Sizing a Voltage Sag Protector

壓降保護器容量怎麼計算?5 個步驟與兩個實算範例

壓降保護器的容量,要依「會因壓降 reset 的控制迴路」來算,不是依整台機台的容量。本文用 5 個步驟說明怎麼列負載、怎麼量、怎麼換算成 kVA,並附單相與三相的實算範例。

重點摘要:壓降保護器容量怎麼計算?

壓降保護器容量的算法:一、列出會因壓降 reset 的控制迴路負載;二、實際量測這些迴路的運轉電流;三、換算成 kVA,單相為電壓 × 電流 ÷ 1000,三相為 √3 × 電壓 × 電流 ÷ 1000;四、保留裕度並檢查啟動電流;五、選下一個標準容量,並確認補償時間夠用。一台 100 kVA 的機台,控制迴路通常只需要幾 kVA。

為什麼不是照整台機台的容量買?

電壓驟降讓機台停機,多半是控制系統 reset,而不是大功率設備撐不住。泵浦、加熱器、馬達靠轉動慣性或熱容量,撐得過 0.1 秒的壓降;真正需要保護的是 PLC、工業電腦、Robot 控制器、控制電源、電磁接觸器與 EMO 迴路。這些加起來的負載,通常只占整台機台的一小部分。照整台容量買,等於花大錢保護本來就撐得過的設備。

壓降保護器容量計算的 5 個步驟

  1. 列出要保護的負載

    從配電圖找出控制迴路:PLC、IPC、觸控面板、Robot 與伺服的「控制電源」(不含馬達動力)、控制用電源供應器、接觸器與繼電器線圈、EMO 迴路。不確定要不要接的設備,先看它過去有沒有在壓降時跳過。

  2. 量測運轉電流

    最準的方法是用鉤表在控制變壓器二次側,或控制迴路的總開關量測實際電流,取正常運轉中的最大值。只加總銘牌數字通常會高估,但如果無法量測,加總銘牌是比較保守的做法。

  3. 換算成 kVA

    單相:kVA = 電壓 × 電流 ÷ 1000。三相:kVA = √3 × 線電壓 × 電流 ÷ 1000。如果規格只有瓦數(W),要除以功率因數才是 VA;不知道功率因數時,應實際量測電流,不要直接把瓦數當成 VA。

  4. 保留裕度、檢查啟動電流

    許多電源設備的選型習慣,是讓負載落在額定容量的 80% 以下,實際裕度依現場評估。另外要注意啟動電流:接觸器線圈吸合、電源供應器開機時的湧入電流,都可能短暫超過額定。以本文參考的壓降保護器為例,輸出超過額定電流 150% 時會自動切斷輸出。

  5. 選標準容量、確認補償時間

    選不小於計算結果的下一個標準容量。以本文參考的機種為例,單相有 850 VA、1、2、3、5、10 kVA,三相有 5 到 200 kVA;額定負載下,850 VA 與 1 kVA 機種補償 2 秒,其他機種補償 3 秒。需要更長的補償時間,就要往上選。

實算範例

範例一:單相 220 V 控制迴路,量到 3.2 A

步驟算式結果
換算 kVA220 V × 3.2 A ÷ 10000.70 kVA
保留裕度(負載 ≤ 80%)0.70 ÷ 0.80.88 kVA
選標準容量不小於 0.88 kVA 的下一級1 kVA(補償 2 秒)
若需要補償 3 秒往上一級2 kVA(補償 3 秒)

範例二:三相 380 V 產線控制盤,量到 20 A

步驟算式結果
換算 kVA√3 × 380 V × 20 A ÷ 100013.2 kVA
保留裕度(負載 ≤ 80%)13.2 ÷ 0.816.5 kVA
選標準容量不小於 16.5 kVA 的下一級20 kVA(補償 3 秒)

範例數字僅說明算法。實際容量需依機台配線、啟動電流與接線方式現場評估。也可以用 產品頁的快速選型工具 輸入負載直接換算。

容量計算最常見的 5 個錯誤

  • 照整台機台的容量買→只算會 reset 的控制迴路
  • 把馬達、加熱器的動力也接進來→動力負載靠慣性撐過,維持原供電
  • 把瓦數(W)當成 VA→除以功率因數,或直接量電流
  • 忽略啟動電流→確認湧入電流不會觸發過載保護
  • 只看容量、不看補償時間→小容量機種補償時間可能較短

常見問題

一台 100 kVA 的機台,需要多大的壓降保護器?

通常只需要幾 kVA。壓降保護器只保護會 reset 的控制迴路,泵浦、加熱器、馬達靠慣性撐過、維持原供電。實際容量要量測控制迴路的運轉電流再換算,例如空壓機只接控制單元,850 VA 就足夠。

壓降保護器的容量要怎麼換算成 kVA?

單相 kVA 等於電壓乘以電流再除以 1000;三相 kVA 等於根號 3 乘以線電壓乘以電流再除以 1000。例如三相 380 V、20 A,約為 13.2 kVA。

容量要保留多少裕度?

許多電源設備的選型習慣,是讓負載落在額定容量的 80% 以下。實際裕度要看啟動電流大小與未來是否擴充,依現場評估決定。

容量選小了會怎樣?

負載超過額定時,補償時間可能不足;啟動電流超過過載保護門檻時,補償器會切斷輸出,反而讓受保護的設備失去供電。所以寧可依量測值加上裕度選型,不要壓在剛好的容量。

Measure first

你的廠,哪幾台最怕壓降?

預約壓降風險評估,從跳機紀錄與現場量測找出真正需要保護的設備,再決定怎麼做。