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1、1999年第1期煤矿设计·11·试论电动机全压起动电压降估算公式广西工业设计院蒋学权摘要本文分析了有关设计手册中关于电动机全压起动电压降估算公式存在的缺陷和问题,并导出一组比阻抗计算误差更小的新公式。关键词电动机全压起动电压降估算公式。电动机全压起动具有简便可靠,投资省、起Vem-VqmKq·SedΔU==(1)动转矩大等优点,是在工程中应优先采用的起VemSdœ+Kq·Sed+Qf动方式,但它也存在起动电流和起动电压降大、式中Vem—母线额定电压,kV;易使供电设备产生短时过负荷等缺点,并且所Vqm—电动机起动时的母线电压,kV;产生的电压波动对其它要求
2、电压稳定的用电设Sdœ—母线短路容量,MVA;备有影响。因此,在确定电动机的起动方式之Sed—电动机的额定容量,MVA;前,需要先验算电动机的起动电压降,但由于利Kq—电动机全压起动电流倍数;用阻抗计算法计算起动电压降较为繁琐,所以Qf—母线其它负荷的无功容量,MVAR。有关设计参考资料均提出了较为简便的估算公式,只有当估算出的数值不能满足规范要求时,由式(1)可看出:在Sdœ、Kq、Sed三个参数不才会利用阻抗计算法作进一步的计算。因此,变时,电动机起动时用电压降与母线上其它负电动机起动电压降估算结果的确切与否,是减荷的内在关系是:Qf~]ΔU
3、。少工程
4、计算工作和判断电动机能否全压起动的但这一变化规律与客观物理现象是不相符关键。的、是对立的。因为在选择电动机的起动方式、验算起动电压之前,向它供电的变电所设备是1对目前常用估算公式的评述选定了的,变压器的预接负荷Qf越大,在供电[1]～[3]线路、变压器等供电设备上产生的电压损失就1.1参考文献中的估算公式[1]《工业与民用配电设计手册》中公式(6越大,母线上的电压就会越大。[2]-30)《,煤矿电工手册》(8分册)中公式(5-同时式(1)所反映的电压降变化规律也与3-2)《,钢铁企业电力设计参考资料》(上[4]《钢铁企业电力设计参考资料》(下册)中给出[3
5、]册)中的公式(5-12)都提出了下面的起动的6(10)/0.4kV变压器允许直接起动鼠笼电动电压降估算公式,设供电系统如图1,则母线的机的最大功率自相矛盾,见表1,如按式(1)计起动电压降ΔU:算,则表1中Sfn=0.6Sb时允许起动的电动机功率就应该比Sfn=0.5Sb时的电动机功率大。综上所述,可见式(1)存在严重的缺陷。[5]1.2参考文献中的估算公式[5]《给水排水设计手册》(第8册)中公式(6-1)给出的电动机起动母线电压降为:Kq·Sed+SfΔU=×100(2)Sdœ(注:为了符号统一,式(2)中符号与原文有变动)(a)供电系统图(b)、(
6、c)等值阻抗图式(2)虽然不存在式(1)那样的严重缺陷,能基图1本上正确地反映变压器预接负荷对电动机起动·12·煤矿设计1999年第1期电压降的影响,但从式(2)的表述看,由于公式式没有完全反映出图1所示串联电路的电压分分母中缺少代表负载阻抗的Sf和KqSed,该公配原则,使其估算结果误差较大。表16(10)/0.4kV变压器允许直接起动鼠笼型电动机的最大功率变压器供电起动时供电变压器的容量Sb(kVA)的其它负荷的电压Sfn(kVA)1001201601802002503153204005005606307508001000降及其功率因U%起动鼠笼型感应
7、电动机的最大功率Pd(kW)数cos«Sfn=0.5Sb10223030404055757590110115135155180215cos«=0.715304055557590100100155155185225240260280Sfn=0.6Sb10172230304055757590110115135135155185cos«=0.815303055557590100100155185185225240260285注:表1引自文献[4]中表23—4Sdœ(cos«f+j·sin«f)Ó2本文导出的新公式=V1(Sdœ+1.1Sqd)cos«f+j[(S
8、dœ+1.1Sqd)sin«f)+1.1Sf]鉴于上述估算公式存在的缺陷,为此本文(3)就有关电动机全压起动电压降估算公式的完善将式(3)由矢量化为标量得化作了一些探讨。S22dœcos«f+sin«fVqm=V12.1供电系统元件阻抗标么值22[(Sdœ+1.1Sqd)«f]+[(Sdœ+1.1Sqd)sin«f+1.1Sf]如图1所示,设基准容量为SbMVA,基准Sdœ=V1电压为VbkV,取Vb=Vem=1.05Ved。则有:22(Sdœ+1.1Sqd)+2.2(Sdœ+Sqd)Qf+(1.1Sf)3SbS①电源电抗X1=dœSdœ=V1(4)222
9、(Sdœ+1.1Sq+1.1Qf)+(1.1Pf)3VedSbSb
