低压电机起动压降计算公式
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压降计算公式
压降(Drop)是指电源在一定电流下滴压发生的现象,是电源供给电能时存在的一种基本物理现象。
它可以衡量一个电路的电源能力,发现电路是否存在问题,并在设计电路时供参考。
因此,计算压降是一个重要的工作。
一般来说,计算压降的公式是:
压降=电源电压V(伏)发射头接地的功率点的电压Vp(伏)
其中,电源电压V就是压源的电压,发射头接地的功率点的电压Vp则是在功率点发射出的电压值。
此外,电路提供功率的关键系数也会影响压降大小,如电流值I(安培)、电阻R(欧姆)和导体材料的热导率K(每米每分钟每摄氏度)等。
提供的功率系数越大,压降也会越大,反之亦然。
因此,当设计电路时,应选择更低的电阻值和更小的电流值,以减小压降值。
除此之外,压降也受到电路中用于携带电流的传输介质(导线)影响。
对于导线材料,有铜、铁、铝、金属纤维等,而其中铜是最常用的,因为铜具有良好的电导性和抗腐蚀性,可以提供良好的电流传输特性。
此外,空气作为一种介质也可以用于电路传输,但其压降大小要远高于金属导线,因此不建议采用空气作为传输介质。
最后,降的大小还受到外界因素的影响,如环境温度、湿度以及空气的漂浮尘埃等。
压降主要取决于电路中电流的大小,以及环
境中温度和湿度的影响。
当环境发生变化时,压降会变化,因此,为了获得更准确的结果,环境因素也必须要考虑在内。
总之,计算压降是一个非常复杂的过程,主要取决于电源电压、发射头接地电压、电路提供功率的关键系数,以及环境因素。
通过恰当的计算,可以了解电路的压降和电源的供能能力,从而为设计电路提供参考。
全压起动时压降计算书计算依据《工业与民用配电设计手册》第三版中P270页表6-16的公式已知条件线缆类型:铜线缆截面S(mm2 )=400.000线缆长度L(km)=0.300电机名称:Y(IP44)电机型号:90L-2电机功率(kw):6000.000电机转速(r/min):125.000电机额定电流(A):330.000电机起动电流(A):330.000电机额定电压(kV):10.500系统短路容量S"(MV A)=331.000变压器额定容量SrT(MV A)=16.000变压器阻抗电压相对值UT=0.090预接负荷Sfh(MV A)=2.000功率因数cosφ=0.920母线标称电压UM(kV)=10.500计算公式和过程电动机起动电流倍数Kst=Iq/Ir=330.000A/330.000A=1.000电动机额定容量Srm=1.732UrIr=1.732*10.500kV*330.000A/1000=6.001MV A 电动机额定起动容量Sstm=KqSrm=1.000*6.001MV A=6.001MV A铜线Xl=(0.08+6.1/S)L=(0.08+6.1/400.000mm2)*0.300km=0.029Ω预接负荷Qfh=Sfh*SINφ=2.000MKV A*0.392=0.784MVar母线短路容量Skm=Srt/(Ut+Srt/Spp)=16.000MV A/(0.090+16.000MV A/331.000MV A)=115.658MV A起动回路的额定输入容量Sst=1/(1/Sstm+Xl/Um2 )=1/(1/6.001MV A+0.029Ω/10.500kV2 )=5.992MV A母线电压相对值Ustm=(Skm+Qfh)/(Skm+Qfh+Sst)=(115.658MV A+0.784MVar)/(115.658MV A+0.784MVar+5.992MV A) =0.951电动机端子电压相对值ustM=UstmSst/Sstm=0.951*5.992MV A/6.001MV A=0.950实际起动电流Istm=UqmSq/1.732Um=0.951*5.992MV A/(1.732*10.500KV)*1000=313.362A计算结果母线电压相对值Ustm=0.951电动机端子电压相对值ustM=0.950实际起动电流Istm=313.362A校验机械起动转矩:电机端子电压相对值ustM=0.950电机起动转矩相对值MstM=10.000电机静阻转矩相对值Mj=0.300(1.1Mj/MstM)0.5 =(1.1*0.300/10.000)0.5 =0.182∵ustM>=(1.1Mj/MstM)0.5∴符合要求!