千伏数，商数乘以0.76系数。

（5）误差。由口诀 中系数0.76是取电动机功率因数为0.85、效率为0.9而算得，这样计算不同功率因数、效率的电动机额定电流就存在误差。由口诀c 推导出的5个专用口诀，容量（kW）与电流（A）的倍数，则是各电压等级（kV）数除去0.76系数的商。专用口诀简便易心算，但应注意其误差会增大。一般千瓦数较大的，算得的电流比铭牌上的略大些；而千瓦数较小的，算得的电流则比铭牌上的略小些。对此，在计算电流时，当电流达十多安或几十安时，则不必算到小数点以后。可以四舍而五不入，只取整数，这样既简单又不影响实用。对于较小的电流也只要算到一位小数即可。

三、测知电流求容量

　　
　　测知无铭牌电动机的空载电流，估算其额定容量
　　
　　口诀：
　　无牌电机的容量，测得空载电流值，
　　乘十除以八求算，近靠等级千瓦数。
　　
　　说明：口诀是对无铭牌的三相异步电动机，不知其容量千瓦数是多少，可按通过测量电动机空载电流值，估算电动机容量千瓦数的方法。
　　

　　四、已知变压器容量，求其各电压等级侧额定电流
　　
　　口诀：
　　容量除以电压值，其商乘六除以十。
　　
　　说明：适用于任何电压等级。
　　在日常工作中，有些电工只涉及一两种电压等级的变压器额定电流的计算。将以上口诀简化，则可推导出计算各电压等级侧额定电流的口诀：
　　容量系数相乘求。
　　

　　五、已知变压器容量，速算其一、二次保护熔断体（俗称保险丝）的电流值
　　
　　口诀：
　　
　　配变高压熔断体，容量电压相比求。
　　配变低压熔断体，容量乘9除以5。
　　
　　说明：
　　正确选用熔断体对变压器的安全运行关系极大。当仅用熔断器作变压器高、低压侧保护时，熔体的正确选用更为重要。这是电工经常碰到和要解决的问题。
　　

六、测知电力变压器二次侧电流，求算其所载负荷容量　　
　　口诀：
　　
　　已知配变二次压，测得电流求千瓦。
　　电压等级四百伏，一安零点六千瓦。
　　电压等级三千伏，一安四点五千瓦。
　　电压等级六千伏，一安整数九千瓦。
　　电压等级十千伏，一安一十五千瓦。
　　电压等级三万五，一安五十五千瓦。
　　说明：
　　
　　电工在日常工作中，常会遇到上级部门，管理人员等问及电力变压器运行情况，负荷是多少？电工本人也常常需知道变压器的负荷是多少。负荷电流易得知，直接看配电装置上设置的电流表，或用相应的钳型电流表测知，可负荷功率是多少，不能直接看到和测知。这就需靠本口诀求算，否则用常规公式来计算，既复杂又费时间。
　　

七、测知白炽灯照明线路电流，求算其负荷容量 　　　
　　
照明电压二百二，一安二百二十瓦。
　　
　　说明：工矿企业的照明，多采用220V的白炽灯。照明供电线路指从配电盘向各个照明配电箱的线路，照明供电干线一般为三相四线，负荷为4kW以下时可用单相。照明配电线路指从照明配电箱接至照明器或插座等照明设施的线路。不论供电还是配电线路，只要用钳型电流表测得某相线电流值，然后乘以220系数，积数就是该相线所载负荷容量。测电流求容量数，可帮助电工迅速调整照明干线三相负荷容量不平衡问题，可帮助电工分析配电箱内保护熔体经常熔断的原因，配电导线发热的原因等等。
　　

