电机直接启动时电压暂降案例、计算公式
网络整理 2023-01-18
在《》谈到在无限电源容量系统中采用配四的近似计算法计算电机直接启动时电压暂降,得出的结论是在民用建筑中一般的电机采用直接启动,配电母线上的电压暂降很难不符合要求,那么如果采用电压偏差法计算又会是什么结果,答案会是接近的吗?可以用同样的案例验证一下。

1、案例

以电机110kW为校验对象,变压器采用常见的1000kVA(uk=6%),发电机组采用800kW(cosφ=0.8)机组,假设低压柜至电机控制柜的电缆采用185mm2截面铜缆,长度100m;发电机至低压柜采用2000A密集母线,长度70m;忽略配电柜母排阻抗及变压器到低压柜的母线阻抗;高压一次侧短路容量为100MVA,另外假设配电母线上接入其他负载容量为600kVA。

2、电压偏差法计算电机直接启动电压暂降

采用电压偏差法时,仅需要把被校验电动机的计算电流改为启动电流,按配四手册的公式计算出电压偏差即可。我们先看看配四公式6.2.3是怎么写的:

上述公式可以用来计算经过一长段电缆后在电缆上产生的压降,但由于我们在预设条件中已忽略了配电柜母排阻抗及变压器到低压柜的母线阻抗,故在求配电母线上的电压暂降时就只用考虑变压器本身的电压降。


根据配四6.2.1.2节,变压器的电压降公式如下:




另外配四还提供了一个简便公式,当功率因数低于0.5时,变压器的电压降可按下式估算

可以看出,根据配四公式计算变压器的压降主要决定于负载功率因数和变压器自身负载率。我们下面就利用这个简便公式进行验证。

①计算电机启动时整体负载功率因数:电动机启动时功率因数极低,有论文经过计算给出了0.22的数值,另外查询ABB提供的资料也可以验证这一点。故此我们可以考虑电动机启动时功率因数取值为0.2,此时在本案中电机启动电流为


其中有功电流为275A,无功电流为1348.5A;电机起动时其他负载按设定条件为600kVA,假设其功率因数为0.8,则其他负载的有功电流为729A,无功电流为547A。根据以上数据,可以得出整体负载的有功电流为1004A,无功电流为1895.5A,折算整体功率因数为0.468。


②计算电机启动时变压器负载率:1000kVA变压器的额定满载电流为1443A,根据上面的计算,电机启动时所有负载的电流为2224.9A,可以认为电机启动时变压器负载率为1.54。


③计算变压器的电压降:由于整体负载功率因数为0.468,小于0.5,采用配四简便公式,可以得出电动机启动时变压器的电压降为1.54×6%=9.24%。考虑到变压器二次侧端子电压正常运行时一般设定为400V,则可以推算出电动机启动时变压器二次侧端子电压为400×(1-9.24%)=363V,与采用近似计算法得到的361V很接近,由此可见在无限电源容量系统中采用近似计算法与电压偏差法得到的结论都是:一般电机采用直接启动时配电母线的电压暂降很难不符合要求。


配四同时提供了表6.2.1“在不同功率因数下满负荷时10(20或6)kV/0.4kV变压器的电压降”,如果计算出了电动机启动时的整体负载功率因数及负载率,也可以简单的查表得出此时的变压器近似压降。
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