计算电机起动时间:机械转动惯量J^2=8.000电机平均起动转矩相对值Mstp=1000.000电机静阻转矩相对值Mj=0.300电机转速Nr=125.000电机额定容量PrM=6000.000电机起动时间=J2 Nr2 /[365Prm(ustM2 Mstp-Mj)]=8.000*125.0002 /[365*6000.000*(0.9502 *1000.000-0.300)]=0.000。
电动机启动电压降简易计算法杨宇飞【摘要】摘要本文介绍了电动机启动电压降的简易计算法,论证了该计算方法的理论依据及计算公式推导,并通过实例计算了变压器端子、配电母线及电缆干线末端的电动机启动电压降,简单、易懂、使用方便,是提高设计质量的必要措施。
【期刊名称】智能建筑电气技术【年(卷),期】2014(008)005【总页数】3【关键词】关键词启动电流尖峰电流电压降简易计算法1 引言电动机的启动电流很大,可达额定电流的4倍至十几倍。
尤其是大型电动机的启动,会造成供电母线的供电电压下降,严重影响供电质量,影响设备的正常运行,甚至会引起供电事故,发生掉闸、停车等故障。
启动电压降的计算是长期困扰电气设计人员的老问题,虽然在电气设计手册中有其计算方法资料,但由于其计算复杂、繁琐,很少有人进行计算,使设计存在极大的盲目性,盲目的设置降压启动设备会造成设备浪费,投资增加,甚至影响使用效果。
本文提出一种简单、易懂、适用的计算方法供参考。
电动机启动电压降由三部分组成,即变压器端子的电压降,配电母线电压降,干线末端电压降(当有配电干线时)。
变压器端子的电压降主要是由变压器的阻抗通过电流产生的。
母线电压降主要是母线的电阻、电抗通过电流产生的电压损失。
配电干线的电压降主要是配电线路的电阻、电抗通过电流产生的电压损失。
2 变压器端子电压降的计算(1)式中,Z为变压器阻抗,I为通过变压器的电流。
从式(1)可知,UK与电流I成正比。
当电流I等于变压器的额定电流时,UK是变压器产品样本中的短路阻抗电压百分数。
∴(2)式中,IBe为变压器额定电流(A);uB为变压器端子启动电压降百分数;Ii为电动机启动时产生的最大尖峰电流(A)。
尖峰电流:Ii=Ij+Iq(3)式中,Ij为除最大电动机外其他负荷的计算电流(A);Iq为最大一台电动机的启动电流(A)。
变压器端子电压降:(4)3 配电母线电压降的计算配电母线电压降可以用母线电压损失表进行计算。
低压笼型电动机直接起动电压降计算编制葛生浩电气自动化事业部二零零七年元月低压笼型电动机直接起动电压降计算1.笼型电动机全压起动1.1按《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93第2.3.2条规定,交流电动机起动时,配电母线上的电压应符合下列规定:•1)在一般情况下,电动机频繁起动时,不宜低于额定电压的90%;电动机不频繁起动时,不宜低于额定电压的85%。
•2)配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷,且电动机不频繁起动时,不应低于额定电压的80%。
•3)配电母线上未接其他用电设备时,可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
1.2笼型电动机全压起动当符合下列条件:•1)起动时,对电网造成的电压降不超过规定的数值。
一般要求:经常起动的电动机不大于10%;偶而起动时,不超过15%。
在保证生产机械所要求的起动转矩而又不致影响其他用电设备的正常工作时,其电压降可允许为20%或更大一些。
由单独变压器供电的电动机其电压降允许值由传动机械要求的起动转矩来决定。
•2)起动功率不超过供电设备和电网的过载能力。
对变压器来说,其起动容量如以每24h起动6次,每次起动时间为15s来考虑,当变压器的负载率小于90%时,则最大起动电流可为变压器额定电流的4倍。
