電機(jī)啟動(dòng)電流與配電變壓器的選擇

1、電機(jī)的啟動(dòng)方法與配電變壓器的選擇1 .問題的提出：電機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流一般是電機(jī)額定電流的27倍，這對(duì)電網(wǎng)有較大的影響，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)電能質(zhì)量供電電壓允許偏差(GB1232590)規(guī)定10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的±7%國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB-T-3811-2008起重機(jī)設(shè)計(jì)規(guī)范7.2.1.2規(guī)定電壓波動(dòng)不得超過額定值的士10%這樣，如何選擇配電站的降壓變壓器呢？2.單電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)場(chǎng)合的降壓變壓器容量的選擇：1.1 由于電機(jī)采用直接啟動(dòng)的方法電路簡(jiǎn)單，價(jià)格低廉，對(duì)于主要運(yùn)行設(shè)備是風(fēng)機(jī)(泵類)的企業(yè)，采用直接啟動(dòng)的方案，無疑會(huì)減少該企業(yè)的綜合投資費(fèi)用。拖動(dòng)風(fēng)機(jī)(泵類)的電動(dòng)機(jī)一般都是四極

2、(或二極)鼠籠型電動(dòng)機(jī)，它們的直接啟動(dòng)電流時(shí)額定電流的6倍，如果只有一臺(tái)380V三相鼠籠電機(jī)直接啟動(dòng)，電網(wǎng)電壓下降15%-已經(jīng)超過了最大±10%勺標(biāo)準(zhǔn)，則電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流Iq的安培數(shù)與降壓變壓器次級(jí)容量S2的KVA數(shù)由下式計(jì)算可見：S2=，3380V-15%380VIq/1000cos=1.732(380-57)Iq/0.85*1000=1.73*323*Iq/850=559.436Iq/850=0.66Iq則有：S2=0.66Iq式(1)由于變壓器的平均功耗為7.5%,則變壓器容量S與S2的關(guān)系為：S=(100+7.5)%S2=1.075S2則有：S=1.075S2式(2)根據(jù)上述式

3、(1)、式(2),我們選擇電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的方案時(shí)電動(dòng)機(jī)功率P與變壓器容量S配備見下表(1)表(1)直接啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率與配電變壓器容量的關(guān)系電機(jī)功率p(Kvy5.51322304555電機(jī)額定電流Ie(A)1126446090110電機(jī)啟動(dòng)電流Iq(A)66156254360540660變壓器次級(jí)容量S2(KVa)=0.66Iq43.5693.6167.64237.6356.4435.6應(yīng)選變壓器容量S(KVa)=1.075S246.83100.62180.21255.42383.13468.271.2 .數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)場(chǎng)合的降壓變壓器容量的選擇當(dāng)用戶有N臺(tái)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，則有：S=1.0

4、75*N*S2*=N*(1.075*0.66)Iq=0.71*N*Iq,通常，電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)時(shí):Iq(A)=12*P(KW),則有：S(Kva)=0.71*N*Iq=0.71*N*12P=8.52*N*P(KW)式(3)假設(shè)，有2臺(tái)30KW的電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)，需要配備多大的降壓變壓器呢？根據(jù)式(3)有S(Kva)=8.52*N*P=8.52*2*30=511.2KVa3.單電動(dòng)機(jī)采用變頻器啟動(dòng)場(chǎng)合的降壓變壓器容量的選擇：3.1 采用變頻器啟動(dòng)的鼠籠型電動(dòng)機(jī)，它們的啟動(dòng)電流時(shí)額定電流的可以控制在額定電流的2倍，如果只有一臺(tái)380V三相鼠籠電機(jī)用變頻器啟動(dòng)，電網(wǎng)電壓下降15%-一已經(jīng)超過了最大士10

