三相發電機的電流並非固定值。它取決於額定功率和電壓,因此一台 100 kVA 的發電機組在 380 V 電壓下可提供約 152 A 的電流,在 400 V 電壓下可提供約 144 A 的電流,在 415 V 電壓下可提供約 139 A 的電流,在 480 V 電壓下可提供約 139 A 的電流,在 480 V 電壓同一台機器,相同的額定功率,卻有四種不同的電流值。
這是大多數轉換表都忽略的部分。只列出一列電流值的轉換表,只適用於它所基於的電壓值。
本文提供了我們所有電壓等級的完整圖表,涵蓋了電流方向:既包括給定額定電流下設備的實際輸出電流,也包括您現有電流所需的額定電流。此外,本文也介紹了三種容易誤讀電流值的情況,因為其中兩種會導致成本增加。
我們製造的三相機組從小型工業機組到 3,000 kW 的大型機組,以下數據是針對我們製造的每個電壓等級計算出來的,而不是從單一電壓圖表複製的。
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關鍵要點
- 三相發電機電流取決於電壓和額定功率。一台 100 kVA 的發電機組可提供 152 A在...上380 V 以及 120 A在...上480 V.
- 電流由…設定 千伏安 額定功率,而非千瓦額定功率。功率因數改變的是可用千瓦數,而不是交流發電機輸出的安培數。
- 該數字是當前值 每行不是總和。將一台 100 kVA 機組的三條線路電流相加,得到 432 A,是正確答案的三倍。
- 反過來也可以。一個 400V、250A 的電源大約可以支援… 173千伏安 設定為約 208 kVA,電壓為 480 V。
- 在低於 415 V 時,相同額定電壓下的電流會急劇上升,這就是為什麼 50 Hz 的場所需要比 kVA 數值所暗示的更重的開關設備的原因。
三相發電機電流:按電壓劃分的完整圖表
先看圖表,因為它直接回答了問題,同時也展示了問題所在。
圖表
對於我們製造的四種電壓等級,每條線路在常用額定值下的電流:
| 發電機額定功率 | 380V | 400V | 415V | 480V |
|---|---|---|---|---|
| 50千伏安 | 76A | 72A | 70A | 60A |
| 100千伏安 | 152A | 144A | 139A | 120A |
| 250千伏安 | 380A | 361A | 348A | 301A |
| 400千伏安 | 608A | 577A | 556A | 481A |
| 630千伏安 | 957A | 909A | 876A | 758A |
| 1,000千伏安 | 1,519A | 1,443A | 1,391A | 1,203A |
向下閱讀一列,即可得到該電壓下每個額定功率對應的電流值。橫向閱讀一行,即可得到同一組參數在四種不同電壓下的數值,這相當於同一台機器被要求向不同的電力系統傳送相同的功率。
為什麼相同的千伏安功率會產生不同的電流?
