西门子SINAMICSG／S系列变频调速装置电机电缆长度选型.docx

西沟矿专业技术论文汇编·酒钢科技2013年第2期·

西沟矿专业技术论文汇编

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西门子SINAMICSG/S系列变频调速装置电机电缆长度选型

何继军

摘要：本文针对采用西门子SINAMICSG/S系列变频调速装置的应用场合，引入了一个变频器与所驱动电机之间允许最大电缆长度的计算公式。通过对不同负载方式，不同电缆型号及横截面积，不同输出电抗器配置等具体情况的区别分析，利用此公式推导计算出允许电机电缆长度，并以之指导工程设计中的相关内容。

关键词：变频器输出电抗电缆长度电机

1.不同情况下的最大允许电机电缆长度

1.1单电机负载下的允许电机电缆长度

表1和表2分别列出了带有一个或两个(串联)出线电抗器的西门子SINAMICSG130/150装置以及S150/120装置允许的最大电机电缆长度。

表1SINAMICSG130/G150调速装置最大允许电机电缆长度

供电电压

单出线电抗器

两个串联的出线电抗器

屏蔽电缆(米)

非屏蔽电缆(米)

屏蔽电缆(米)

非屏蔽电缆(米)

380V~480V

3AC

300

450

视具体情况

视具体情况

500V~600V

3AC

300

450

同上

同上

660V~690V

3AC

300

450

同上

同上

表2SINAMICSS150/S120调速装置最大允许电机电缆长度

供电电压

单出线电抗器

两个串联的出线电抗器

屏蔽电缆(米)

非屏蔽电缆(米)

屏蔽电缆(米)

非屏蔽电缆(米)

380V~480V

3AC

300

450

525

787

500V~600V

3AC

300

450

525

787

660V~690V

3AC

300

450

525

787

对于SINAMICSG130/G150调速装置，低频运行时的变频器输出端的容性充放电电流将会在装置直流部分预充电回路以及整流部分晶闸管门极回路表现为相对较高的负载。因此若此时采用两个串联的输出电抗器，一般没有通行的出线标准。如果需要采用这种形式，则电缆长度必须针对每一工程具体选择。

1.2多电机负载下的允许电机电缆长度

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通常单台变频器后只接单台电机。然而对于类似振动筛电机或集装箱起重机吊架电机等应用场合，通常要求多台小功率电机步调一致的运行，因此由一台大功率变频装置拖动多台电机的“一拖多”情况，也应纳入我们考虑的范畴。

单台变频器拖动多台电机的应用场合，必须使用输出电抗器(或滤波器)。对单台电机而言，由于功率较小，所以电机电缆横截面积也较小。与拖动单台电机情况下所使用的电缆相比，由于横截面积更小，故单位长度导体的对地分布电容也低的多。因此，当使用单台变频器拖动多台电机的时候，在变频器和输出电抗器允许的最大电容值范围内，每台变频器输出端所接总电机电缆长度可远大于上述两表内所规定的单台电机最大允许电缆长度。

基于表1和表2内针对单电机驱动时给出的数据，图1给出一种计算多电机驱动时允许电机电缆长度IM的方法。

带有输出电抗器的变频器

单电机驱动

nEmx

CEn(Am)

IEm

M

现场分线箱

带有输出电抗器的变频器

带有输出电抗器的变频器

nyC.(A)

-M

IM

nmH

H一

多电机驱动

Cm(A)

M

M

Iv

图1单电机和多电机驱动时系统各相关量框图

2.多电机驱动时允许电缆长度的计算公式

多电机驱动时，每台电机的允许电缆长度由下列公式计算：

公式1电缆长度计算公式

lM:多电机驱动时单台电机与现场分线箱之间的允许电缆长度。ne:单电机驱动情况下，可并联的最多电机电缆数。

Cp(Amm):单电机驱动情况下，在最大允许横截面积A时，屏蔽电机电缆单位长度导体的对地

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分布电容。

Iem:单电机驱动情况下，电机允许电缆长度。(取决于输出电抗器数量及电缆是否屏蔽)nv:多电机驱动情况下，变频器与现场分线箱之间的并联电缆数。

Cv(A):多电机驱动情况下，变频器与现场分线箱之间电缆单位长度导体的对地分布电容。lv:多电机驱动情况下，变频器与现场分线箱之间的电缆长度。

nm:现场分线箱电机出线端并联安装电缆数，即电机数量。

CMA):现场分线箱电机出线端电缆单位长度导体的对地分布电容。

公式1.既适用于由变频器至现场分线箱再分别连接各电机的情况，也适用于不用分线箱而由变频器直接连接各电机的情况。在不用现场分线箱时，公式中的ny·Cv(A)·lv必须等于“0”

无论变频器还是逆变器，输出电抗器是一台或两台，电机电缆屏蔽或非屏蔽，上述公式均适用。