大冷吨冷水机组采用高压电机的科学及合理性

高压冷水机组的应用分析摘要：冷冻机按照电压等级类别不同可分为高压冷冻机和低压冷冻机，民用项目中常见的高压冷冻机的电压等级为10kV，低压冷冻机一般采用380V。

目前城市商业用电大多为10kV高压进线，分析比较发现采用高压冷水机组在初投资、电量损耗方面存在一定优势，但仍需要在工程实践中进一步证实。

关键词：高压冷水机组变配电设备设备投资Application analysis of high voltage water chillerQi DangWuhan, Hubei 430074Abstract：According to the voltage level of refrigerator can be divided into different categories of high-pressure and low-pressure refrigerator freezer, refrigerator voltage common civilian items for 10kV, low voltage refrigerator with 380V. At present, the city commercial use of radio and TV for 10kV high voltage into the line, analysis and comparison of the high pressure water chiller in the initial investment, electricity consumption, there is a certain advantage, but still need to be further confirmed in the engineering practice.Keywords：high voltage water chiller, transformation and distribution equipment, equipment investment,1 引言武汉某项目的夏季总冷负荷为3700RT。

东莞市东方威尼斯广场使用10KV水冷机组与使用380V水冷机组方案比较一）概述根据中华人民共和国《通用用电设备配电设计规范》，在电机容量大于300KW时，交流电动机在很多情况下宜选用高压电机，特别较大冷量的离心式冷水机组更适合于采用高压电机。

国家中压电力网额定电压为10KV，因此，目前市场上用户直接采用10KV高压离心式冷水机组的用户越来越多。

尽管某些情况下，采用高压电机价格会比低压电机高出较多，但计及低压电机须配置变压器等电气设备，而且采用高压电机将提高电力利用效率，其长期投资的经济性远优于采用380V电机的冷水机组方案。

二）冷水机组的组合方案及性能参数表三）电气接线示意图详见附件一（方案A），附件二（方案B）四）一次设备投资对比一览表（RMB）注：432 RT为相同部分，比较不计入详细计算过程见附件三五）运行费用比较（RMB）注：432 RT为相同部分，比较不计入详细计算过程见附件四六）结论根据方案比较结果，设备投资方面，使用10KV方案A比380V方案B一次设备投资节省投资接近70万人民币，在变压器的年运行费用方面，方案A比方案B每年节省的运行费用超过16万人民币，况且在本方案比较中尚有三个因素对10KV方案A有利的，仍未计入：1） 10KV马达本身能损一般都低于380V的马达的能损，因为380V的马达电流远大于10KV，能损与电流的平方成正比。

2） 380V系统需要2台变压器对电网而言，变压器要吸收电网的无功功率使10KV侧的功率因数变坏，因而在10KV侧要增加该部分的无功功率补偿，增加设备投资。

3）电缆的能损方面因380V电流大，380V系统的能损比10KV系统的高。

综合上述之分析，推荐使用10KV的方案A。

2008奥运会北京射击馆冷水机组高低压供电方案比较武毅王磊（清华大学建筑设计研究院 100084）摘要本文介绍了2008奥运会北京射击馆集中制冷换热机房的离心式冷水机组的高低压供电系统比较方案，从电力系统初投资、运行中的电能损耗费用、零配件和维修费用、机电系统综合投资、对电网电能质量的影响、运行管理等多方面进行比较。

进而针对不同制冷量的常用离心式冷水机组的供电方案进行了综合对比，得出了较为合理的通用选择方案。

关键词离心式冷水机组供电方案投资费用1前言目前，我国民用建筑中使用的冷水机组的工作电压大多采用380V，这一电压等级对于中小容量的冷水机组较为合适，在大量的实践中也得到了证明。

但是随着建筑体量的不断增大以及集中设置冷源节约能源的需求，冷水机组的单机容量越来越大，制冷量达到了几千kW，电动式机组的设备电功率达到了几百甚至上千kW，如果冷水机组再采用380V工作电压，那么在投资、运行和电气综合性能方面是否合适，能否采用更高的电压等级的机组？这是工程设计人员需要研究和回答的课题。