　　八、已知380V三相电动机容量，求其过载保护热继电器元件额定电流和整定电流
　　
　　口诀：
　　电机过载的保护，热继电器热元件；
　　号流容量两倍半，两倍千瓦数整定。
　　
　　说明：
　　（1）容易过负荷的电动机，由于起动或自起动条件严重而可能起动失败，或需要限制起动时间的，应装设过载保护。长时间运行无人监视的电动机或3kW及以上的电动机，也宜装设过载保护。过载保护装置一般采用热继电器或断路器的延时过电流脱扣器。目前我国生产的热继电器适用于轻载起动，长时期工作或间断长期工作的电动机过载保护。
　　（2）热继电器过载保护装置，结构原理均很简单，可选调热元件却很微妙，若等级选大了就得调至低限，常造成电动机偷停，影响生产，增加了维修工作。若等级选小了，只能向高限调，往往电动机过载时不动作，甚至烧毁电机。（3）正确算选380V三相电动机的过载保护热继电器，尚需弄清同一系列型号的热继电器可装用不同额定电流的热元件。热元件整定电流按“两倍千瓦数整定”；热元件额定电流按“号流容量两倍半”算选；热 继电器的型号规格，即其额定电流值应大于等于热元件额定电流值。
　　

九、测知无铭牌380V单相焊接变压器的空载电流，求算基额定容量
　　
　　口诀：
　　
　　三百八焊机容量，空载电流乘以五。
　　单相交流焊接变压器实际上是一种特殊用途的降压变压器，与普通变压器相比，其基本工作原理大致相同。为满足焊接工艺的要求，焊接变压器在短路状态下工作，要求在焊接时具有一定的引弧电压。当焊接电流增大时，输出电压急剧下降，当电压降到零时（即二次侧短路），二次侧电流也不致过大等等，即焊接变压器具有陡降的外特性，焊接变压器的陡降外特性是靠电抗线圈产生的压降而获得的。空载时，由于无焊接电流通过，电抗线圈不产生压降，此时空载电压等于二次电压，也就是说焊接变压器空载时与普通变压器空载时相同。变压器的空载电流一般约为额定电流的6%~8%（国家规定空载电流不应大于额定电流的10%）。这就是口诀和公式的理论依据。
　　

