中频感应加热

ZD系列中频感应加热电源说明书

一、概述

ZD系列中频加热电源是江苏油田工程院的专利产品。（专利号为97220550. 0）

ZD系列中频加热电源应用了现代电力电子技术，重量轻，效率高，具有过流、短路等自动保护功能，并且输出功率由温度控制传感器进行自动调节。采用该中频电源的电加热系统通过对输出电压和频率的调节，可以对最大加热长度范围内的任意长度的负载进行加热，具有使用寿命长，效率高，体积小、重量轻等优点。ZD系列中频加热电源可以应用于地面集输管线感应加热和井下空心抽油杆加热。

二、工作原理

中频电源首先将三相380V交流电整流成直流电，并滤波。然后再运用电力电子器件IGBT，把直流电逆变成频率和占空比连续可调的单相中频交流电。最后通过隔离变压器，将单相中频交流电输送给加热负载。

三、型号说明

Z D －□

额定容量（kVA）

电源

中频

四、使用条件

1、环境温度：－15℃～＋40℃

2、空气相对湿度不大于90％

3、使用场所无严重的振动，周围环境无灰尘、腐蚀性气体

4、输入电压：三相四线交流电50Hz，380V±10％，机壳接零

五、技术数据（仅供参考）

型号 ZD-10 ZD-20 ZD-35 ZD-50

额定容量 10kVA 20kVA 35kVA 50kVA

输入电压 380V±10％ 380V±10％ 380V±10％ 380V±10％

输入电流 5～15A 10～30A 15～55A 20～75A

输出电压 0～240V 0～300V 0～400V 0～500V

装置重量 50kg 80kg 110kg 150kg

加热长度＜200米＜400米＜700米＜1000米

六、安装方法

1、中频感应加热电源与油井的距离R≥15m，对轻烃气含量高的油井要求R≥20 m。

2、中频感应加热电源室内安装时，电源装置左右两侧对墙体的距离应≥1m，电源装置后面对墙体的距离应≥0.5m，不得倾斜。

3、中频感应加热电源室外安装时，应放置在一个相应的防雨外壳内，防雨外壳上下通风，不得倾斜，防雨外壳对其它设备的距离应≥1m。

4、中频电源上部接线柱用四芯铜电缆外接三相380V电网，电源装置机壳用接地线可靠接地；

5、中频电源下部的两个接线柱用单芯铜电缆分别引至加热负载；

中频电源型号四芯输入铜电缆规格接地线规格

相线零线

ZD-10 4 mm2 2.5 mm2 2.5 mm2

ZD-20 6 mm2 4 mm2 4 mm2

ZD-35 10 mm2 6 mm2 6 mm2

ZD-50 16 mm2 10 mm2 10 mm2

七、操作方法

1、合上中频电源的空气开关，1秒钟后，面板“电压指示”绿灯亮，观察输入电压表指示，输入电压应为380V±10％，否则禁止启动，并立即通知技术人员；

2、按选择井位按钮，重选请先按“复位”按钮；

3、按“启动”按钮启动中频电源，观察电流表指示，电流逐渐上升；

4、当中频电源正常工作时，下排三个绿灯都亮，上面六个红灯都不亮。

5、当需要中频电源停止工作时，必须先按“停止”按钮，最后关闭空气开关。

6、空气开关断开后，再次推合必须等待10秒钟后。

7、中频电源用于管线解堵，工作时间：夏季1小时，冬季3～4小时。

八、注意事项

1、中频电源外壳应可靠接地。

2、中频电源停止工作后，必须关闭空气开关。

3、开机后，中频电源发出“吱吱”的中频声，此属正常。

4、输出频率和功率应由安装的技术人员设定，操作工人禁止变动。

5、中频电源出现问题后，应立即通知技术支持单位，并由技术人员排除。

6、中频电源内部有高压危险，非专业技术人员不得打开机壳。

九、故障及原因

现象故障处理方法

1 “电压指示”灯不亮整流模块短路或受损更换整流模块

2 “过载”灯亮输出电缆短路检查电缆

3 “断路”灯亮输出电缆开路或控制电路损坏检查电缆、更换线路板

4 “过压”灯亮输入电压过高调低电压

5 “过热”灯亮风扇坏更换风扇

6 “过流”灯亮中间电缆短路检查电缆

7 “短路”灯亮电源模块短路或输出电缆短路检查模块或电缆

中频操作以后再说，先了解一下中频加热的原理：

一、中频感应加热原理及应用

1、集肤效应及感应加热

1.1集肤效应：当交流电流通过导线时,在导线周围产生交变的磁场，处在交变磁场中的整块导体的内部会产生感应电流，由于这种感应电流在整块导体内部自成闭合回路，形似水的旋涡，称做涡流。

在直流电路内，均匀导线的横截面上的电流密度是均匀的，而当交流电通过导线时，由于交变磁场的作用，在导线截面上各处电流分布不均匀，中心处电流密度小，而越靠近表面电流密度越大，这种电流分布不均匀的现象称为集肤效应(也称趋肤效应)。交流电的频率越高，则集肤深度越深，同时其交流阻抗也变大，因此在相同数值的电流作用下，负载所获得的能量也越高，而电流及线路损耗相应地也会变小，从而提高了加热效率，同时还可起到节约电能的目的。变频加热电源正是基于这一原理，利用变频技术，可将运行频率提高到工频的数倍，加热效果会明显提高。

1.2感应加热：1831 年法拉第发现电磁感应规律、1868 年福考特提出涡流理论、1840年焦耳-楞茨确定了电阻发热的关系式Q=I2Rt，构成感应加热之理论基础。

交变的电流产生交变的磁场，再利用交变磁场来产生涡流达到加热的效果。感应加热的加热效率高、速度快、可控性好，易于实现高温和局部加热。随着电力电子技术的不断成熟，感应加热技术得到了迅速发展。

在金属加工上，感应加热热处理用感应电流使工件局部加热的表面热处理工艺。这种热处理工艺常用于表面淬火、局部退火或回火，有时也用于整体淬火和回火。

将工件放入感应器(线圈)内，当感应器中通入一定频率的交变电流时,周围即产生交变磁场，交变磁场的电磁感应作用使工件内产生封闭的感应电流，感应电流在工件截面上的分布很不均匀，工件表层电流密度很高，向内逐渐减小,工件表层高密度电流的电能转变为热能，使表层的温度升高，即实现表面加热。电流频率越高，工件表层与内部的电流密度差则越大，加热层越薄。在加热层温度超过钢的临界点温度后迅速冷却，即可实现表面淬火。

2、感应加热的作用及应用

感应加热早期主要用于有色金属熔炼和热处理工艺。由于它本身相对于别的加热方式，具有以下独特优点：