電流和電壓相互限制。在功率固定的情況下,升高電壓會降低電流,兩者成比例變化。
表格中的每個數字都基於一個關係式,我們的三相柴油發電機指南對此有完整的闡述。以圖表形式發布的目的在於,您無需在現場進行計算。此外,值得注意的是,專為北美市場設計的圖表,例如康明斯的租賃安培圖表,僅涵蓋 208V、240V 和 480V 等級。因此,美國來源的圖表不適用於 400V 的場所。
從 480V 降至 380V 會使表中所有額定電流值增加約 26%。這並非四捨五入造成的誤差,而是開關設備訂單能否順利完成以及是否需要重新客製化的關鍵。這也是投標書中電流值報價錯誤最常見的原因。
較窄的電壓範圍也值得了解。在 380 V 和 415 V 之間,即歐洲 50 Hz 頻段的兩端,電流變化約為 8%,在 1,000 kVA 時為 128 A。
逆向推導:從安培到千伏安
大多數買家是從相反的方向來考慮這個問題的。他們已經知道電源、服務或開關設備的額定電流(以安培為單位),他們需要知道哪種發電機能夠支援這種額定電流。
反向關係
反向計算的方法是將電流乘以 1.732 再乘以電壓,然後除以 1,000。結果就是該電流所代表的千伏安 (kVA)。
這裡已經做好了,你可以直接從桌上讀出自己的數字:
| 目前可用 | 380V | 400V | 415V | 480V |
|---|---|---|---|---|
| 100A | 66千伏安 | 69千伏安 | 72千伏安 | 83千伏安 |
| 200A | 132千伏安 | 139千伏安 | 144千伏安 | 166千伏安 |
| 250A | 165千伏安 | 173千伏安 | 180千伏安 | 208千伏安 |
| 400A | 263千伏安 | 277千伏安 | 288千伏安 | 333千伏安 |
| 630A | 415千伏安 | 436千伏安 | 453千伏安 | 524千伏安 |
電壓問題在這裡比其他任何地方都重要。 250安培的電源在400伏特下大約能支援173千伏安的功率,但在480伏特下大約能支援208千伏安的功率。如果只根據電流值來選擇設備,而不說明電壓值,那麼你很可能會買到一台功率小五分之一的機器。
供應量並非負載量
羅莎琳德根據現有供電情況,為一家塑膠車間的備用電源系統定價。該車間的供電電流為250安培,電壓為400伏,換算成功率約173千伏安。她向供應商詢價,要求200千伏安的備用電源系統,並預計報價會比較接近。
事實並非如此,原因並非價格。兩家供應商詢問250A是在什麼電壓下測得的,還有一家詢問250A是額定電流還是實際運轉負載電流。答案是額定電流,而實際運轉負載電流更接近140A。
這套設備的規格是根據電源而非負載來決定的,而且正確的額定功率比她之前報的要小。電壓和電流來源對最終結果的影響,遠大於任何供應商的報價。
是根據供貨量而不是裝載清單來估算尺寸?請將兩者都發送給我們,我們會向您展示它們之間的差異。
為什麼你不需要精確測量尺寸
如果選擇額定電流與所需電流完全匹配的機組,這是一個錯誤,原因很簡單:額定電流是一個限制,而不是一個目標。
一套持續以額定電流運轉的設備,一旦負載電流超過其穩態值,就沒有剩餘的電流來應對,也沒有預留的電流來應對後續新增設備。這就是為什麼在進行容量計算時,建議的容量總是高於表格中給出的數值。
具體數值取決於實際負載情況,這屬於選型問題,而非電流問題。引擎製造商也遵循同樣的原則:卡特彼勒的引擎和發電機選型指南以及康明斯的應用手冊都是根據負載情況而非電流值來決定機器尺寸的。我們的工業柴油發電機指南涵蓋了額定功率方面的資訊。
獲得電流值後,下一步的工作就不同了。選擇合適的電纜和保護裝置來正確承載和清除電流是一項因地制宜的工作,我們的發電機電氣連接指南中對此有詳細介紹。本文僅討論電流本身。
人們誤讀的三個數字
圖表本身很簡單,但圖表周圍的錯誤卻不簡單,而且這些錯誤遵循一定的模式。
單相電流並非三相電流之和
這是最貴的。三相馬達組透過三條線路傳送電流,圖表中的數字表示每條線路上的電流。
如果把圖表上的所有數值加起來看,你會得到一個錯誤的答案,誤差高達三倍。例如,一台100千伏安的發電機,在400伏電壓下,電流為144安培。如果把三條曲線加起來,你會得到432安培,但這並不是正確答案的放大版,而是完全錯誤的數值。
馬雷克在為車間擴建工程選配開關設備時遇到了這個問題。他從圖表上找到了100千伏安的數據,乘以三,然後指定配電盤的額定電流為432安培。配電盤的額定電流高出了三倍,報價單還沒等任何人核對計算結果就被拒絕了。正確的規格應該是每條線路144安培,而這兩者之間的成本差異正是專案停滯一個月的原因。
kVA 決定電流;功率因數決定可用功率
第二個誤讀是關於功率因數的,而且這種誤讀非常普遍,值得明確指出。
當前集提供的電流由其自身決定 千伏安 rating. Its kW rating does not set it, and it does not change when the load’s power factor changes. A 100 kVA set at 400 V delivers about 144 A per line whether the load runs at 0.8 power factor or at unity.