十、导线载流量的计算口诀（1）

　　
　　导线的载流量与导线截面有关，也与导线的材料、型号、敷设方法以及环境温度等有关，影响的因素较多，计算也较复杂。各种导线的载流量通常可以从手册中查找。但利用口诀再配合一些简单的心算，便可直接算出，不必查表。
　　
　　1. 口诀 铝芯绝缘线载流量与截面的倍数关系
　　
　　10下五，100上二，
　　25、35，四、三界，.
　　70、95，两倍半。
　　穿管、温度，八、九折。
　　裸线加一半。
　　铜线升级算。
　　
　　 说明 口诀对各种截面的载流量（安）不是直接指出的，而是用截面乘上一定的倍数来表示。为此将我国常用导线标称截面（平方毫米）排列如下：
　　1、1.5、 2.5、 4、 6、 10、 16、 25、 35、 50、 70、 95、 120、 150、 185……
　　
　　
　　(1)第一句口诀指出铝芯绝缘线载流量（安）、可按截面的倍数来计算。口诀中的阿拉伯数码表示导线截面（平方毫米），汉字数字表示倍数。把口诀的截面与倍数关系排列起来如下：
　　1～10 16、25 35、50 70、95 120以上
　　﹀ ﹀ ﹀ ﹀ ﹀
　　五倍 四倍 三倍 二倍半 二倍
　　
　　现在再和口诀对照就更清楚了，口诀“10下五”是指截面在10以下，载流量都是截面数值的五倍。“100上二”（读百上二）是指截面100以上的载流量是截面数值的二倍。截面为25与35是四倍和三倍的分界处。这就是口诀“25、35，四三界”。而截面70、95则为二点五倍。从上面的排列可以看出：除10以下及100以上之外，中间的导线截面是每两种规格属同一种倍数。
　　例如铝芯绝缘线，环境温度为不大于25℃时的载流量的计算：
　　当截面为6平方毫米时，算得载流量为30安；
　　当截面为150平方毫米时，算得载流量为300安；
　　当截面为70平方毫米时，算得载流量为175安；
　　
　　
　　从上面的排列还可以看出：倍数随截面的增大而减小，在倍数转变的交界处，误差稍大些。比如截面25与35是四倍与三倍的分界处，25属四倍的范围，它按口诀算为100安，但按手册为97安；而35则相反，按口诀算为105安，但查表为117安。不过这对使用的影响并不大。当然，若能“胸中有数”，在选择导线截面时，25的不让它满到100安，35的则可略为超过105安便更准确了。同样，2.5平方毫米的导线位置在五倍的始端，实际便不止五倍（最大可达到20安以上），不过为了减少导线内的电能损耗，通常电流都不用到这么大，手册中一般只标12安。
　　
　　（2）后面三句口诀便是对条件改变的处理。“穿管、温度，八、九折”是指：若是穿管敷设（包括槽板等敷设、即导线加有保护套层，不明露的），计算后，再打八折；若环境温度超过25℃，计算后再打九折，若既穿管敷设，温度又超过25℃，则打八折后再打九折，或简单按一次打七折计算。
　　
　　关于环境温度，按规定是指夏天最热月的平均最高温度。实际上，温度是变动的，一般情况下，它影响导线载流并不很大。因此，只对某些温车间或较热地区超过25℃较多时，才考虑打折扣。
　　
　　例如对铝心绝缘线在不同条件下载流量的计算：
　　当截面为10平方毫米穿管时，则载流量为10×5×0.8═40安；若为高温，则载流量为10×5×0.9═45安；若是穿管又高温，则载流量为10×5×0.7═35安。
　　
　　（3）对于裸铝线的载流量，口诀指出“裸线加一半”即计算后再加一半。这是指同样截面裸铝线与铝芯绝缘线比较，载流量可加大一半。
　　
　　
　　例如对裸铝线载流量的计算：
　　
　　当截面为16平方毫米时，则载流量为16×4×1.5═96安，若在高温下，则载流量为16×4×1.5×0.9=86.4安。
　　
　　(4)对于铜导线的载流量，口诀指出“铜线升级算”，即将铜导线的的截面排列顺序提升一级，再按相应的铝线条件计算。
　　例如截面为35平方毫米裸铜线环境温度为25℃，载流量的计算为：按升级为50平方毫米裸铝线即得50×3×1.5=225安.
　　对于电缆，口诀中没有介绍。一般直接埋地的高压电缆，大体上可直接采用第一句口诀中的有关倍数计算。比如35平方毫米高压铠装铝芯电缆埋地敷设的载流量为35×3=105安。95平方毫米的约为95×2.5≈238安。
　　
　　三相四线制中的零线截面，通常选为相线截面的1/2左右。当然也不得小于按机械强度要求所允许的最小截面。在单相线路中，由于零线和相线所通过的负荷电流相同，因此零线截面应与相线截面相同。
　　

十一、导线载流量的计算口诀（2）
　　
　　
　　铝芯绝缘导线载流量与截面的倍数关系
　　估算口诀：
　　二点五下乘以九，往上减一顺号走。
　　三十五乘三点五，双双成组减点五。
　　条件有变加折算，高温九折铜升级。
　　穿管根数二三四，八七六折满载流。
　　
　　说明：
　　
　　(1)本节口诀对各种绝缘线(橡皮和塑料绝缘线)的载流量(安全电流)不是直接指出，而是“截面乘上一定的倍数”来表示，通过心算而得。由表5 3可以看出：倍数随截面的增大而减小。
　　“二点五下乘以九，往上减一顺号走”说的是2．5mm’及以下的各种截面铝芯绝缘线，其载流量约为截面数的9倍。如2．5mm’导线，载流量为2．5×9＝22．5(A)。从4mm’及以上导线的载流量和截面数的倍数关系是顺着线号往上排，倍数逐次减l，即4×8、6×7、10×6、16×5、25×4。
　　“三十五乘三点五，双双成组减点五”，说的是35mm”的导线载流量为截面数的3．5倍，即35×3．5＝122．5(A)。从50mm’及以上的导线，其载流量与截面数之间的倍数关系变为两个两个线号成一组，倍数依次减0．5。即50、70mm’导线的载流量为截面数的3倍；95、120mm”导线载流量是其截面积数的2．5倍，依次类推。
　　“条件有变加折算，高温九折铜升级”。上述口诀是铝芯绝缘线、明敷在环境温度25℃的条件下而定的。若铝芯绝缘线明敷在环境温度长期高于25℃的地区，导线载流量可按上述口诀计算方法算出，然后再打九折即可；当使用的不是铝线而是铜芯绝缘线，它的载流量要比同规格铝线略大一些，可按上述口诀方法算出比铝线加大一个线号的载流量。如16mm’铜线的载流量，可按25mm2铝线计算。
　　