5、%勺標(biāo)準(zhǔn)，則電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流Iq的安培數(shù)與降壓變壓器次級(jí)容量S2的KVA數(shù)由下式計(jì)算可見：S2=，3380V-15%380VIq/1000cos=1.732*(380-57)*Iq/0.85*1000=1.73*323*Iq/850=559.436Iq/850=0.66Iq則有：S2=0.66Iq式由于變壓器的平均功耗為7.5%,則變壓器容量S與S2的關(guān)系為：S=(100+7.5)%S2=1.075S2則有：S=1.075S2式(2)根據(jù)上述式(1)、式(2),我們選擇電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)的方案時(shí)電動(dòng)機(jī)功率P與變壓器容量S配備見下表(1)表(2)變頻啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī)功率與配電變壓器容量的關(guān)系電機(jī)功率p(K

6、vy5.51322304555電機(jī)額定電流Ie(A)1126446090110電機(jī)啟動(dòng)電流Iq(A)225288120190220變壓器次級(jí)容量S2(KVa)=0.66Iq14.5234.3258.0879.2125.4145.2應(yīng)選變壓器容量S(KVa)-1.075S215.6136.9062.4485.14134.81156.093.2 .數(shù)臺(tái)電動(dòng)機(jī)用變頻器啟動(dòng)場(chǎng)合的降壓變壓器容量的選擇當(dāng)用戶有N臺(tái)電機(jī)同時(shí)啟動(dòng)時(shí)，則有：S=1.075*N*S2*=N*(1.075*0.66)Iq=0.71*N*Iq,通常，采用變頻器啟動(dòng)時(shí)Iq(A)=4*P(KW),則有：S(Kva)=0.71*N*Iq=

7、0.71*N*4P=2.84*N*P(KW)式(4)假設(shè)，有2臺(tái)30KW的電動(dòng)機(jī)采用變頻器啟動(dòng)，需要配備多大的降壓變壓器呢？根據(jù)式(4)有S(Kva)=2.84*N*P=2.84*2*30=170.4Kva4.投資比較比較直接啟動(dòng)與用變頻器啟動(dòng)，我們可以看到，直接啟動(dòng)方案不需變頻器，但降壓變壓器的容量要大些，具體費(fèi)用比較見表(3)表(3)電機(jī)直接啟動(dòng)與采用變頻器啟動(dòng)初期投資比較直接啟動(dòng)采用變頻器啟動(dòng)N臺(tái)電機(jī)功率P(KW45554555需配備變壓器容量S(KVa)383.13468.27134.81156.09需配備變頻器容量P(KVa)005570據(jù)表(3)分析，同一個(gè)企業(yè):4.1 采用直接啟

8、動(dòng)電動(dòng)機(jī)，他的變壓器采購(gòu)成本是8.52*N*P,但是變頻器的采購(gòu)成本是零；4.2 采用變頻器啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，他的變壓器采購(gòu)成本減少了2/3*8.52*N*P,但是增加了1.2N*P變頻器的采購(gòu)成本；4.3 假設(shè)目前每千伏安變壓器的價(jià)格是0.0375萬元，每千瓦變頻器的價(jià)格是0.1萬元，那么，采用直接啟動(dòng)與用變頻器啟動(dòng)的價(jià)格比較一一值得注意的是變頻器的實(shí)際使用壽命一般是2年那一見表（4）:表（4）電機(jī)直接啟動(dòng)與采用變頻器啟動(dòng)3年投資比較直接啟動(dòng)采用變頻器啟動(dòng)N臺(tái)電機(jī)功率P（KWN*P45554555添變壓器費(fèi)用（萬元）=0.0375*8.52*N*P14.3417.5600添變壓器費(fèi)用（萬元）=0.0375*2.84*N*P005.505.85添變頻器費(fèi)用（力兀）=0.1*N*P005.57.03年備件維修費(fèi)用（萬元）005.57.0小記（力兀）14.3417.5616.519.855.結(jié)論通過分析比較，我們可以看到，在可以采用直接啟動(dòng)的機(jī)械，如風(fēng)機(jī)、水泵等，采用直接啟