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电动机的全压起动条件

交流电动机的全压起动条件
笼型电动机和同步电动机应优先采用全压起动。全压起动时应满足下列条 件: 1、起动时电压降不得超过允许值。一般经常起动的电动机其电压降不得超 过 10%;不经常起动的电动机其电压降不得超过 15%;在保证生产机械所要求的 起动转矩,而又不影响其它用电设备的正常运行时,起动时电压降可允许为 20% 或更大一些。 由单独变压器供电的电动机,起动时电压降的允许值由生产机械所要求的起 动转矩决定。 2、起动容量不得超过电源容量和供电变压器的过负荷能力。笼型电动机允 许全压起动的功率与电源容量之间的关系见表 1,与供电变压器容量之间的关系 见表 2。表 2 中所列的数据是根据以下条件求得的: (1)电动机与低压母线直接相连; (2)电动机起动电流倍数 Kiq=7,额定功率因数 cos φ ed=0.85 ,额定效率 η ed=0.9; (3) 变压器的其它负荷为: Sfh=0.5Sb, cosφ fh=0.7; 或 Sfh=0.6Sb, cosφ fh=0.8 (由这两种情况计算出的 Qfh 值相差很少,故在表 2 中只列出前一种情况的计算 值) ; (4)变压器高压侧的短路容量 Sdl=50Sb,Sb 为变压器额定容量。

序号 1 2 3 4

按电源容量允许全压起动的笼型电动机功率 电源 允许全压起动的笼型电动机功率 小容量发电厂 每 1kVA 发电机容量为 0.1~0.12kW。 6(10)/0.4kV 变 经常起动时,不大于变压器额定容量的 20%; 压器 不经常起动时,不大于变压器额定容量的 30%。 高压线路 不超过电动机供电线路上的短路容量的 3%。 变压器-电动机组 电动机功率不大于变压器额定容量的 80%。

表1

1

表2
起动时 的电压 降Δ U% 100

6(10)/0.4kV 变压器允许全压起动笼型电动机的最大功率
供电变压器的额定容量 Sb(kVA) 125 160 200 250 315 400 500 630 800 1000 1250 1600

起动笼型电动机的最大功率 Pd(kW) 10 15 20 30 25 40 30 50 40 65 50 80 65 100 80 130 100 160 120 190 150 240 190 300 235 375 300 480

电动机起动时,应对变压器过负荷进行校验。若每昼夜起动 6 次,每次起动 持续时间不超过 15s, 变压器的负荷率小于 90% (或每次起动持续时间不超过 30s, 变压器的负荷率小于 70%) ,最大起动电流允许值为变压器额定电流的 4 倍。若 每昼夜起动 10~20 次(每次起动持续时间和变压器的负荷率同前) ,则允许最大 起动电流相应减少为变压器额定电流的 2~3 倍。当不符合上述条件时,应加大变 压器的容量, 而不应采用进一步降压起动电压的方法。这样会延长电动机的起动 时间,是变压器更加过热。

3、大型电动机起动时,应保证电动机及其起动设备的动稳定和热稳定。 起动时的动稳定电流和热稳定电流应符合制造厂的规定。例如,电动机的允 许起动条件(全压起动或降压起动)和连续起动次数(一般轧钢电动机连续起动 次数为冷态 3 次,热态 2 次)以及起动设备的热稳定等。对于同步电动机还应考 虑阻尼笼条的温度不超过制造厂的规定。

4、低压笼型电动机应优先采用全压起动。当条件不允许全压起动时,才考 虑采用降压起动。 低压笼型电动机允许全压起动的最大功率和供电设备容量之间的参数值见 表 1 和表 2。 当电动机功率接近于表 1 和表 2 中最大功率时, 应根据实际情况 (如 变压器高压侧实际的短路容量, 接至电动机的电缆截面和长度,母线已有负荷及 其功率因数, 以及电动机的技术数据等) 进行核算, 计算时采用有名值较为方便。

例: 一台 Y315M2-4 笼型电动机 (160kW, 380V, 294A, 1480r/min, cosφ ed=0.89, η ed=0.93,Kiq=7) ,由一台 SL7-500/10(Ud%=4)变压器供电,接至电动机的线路
2

为两根长 150 米,截面为 120mm2 铜芯电缆。变压器一次侧的短路容量为 25MVA。 母线已有负荷 250kVA,额定功率因数 cosφ fh=0.7。计算电动机起动时低压母线 电压和电动机端电压。

Sed ?

0.160 Ped ? ? 0.193MVA cos?ed?ed 0.89? 0.93

Sqd ? Kiq ? Sed ? 7 ? 0.193 ? 1.35MVA
Sdl ? Sb Ud% ? Sb S' ? 0.5 ? 8.33MVA 0.5 0.04? 25

8 5 Xl ? (Xo ? ) ?l ? (0.07 ? ) ? 0.150 / 2 ? 0.0084 ? S 120

Sq ?

1 1 Xl ? 2 Sqd Um

?

1 ? 1.25MVA 1 0.0084 ? 2 1.35 0.38

Qfh ? Sfh 1 - cos2 ?fh ? 0.25 1 - 0.72 ? 0.178Mvar
U * qm ? Sdl ? Qfh 8.33? 0.178 ? ? 0.87 ? 0.85, Sdl ? Qfh ? Sq 8.33? 0.178? 1.25

满足母线压降允许值的要求。

U * qd ? U * qm
式中:

Sq 1.25 ? 0.87 ? ? 0.80 Sqd 1.35

Sed——电动机的额定容量,MVA; Ped——电动机的额定功率,MW; cosφ ed——电动机额定功率因数; η ed——电动机额定效率; Sqd——电动机额定起动容量,MVA;
3

Kiq——电动机额定起动电流倍数; Sdl——母线短路容量,MVA; Sb——变压器额定容量,MVA; Ud%——变压器阻抗电压百分比; S'——变压器一次侧短路容量,MVA; Sq——电动机起动时,起动回路的额定输入容量,MVA; Um——母线额定电压,kV; Sfh——母线其它负荷,MVA; Qfh——母线其它负荷的无功功率,Mvar; cosφ fh——母线其它负荷的功率因数; U*qm——电动机起动时的母线电压相对值; U*qd——电动机起动时的端电压相对值; Xl——线路电抗,Ω ,计电阻后,铝线取(Xo+8/s)l,铜线取(Xo+5/s)l; Xo——线路单位长度的电抗,Ω /km,高压电缆或低压电线穿管取 0.08,低 压电缆取 0.07,架空线路取 0.35; S——导线或电缆芯的截面,mm2; l——线路长度,km。

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