本文以2008奥运会北京射击馆的制冷换热机房的电气设计为例探讨了这个问题。

2工程概况2008奥运会北京射击馆位于国家体育总局射击射箭运动管理中心园区内，园区规划供电电源为由杏石口变电站和大屯路变电站引来两路10kV电源至拟建的园区变电站，园区变电站向园区内的建筑提供10kV或者380 V电源。

集中制冷换热机房位于变电站的南侧，距离扩建变电站25米，用于向整个园区提供冷源，机房内设制冷量1406 kW（电功率269kW）电动式离心式冷水机组一台、制冷量3165 kW （电功率556kW）电动式离心式冷水机组两台，水泵及其它配套设备的设备电容量为398kW。

3供电方案3.1380V低压冷水机组供电方案冷水机组采用380V低压电动机，设两台1000kVA的SCB9-1000/10型环氧树脂绝缘的干式变压器向集中制冷换热机房供电。

针对超大高压电机启动控制探讨【摘要】为挖掘化工领域动力设备的节能降耗，目前项目设计主要采用高压大容量电机驱动，但其启动方式一直困扰着电网。

本文介绍了一种利用电力变压器和电子控制技术来启动大容量电动机的解决方案。

【关键词】超大电机软启动电子控制技术0引言随着化工生产装置日益扩大，设计装置也越来越大，尤其是高压超大电机的广泛运用，而配电系统中高压超大型电机启动，因受电力系统的启动容量限制，极易造成系统电压暂降。

但它不同于电力系统短路故障或者雷击时绝缘子闪络或对地放电导致供电电压暂降。

这种暂降影响范围很大，持续时间一般超过100ms，可能会引起供电电压较为严重的跌落，超大电机启动时也极易造成系统内其它正在运行的电力设备跳闸，影响化工工艺装置连续性生产，对电压敏感的电气设备的不能正常工作，甚至造成严重的经济损失。

目前，市面上所采取的启动方式仅有变频器、液态电阻、固态软启动器等几种软启动方式，这里所述是一种电力与电子相结合的一种高压超大电机启动控制装置。

本装置采用的技术有高可靠电机软启动控制技术、一二次一体化设计技术、先进的晶闸管触发控制技术、热量测算技术和谐波抑制技术等，具有性能可靠、操作简单的优点。

并且在启机过程中，具有电动机过流、短路、过压、欠压、三相电流不平衡、缺相保护功能，弥补了传统保护启机过程中有些保护的缺陷。

1背景技术因变频器具有优良的调速性能和显著的节能效果，但造价高体积大，而用于超大高压电机启动，很有点浪费。

液态降压启动对超10000kW的大电机启动也仍有2.5—3倍Ie，系统中也有电压波动，但可作为一种启动的补救措施，对生产装置有利于把风险降低。

目前我公司双氧水空压机设计应用了一台11000kW的高压10kV超大容量电机。

为规避因为启机，造成公司的电网电压波动，导致其它电气设备运行中跳闸，影响生产装置的关键设备停机，给公司带来较大的经济损失，对其选择采取怎样的降压启动装置就显得尤为重要了。

空调冷水机组10KV与380V供电的经济对比分析（一）空调机组10KV电压拖动问题的提出1-1）根据我国国情，中压电力网络，即城镇供电及地方工业企业供电网络的额定电压规定为10KV。

1-2）根据《JGJ-T16 民用建筑电气设计规》，“用电设备容量在250kw以上或需用变压器容量在160KVA以上者宜以10kV供电”。

1-3）市面各大冷水机组厂家产品低压机组只生产到1300TR装机容量，更大冷量机组一般采用10kV供电，因此对于总冷量较大的项目，如果采用低压机组则需要采用多台主机。

