烧结余热发电工程大容量电动机起动加载研究

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1、烧结余热发电工程大容量电动机起动加载研究　　摘要：电动机起动计算是一项电厂工程设计中常见且复杂而又重要的工作。在考虑到电动机直接起动产生的电流冲击和电压变化对整个系统以及电动机本身的影响，而采用合适的余热发电机组以及合适的电动机起动方式，在实际电厂工程设计和运行中尤为重要。本文结合实践，对烧结余热发电工程大容量电动机起动加载进行分析，并介绍了其相关的工程实例计算。关键词：余热发电；电机起动；仿真计算；工程设计；EATP计算软件中图分类号：TM617文献标识码：A1前言随着近几年来余热回收技术突飞猛进，钢铁行业的余热回收项目造价大幅度降

2、低，同时余热回收效率大幅提高，为钢铁行业余热回收创造了优越的条件。烧结冷却机余热的回收，是通过回收烧结机低品味余热能源，结合低温余热发电技术，用余热锅炉的过热蒸气来推动低参数的汽轮发电机组做功发电的最新成套技术。5由于是余热利用项目，发电机容量都比较小，因此电机起动分析计算是一项必不可少的工作，通过这个计算工作，可以选择合适的电机启动方式，从而降低电机起动对系统、电动机本身和机械负载的不利影响。本文通过一个计算实例，为工程设计解决相关问题。本次计算采用的是ETAP电力系统计算软件，ETAP是一个性能卓越的店里系统仿真分析和计算高级应用

3、软件。只要建立系统的单线图，根据ETAP软件的元件模型，输入相应的元件数据和相关设置，就可以方便地完成动态电机起动仿真计算。2工程实例计算2.1计算介绍某钢厂烧结余热发电工程中有一台发电机机，容量为18MW，现厂用电有一台功率为4500kW的电动机，需要通过电动机起动仿真计算来校核电动机能否顺利起动。仿真计算过程为：发电机组在空载状态，0.5秒起动4500kW电动机，总的仿真时间为30秒。仿真计算的要求：在加载工程中，电动机母线侧电压变化范围必须在120%Un～80%Un之内，Un为额定电压。仿真计算目的是为4500kW的电动机选择一

4、个合适的起动方式。2.2电动机起动模块计算原理5在电机起动期间，正在起动的电机对于系统来说就像是一个连接在母线上的小阻抗负荷。它从系统中吸取很大的电流，相当于电机额定电流的六倍，使系统产生电压降，并对其它系统负荷的正常动作产生干扰。因为电机加速转矩由电机终端电压决定，所以很多情况下，正在起动的电机由于终端电压较低而无法达到额定速率。这就使电机起动分析变得重要。电机起动分析的目的有两个：分析电机能否在运行条件下成功地起动，另一个是看电机起动时是否严重的阻碍了系统中其它负荷的正常运行。本次计算采用ETAP提供的动态电机加速计算方法。在动态

5、电机加速计算中，以动态模型模拟发动机，用程序模拟电机的整个加速过程。用这种方法来确定电机是否可以以这种形式起动，电机要用多长时间达到它的额定速率，以及确定电压降对系统的影响。2.3计算需要的输入数据（1）发电机参数额定功率：18MW额定电压：10kV额定功率因数：0.8（滞后）额定效率：95%极数：6转速：1000rpm阻抗：Xd”=12，Xd’=23，X2=12，Xo=12（2）电动机负载5额定电压：10kV额定功率：4500kW额定功率因数：0.93额定转速：1500rpm堵转电流倍数：6.5堵转功率因数：0.2堵转转矩：35%最

6、大转矩：210%电动机惯量：25kgm2联轴器转动惯量：25kgm2负载转动惯量：25kgm2（3）系统的单线图发电机接在10kV母线上，4500kW的电动机接至该母线上。发电机在空载状态下，完成该电动机的起动。2.4直接起动计算结果（1）在完成数据输入设置，然后完成直接起动的电机起动仿真计算，得到电动机母线电压变化曲线，见图5。（2）计算结果经过计算，电动机出口母线电压瞬时压降达到30%左右，超出要求的20%。由结算结果可以得出以下结论：5电动机母线电压降要控制在20%以内，电动机必须增加软起动设备。2.5软起动计算结果本例计算采用

7、电动机软起动方式，软起动设备将起动电流倍数限制在250%。（1）系统在完成数据输入设置，然后完成软起动的电机起动仿真计算，得到电动机母线电压变化曲线，见图6。（2）计算结果根据电动机母线电压变化表，电动机母线电压降已经控制在20%以内。结语通过上述的仿真计算，我们得出下列结论：（1）在采用直接起动的情况下，母线电压瞬时下降30%之多，这是实际系统难以接受的。在采用软起动的情况下，母线电压下降控制在18%左右，能够满足要求。（2）ETAP是一个智能化软件，能够减轻设计运行人员的工作强度，减少大量的计算，更快捷，更方便，计算结果更直观。参

8、考文献[1]王正茂，等.电机学[M].西安：西安交通大学出版社，2000，9.[2]黄立培.[M]电动机控制.北京：清华大学出版社，2003，9.5