十二、电气施工验电巧用低压验电笔口诀

　　
　　低压验电笔是电工常用的一种辅助安全用具。用于检查500V以下导体或各种用电设备的外壳是否带电。一支普通的低压验电笔，可随身携带，只要掌握验电笔的原理，结合熟知的电工原理，灵活运用技巧很多。
　　
　　（1）判断交流电与直流电口诀
　　电笔判断交直流，交流明亮直流暗，
　　交流氖管通身亮，直流氖管亮一端。
　　说明：
　　首先告知读者一点，使用低压验电笔之前，必须在已确认的带电体上验测；在未确认验电笔正常之前，不得使用。判别交、直流电时，最好在“两电”之间作比较，这样就很明显。测交流电时氖管两端同时发亮，测直流电时氖管里只有一端极发亮。
　　
　　（2）判断直流电正负极口诀：
　　电笔判断正负极，观察氖管要心细，
　　前端明亮是负极，后端明亮为正极。
　　说明：
　　氖管的前端指验电笔笔尖一端，氖管后端指手握的一端，前端明亮为负极，反之为正极。测试时要注意：电源电压为110V及以上；若人与大地绝缘，一只手摸电源任一极，另一只手持测民笔，电笔金属头触及被测电源另一极，氖管前端极发亮，所测触的电源是负极；若是氖管的后端极发亮，所测触的电源是正极，这是根据直流单向流动和电子由负极向正极流动的原理。
　　
　　（3）判断直流电源有无接地，正负极接地的区别口诀
　　变电所直流系数，电笔触及不发亮；
　　若亮靠近笔尖端，正极有接地故障；
　　若亮靠近手指端，接地故障在负极。
　　说明：
　　发电厂和变电所的直流系数，是对地绝缘的，人站在地上，用验电笔去触及正极或负极，氖管是不应当发亮的，如果发亮，则说明直流系统有接地现象；如果发亮在靠近笔尖的一端，则是正极接地；如果发亮在靠近手指的一端，则是负极接地。
　　
　　（4）判断同相与异相口诀
　　判断两线相同异，两手各持一支笔，
　　两脚与地相绝缘，两笔各触一要线，
　　用眼观看一支笔，不亮同相亮为异。
　　说明：
　　此项测试时，切记两脚与地必须绝缘。因为我国大部分是380/220V供电，且变压器普遍采用中性点直接接地，所以做测试时，人体与大地之间一定要绝缘，避免构成回路，以免误判断；测试时，两笔亮与不亮显示一样，故只看一支则可。
　　
　　（5）判断380/220V三相三线制供电线路相线接地故障口诀
　　星形接法三相线，电笔触及两根亮，
　　剩余一根亮度弱，该相导线已接地；
　　若是几乎不见亮 ，金属接地的故障。
　　说明：
　　电力变压器的二次侧一般都接成Y形，在中性点不接地的三相三线制系统中，用验电笔触及三根相线时，有两根比通常稍亮，而另一根上的亮度要弱一些，则表示这根亮度弱的相线有接地现象，但还不太严重；如果两根很亮，而剩余一根几乎看不见亮，则是这根相线有金属接地故障。

可编程控制器（PLC）是一种数字运算与操作的控制装置。PLC作为传统继电器的替代产品，广泛应用于工业控制的各个领域。由于PLC可以用软件来改变控制过程，并有体积小，组装灵活，编程简单，抗干扰能力强及可靠性高等特点，特别适用于恶劣环境下运行。