1-4）如使用0.38，3或6KV电动机时要增加10KV的降压变压器、高压柜、控制柜、配电设施，此外更有变压器的电能损耗及增容费等。

这一来大大增加了投资及运行管理费用。

（二）该项目10kV启动与380V启动的方案搭配2-1）10kV方案：2100RT离心机*三台，600RT变频离心机*两台；启动方式—直接启动2-2）380V方案：1050RT离心机*四台，1050RT变频离心机*两台，600RT变频离心机*两台；启动方式—星三角启动基于上述搭配，仅比较两方案不同的部分（三）供电电源系统对照3-1） 10kV方案：3-2）380kV方案：（四）初投资对比设备及附助设施投资比较表单位：RMB（五） 电力变压器的功率及能量损耗计算 5-1）功率损耗变压器的功率损耗包括有功及无功损耗二个部份。

无功功率用来建立磁场影响企业用户的功率因数，有功功率直接为热能的损失影响经济成本效益。

今暂只先讨论有功损耗ΔP B ； ΔP B = ΔP O +ΔP （KW ） ΔP O — 变压器之铁损（KW ）；由变压器之铁芯涡流引起之损失。

ΔP d — 变压器之铜损（KW ）；由变压器绕组中铜导线中的电阻引起之热 损失，与负荷电流之平方成正比。

Sjs — 变压器之计算负荷（KVA ）。

Se — 变压器之额定负荷（KVA ）。

注：ΔP O 与ΔP d ，通过变压器的空载及短路试验获得之参数，可直接查厂家提供的变压器参数表获得。

高压电机冷却分类及冷却系统分析内容简介：根据空—空型热管式冷却器的研制开发成功经验，我们确信完全可以进一步开发电动机水—空型热管式冷却器和汽轮发电机用的水—空型热管式气体（氢气或空气）冷却器，扩大热管式冷却器在电厂电机设备的应用范围。

电机冷却器是电机的主要换热部件，是维持电机运行的重要产品，直接影响电机的温升、出力和寿命，所有的汽轮发电机、水轮发电机、交直流电机都要使用电机冷却器，应用范围极其广泛，在国计民生中起到重要的作用。

一台放电机的冷却器排风量为20M^3/MIN截面积为0.085M^3那么风速可以达到多少?每秒通过的风量等于20/60=0.33立方米。

通过的截面积等于0.085平方米。

所以一秒内的平均风速等于通风量除以截面积等于0.33/0.085=4米/秒。

高压电机的冷却方式分很多种：1.自冷却IC411,既TEFC；2.强制冷却IC416,既TEBC或者TEBV；3.空空冷，IC611；4.空水冷，IC81W;以下几种为独立冷却设计：1.空水冷，IC86W;2.空空冷，IC666；以下是通过管道的冷却设计：1.通过管道进行自冷却，IC31；2.通过管道的独立冷却设计，IC37；除此之外就是开放式自冷却！高压电机的冷却方式很多，常见的就是以上几种，要根据高压电机的环境进行选择，包括电机的机长，机高，装的地方能否满足，并且要确定哪种冷却方式能够满足。

电机冷却系统故障的检修方法：（１）合理安装电机外部冷却管路，定期进行防腐，加强外部冷却管路的巡视工作，减少冷却介质的流失。

（２）提高冷却水水质的质量，减少冷却水杂质腐蚀管道，冷却通道堵塞的机率。

（３）如果是钢质循环冷却散热管漏水采用电（气）焊补焊即可，如果是铝质循环冷却散热管漏水，需采用冲压、填塞、密封的现场检修方法，解决水冷式电机铝质循环冷却散热管漏水。

此现场检修方法是通过在钢件水箱体与铝制循环冷却散热管结合处的缝隙内注入胶水，有效地避免了钢和铝的直接接触，防止了钢铝结合处的氧化作用，同时该检修方法将整个铆压结合处全部密封起来，有效的避免了循环水对接头处的腐蚀，降低了设备的检修费用，提高了工作效率，减小了维修量。

1000Rton离心机电压采用380V及10kV方案的比较前言作为离心机电压的选择方案，380V和10kV方案在业界内被广泛应用，但是，两方案对机组的影响是显而易见的，其中包括：采用高压10kV和380V电压对机组初投资、运行成本等方面的影响，以及一些由于采用了不同的方案而引发的、隐形的，超出了中央空调考虑范畴，但却为配电专业必须考虑的问题的影响。