功率因數改變的是你能將多少電流轉換為有效功。一台100千伏安、400伏特的發電機,在功率因數為0.8時,每條線路大約輸出144安培的電流;功率因數為1時,每條線路輸出的電流也為144安培。電流大小不變,改變的是背後的有效功率(千瓦)。
如何將其分解為實際功率,這涉及到千伏安 (kVA) 與千瓦 (kW) 的關係,我們在kVA 與 kW 發電機指南中有詳細介紹。本文的重點較簡單:無需根據功率因數調整電流值。
單相電與三相電對比一句話分析
在相同的千伏安功率和電壓下,單相電源所需的電流約為三相電源的1.73倍,這就是為什麼大型場所通常採用三相電源的原因。關於此數值背後的具體機器級比較,請參閱我們的單相與三相發電機比較指南。
什麼會改變現狀,什麼又不會?
還有一組區別,因為它們決定了該圖表是否適用於您的網站。
什麼不會改變它
頻率不會改變電流。一台額定功率為 100 kVA、額定電壓為 400 V 的機組,每條線路輸出電流為 144 A,無論頻率是 50 Hz 還是 60 Hz,輸出電流都相同,因為功率、電壓和電流之間的關係與頻率無關。
什麼會改變它
Two things move the current in practice. The first is the voltage the set actually operates at, which is the whole subject of this article.
第二點是機器和安裝環境的狀況。機組的額定電流是基於其額定工況而設定的,超出這些工況後,電流下降的機制是熱力學而非簡單的計算。我們的發電機規格指南涵蓋了額定值及其背後的熱力學限制。
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三相發電機電流:常見問題
一台100千伏安的三相發電機有多少安培?
這取決於電壓。一台100 kVA的三相發電機在380 V電壓下每線可提供約152 A的電流,在400 V電壓下為144 A,在415 V電壓下為139 A,在480 V電壓下為120 A。 400 V電壓下的144 A是引用最多的數值,因此值得注意的是,它是特定電壓下的數值,而不是通用數值。
如何將三相發電機的千伏安 (kVA) 轉換為安培 (A)?
直接讀取上表:選擇電壓列,然後選擇額定電流行。這就是為什麼表格是按電壓排列而不是電流排列的原因,直接讀取表格可以避免手動計算容易出現的算術錯誤。
200安培的電力系統需要多大功率的發電機?
200A 的電源在 400V 電壓下大約可以支援 139kVA 的功率,在 480V 電壓下可以支援大約 166kVA 的功率。這只是換算值,並非建議值:您購買的電源組應該比這個數值大一些,具體大多少取決於負載。
功率因數會改變電流嗎?
不。電流由千伏安額定值和電壓決定。功率因數改變的是從該電流中獲得的實際功率(千瓦),而不是設備輸出的電流大小。
結語
三相發電機電流主要取決於以下四個因素:
- 電壓和額定功率一樣重要。 一台 100 kVA 的機組在 380 V 時電流為 152 A,在 480 V 時電流為 120 A,相差 26%。
- 請逐行閱讀圖表,不要將其視為總數。 將三條線路的電流相加是錯誤的,誤差為原來的三倍。
- kVA 決定電流;功率因數決定可用千瓦數。 請勿根據功率因數調整電流值。
- 必要時可以反向推導。 以安培為單位的電源,乘以 1.732 再乘以電壓,然後除以 1,000。
如果要從中記住一點,那就是在進行任何計算之前,首先要問的是:電流是在什麼電壓下測量的?這個數值是來自電源額定值還是運轉負載?這兩個問題比任何其他輸入資訊都更能改變最終結果,而且問它們也不需要任何成本。