当利用变频器构成自动控制系统进行控制时，很多情况下是采用PLC和变频器相配合使用，例如我厂二催化的自动吹灰系统。PLC可提供控制信号和指令的通断信号。一个PLC系统由三部分组成，即中央处理单元、输入输出模块和编程单元。本文介绍变频器和PLC进行配合时所需注意的事项。

1.开关指令信号的输入

变频器的输入信号中包括对运行/停止、正转/反转、微动等运行状态进行操作的开关型指令信号。变频器通常利用继电器接点或具有继电器接点开关特性的元器件（如晶体管）与PLC）相连，得到运行状态指令，如图1所示。

在使用继电器接点时，常常因为接触不良而带来误动作；使用晶体管进行连接时，则需考虑晶体管本身的电压、电流容量等因素，保证系统的可靠性。

在设计变频器的输入信号电路时还应该注意，当输入信号电路连接不当时有时也会造成变频器的误动作。例如，当输入信号电路采用继电器等感性负载时，继电器开闭产生的浪涌电流带来的噪音有可能引起变频器的误动作，应尽量避免。图2与图3给出了正确与错误的接线例子。

当输入开关信号进入变频器时，有时会发生外部电源和变频器控制电源（DC24V）之间的串扰。正确的连接是利用PLC电源，将外部晶体管的集电极经过二极管接到PLC。如图4所示。

2.数值信号的输入

变频器中也存在一些数值型（如频率、电压等）指令信号的输入，可分为数字输入和模拟输入两种。数字输入多采用变频器面板上的键盘操作和串行接口来给定；模拟输入则通过接线端子由外部给定，通常通过0～10V/5V的电压信号或0/4～20ｍＡ的电流信号输入。由于接口电路因输入信号而异，因此必须根据变频器的输入阻抗选择PLC的输出模块。图5为PLC与变频器之间的信号连接图。

当变频器和PLC的电压信号范围不同时，如变频器的输入信号为0～10V，而PLC的输出电压信号范围为0～5V时；或PLC的一侧的输出信号电压范围为0～10V而变频器的输入电压信号范围为0～5V时，由于变频器和晶体管的允许电压、电流等因素的限制，需用串联的方式接入限流电阻及分压方式，以保证进行开闭时不超过PLC和变频器相应的容量。此外，在连线时还应注意将布线分开，保证主电路一侧的噪音不传到控制电路。

通常变频器也通过接线端子向外部输出相应的监测模拟信号。电信号的范围通常为0～10V/5V及0/4～20ｍＡ电流信号。无论哪种情况，都应注意：PLC一侧的输入阻抗的大小要保证电路中电压和电流不超过电路的允许值，以保证系统的可靠性和减少误差。另外，由于这些监测系统的组成互不相同，有不清楚的地方应向厂家咨询。

另外，在使用PLC进行顺序控制时，由于CPU进行数据处理需要时间，存在一定的时间延迟，故在较精确的控制时应予以考虑。

因为变频器在运行中会产生较强的电磁干扰，为保证PLC不因为变频器主电路断路器及开关器件等产生的噪音而出现故障，将变频器与PLC相连接时应该注意以下几点：

（1）对PLC本身应按规定的接线标准和接地条件进行接地，而且应注意避免和变频器使用共同的接地线，且在接地时使二者尽可能分开。

（2）当电源条件不太好时，应在PLC的电源模块及输入/输出模块的电源线上接入噪音滤波器和降低噪音用的变压器等，另外，若有必要，在变频器一侧也应采取相应的措施。

（3）当把变频器和PLC安装于同一操作柜中时，应尽可能使与变频器有关的电线和与PLC有关的电线分开。

（4）通过使用屏蔽线和双绞线达到提高噪音干扰的水平。

3 结束语

PLC和变频器连接应用时，由于二者涉及到用弱电控制强电，因此，应该注意连接时出现的干扰，避免由于干扰造成变频器的误动作，或者由于连接不当导致PLC或变频器的损坏。