本文就选择高压10kV电机的运行方案，从理论、数据、运行效果等方面作详细分析。

二、理论分析采用高压10kV (电网电压) 电机应用于大功率冷水机组，较低压380V电机运行方案如下优点：1.大幅度降低电动机运行电流，增强运行安全可靠性，减少设备故障率。

采用4台1000冷吨离心冷水机组的电动机功率每台为616kW，若采用380V供电方式，其满载电流每台为1059A；若采用10kV供电方式，其满载电流每台为40.2A，低压电流为高压电流的26.3倍，采用高压电机将大大降低机组的最大启动电流，这对频繁起动的大功率电动机而言，高压启动对电网的冲击比低压启动要小得多，其操作运行的安全可靠性增强，故障率减少。

2.大大减少在该项目的初期设备投资、运行费用、耗电等费用。

（A）设备的初期投资和安装费用采用10kV高压供电，可直接将电网电压供给高压电机，机组可直接电抗式启动柜，省去星三角启动柜、低压配电柜等开关柜，而且接线电缆直径大大减少，长度缩短，电器施工难度简化，大大降低电器设备的安装费用(相对于高压机组，低压机组由于增加了变压器，而变压器本身对系统而言是一个无功负荷，将导致供电系统的功率因数变差，因而，原则上需要增加电力系统10kV侧的功率因数补偿装置费用)。

(B) 能耗与运行费用冷水机组采用闭式电机驱动，配置高压电机与低压电机的冷水机组效率是相同的，但低压电机功率因数相对较低，将增加冷水机组的实际运行费用。

同样相同容量的冷水机组，高压机组相比于低压机组的启动电流，运行满载电流均小，电机的发热损失等功率损耗要比低压机组要小。

冷水机组技术要求及质量标准1.总则1.1.所有送到工地的冷水机组均应是全新及原厂产品，需有标示以利辨别其等级及原生产厂，并需提供使用寿命检验证明文件。

而且需要有超过十套同样冷量的生产经验，且须通过工S09001认证，产品符合国际标准。

1.2.制冷机装置的设计效率须达到《GB 19577-2015冷水机组能效限定值及能源效率等级》一级要求。

需按照相关法律法规要求粘贴能效标识，且该能效已经在相关机构已经完成备案并可以网上查询，请提供相关证书或者文件备考。

1.3.工厂必须配置能针对此投标机组进行所有相关性能测试之测试台，且该测试台经过AHRI认证。

1.4.安装于冷水机组机身的原厂铭牌应标明厂家的名称，设备的编号，型号及有关的技术数据，并提供由原产地发出的产地来源证。

1.5.各投标产品均应提供AHRI认证证书，同一系列产品的定频和变频机组应提供不同的认证证书，不能相互替代。

需提供满足AHRI认证的部分负荷耗电量的选型数据及曲线。

1.6.需提供本项目技术及配置要求机组型号的部分负荷耗电量及部分负荷性能系数NPLV值的计算机数据，绘制20％一100％负荷调节范围内的COP、耗电比及整机（含机组辅助设备）输入功率3条曲线图，并说明部分负荷的控制方法。

1.7.机组应能在较大的冷却水范围内启动及运行，需提供定冷却水温度分别为35℃，32℃，28℃，24℃，20℃，16℃时负荷从100％至20％之间的选型报告。

这些报告经过AHRI认证且有AHRI 标志并加盖制造商公章。

1.8.需提供机型应以计算机选型数据为准。

计算机设备选型书至少包含下列内容：A．生产厂家；B．类型、型号；C．制冷量；D．制冷剂；E．蒸发器(污垢系数、进出水温度、水流量、水压降)F冷凝器(污垢系数、进出水温度、水流量、水压降)：H．电机产型号、技术参数；I．压缩机型号；启动方式；K．噪声水平；L．机组能量调节范围。

1.9.机组应配置卸载机构，其动作灵活可靠。

建筑设计中制冷主机高压10KV与低压380V启动的选择作者：周晶晶滕建龙来源：《建筑工程技术与设计》2014年第27期摘要：对于大型制冷机组，如何选择制冷机组的启动方式是选择制冷主机以及配电的一个重要问题。

本文从多方面比较了高压10KV启动与低压380V启动方式的各方面的优缺点。

关键词：高压10KV启动低压380V启动优缺点前言对于目前市场上出现的离心压缩机，额定电压有380V，3KV，6KV，10KV。

一般情况下，冷水机组的电源均选为380V的供电电源，仅对于超大型冷水机组，部分供货商选用10KV的供电电源。

当我们在考虑冷水机组的电源配置时，若电机额定功率在300KW（单台压缩机电机的额定功率）以下，采用380V低压和星角启动在技术和经济上都是合理和可行的。

但当电机功率大于300KW（单台压缩机电机的额定功率）时，采用10KV驱动，则刚好相反，无论在技术上还是经济上，都比380V 驱动更合理。

而且电机功率越大，这种功率更加明显。

下面我们从多方面比较一下两者的优缺点。

1、10KV与380V的供电电源下设备供电系统的比较（1）380V供电电源的特点：优点：有变压器的存在，不会对工业区电子设备产生影响。

故障接地对电机无危害。

因为是标准电压，故只需进行常规操作，不会产生安全事故。

缺点：启动电流较高压启动机组大，对电网的冲击较大。

（2）10KV供电电源的特点：优点：机组启动时，启动电流小，对电网的冲击较小；在机组运行时，运行电流小，会节省一定的电能。

省去10KV/380V变压器及变压器的损耗。

和380V供电电源比较，省去：→变压器380V侧隔离开关→进出线柜→变压器室的安装及材料→变压器室土建费用。

大幅度降低启动和运行电流，降低用电设备和电缆的规格，减少线路的压降和损失。

缺点：使用电源的申请手续繁琐；安全性低，比较危险；需要专门持高压电器操作证书的人员管理；后期的维护费用高，且备用品件市场上不易采购，且费用高。

大型冷却设备的机械传动系统案例随着各行各业的发展，现代工业的冷却设备已经普及到很多领域。

为了使冷却设备起到最佳效果，其机械传动系统也显得尤为重要。

本篇文章将介绍一款大型冷却设备的机械传动系统，让大家更好地了解工业设备的运行原理和维护方法。

一、背景这款冷却设备是一种用于钢铁加工的机械设备，工作温度较高，需要通过制冷系统来维持其正常运转。

同时，为了达到更高的生产效率，它还需要经常进行自动化控制和调节，因此，其机械传动系统要求必须稳定可靠。

二、机械传动系统的组成1. 电机该冷却设备的机械传动系统采用交流电机，用来提供动力。

电机的性能决定了设备的功率和效率，因此选择合适的电机是至关重要的。

2. 齿轮箱齿轮箱是连接电机和制冷系统的桥梁，主要通过齿轮传动，将电机的转速变换为制冷系统需要的运行速度。

齿轮箱内部的齿轮轴和轴承应该进行定期润滑和维护，确保其正常工作。

3. 制冷系统该冷却设备的主要制冷系统采用制冷剂，通过制冷循环和换热器将热量传递到外部环境。

制冷系统的核心部分是压缩机，其通过电机驱动，将制冷剂压缩成高温高压气体，然后经过换热管降温，变成低温低压液体，最终进入冷却系统，散热降温。

三、机械传动系统的故障与维护尽管这种冷却设备的机械传动系统是市场中的顶级设计，但它仍然需要定期的维护和检查，以确保长期稳定的运行。

一旦出现故障，需要及时解决，避免影响整个钢铁加工生产线的生产进度。

1. 齿轮箱润滑齿轮箱内部的齿轮轴和轴承需要定期润滑和维护，以确保其正常工作。

同时，也需要检查齿轮箱的密封和磨损情况，确保它们的完整性和可靠性。

2. 电机维护电机需要定期检查和维护，其中包括检查电机的温度、异响、漏水等情况，确保电机正常运行。

另外，检查齿轮箱与电机之间的连接部分，以确保它们的传动效率和可靠性。

3. 制冷系统维护制冷系统需要定期清洗和更换制冷剂，避免管道堵塞、制冷剂泄漏等影响制冷效果的问题。

同时，也需要检查制冷系统的压力、温度和漏气情况，确保其正常工作。