•3)电动机的起动转矩应大于传动机械的静阻转矩。
•4)起动时,应保证电动机及起动设备的动稳定和热稳定性。
5)机械能承受电动机全压起动时的冲击转矩;•6)制造厂对电动机的起动方式无特殊规定。
2.鼠笼型电机直接起动时的压降计算实例:鼠笼型电机380V、185kW、起动电流1900A,由560/10变压器供电,供电线路采用二根120mm 2电缆,长度50M 。
求直接起动时,低压母线上电压降及电机端电压降。
1)电动机起动时母线电压:计算时假定变压器高压侧容量为无限大,同时电动机投入后变压器达满负荷运行,于是起动时母线平均电压为:*bU S 2*()式中U 2*--电动机起动时母线电压标么值(以额定电压值为基准); X *--变压器电搞标么值(以本身容量为基准); U d -被起动电动机额定电压(KV ); I Q —被起动电动机起动电流(A ) P d —被起动电动机额定容量(KW ); S b —变压器额定容量(kVA )。
电动机启动母线压降计算(杨)P=3000kWIe=210AUe=10.5kV(1)当软启动电流倍数b=1.3时Skm=111MVASlh=3529.41kVAQlh=1859.23kvarSst=4220.19kVA cos φ=0.85b= 1.3倍Ustm=0.964Skm--Qlh--Sst--d%= 3.785%Ustm=0.959d%= 4.340%Ustm=0.946d%= 5.712%Ustm=0.933d%=7.044%Ustm=0.921d%=8.341%P=1250kWIe=86AUe=10.5kV(1)当软启动电流倍数b=2时Skm=111MVASlh=1470.59kVAQlh=774.68kvarSst=2690.15kVAcos φ=0.86启动时母线相对电压电压波动电动机视在功率:电动机无功功率:一、立磨主电机启动压降计算(2)当软启动电流倍数b=1.5时电动机额定功率:电动机额定电流:电动机启动母线压降计算书系统最小短路容量:启动电流倍数:启动时母线相对电压电压波动负荷启动容量:电动机功率因数:(3)当软启动电流倍数b=2时启动时母线相对电压电压波动(4)当软启动电流倍数b=2.5时电压波动√3*Ue*b*Ie*cos φ=(Skm+Qlh)/(Skm+Qlh+Sst)=系统短路容量,MVA预接负荷的无功功率,Mvar。
电动机启动时启动回路的额定输入容量,MVA启动时母线相对电压电压波动(5)当软启动电流倍数b=3时启动时母线相对电压√3*Ue*b*Ie*cos φ=电动机功率因数:二、收尘系统风机电机启动压降计算母线最小短路容量:电动机视在功率:电动机额定功率:系统额定电压:电动机无功功率:负荷启动容量:系统额定电压:电动机额定电流:b=2倍Ustm=0.976Skm--Qlh--Sst--d%=2.468%Ustm=0.972d%=2.947%Ustm=0.971d%=3.067%Ustm=0.965d%=3.659%Ustm=0.96d%= 4.244%启动电流倍数:启动时母线相对电压(Skm+Qlh)/(Skm+Qlh+Sst)=母线短路容量,MVA预接负荷的无功功率,Mvar。
电缆电压降对于动力装置,例如发电机、变压器等配置的电力电缆,当传输距离较远时,例如900m,就应考虑电缆电压的“压降”问题,否则电缆采购、安装以后,方才发觉因未考虑压降,导致设备无法正常启动,而因此造成工程损失。
一.电力线路为何会产生“电压降”?电力线路的电压降是因为导体存在电阻。
正因为此,所以不管导体采用哪种材料(铜,铝)都会造成线路一定的电压损耗,而这种损耗(压降)不大于本身电压的10%时一般是不会对线路的电力驱动产生后果的。
二.在哪些场合需要考虑电压降?一般来说,线路长度不很长的场合,由于电压降非常有限,往往可以忽略“压降”的问题,例如线路只有几十米。
但是,在一些较长的电力线路上如果忽略了电缆压降,电缆敷设后在启动设备可能会因电压太低,根本启动不了设备;或设备虽能启动,但处于低电压运行状态,时间长了损坏设备。
较长电力线路需要考虑压降的问题。
所谓“长线路”一般是指电缆线路大于500米。
对电压精度要求较高的场合也要考虑压降。
三.如何计算电力线路的压降?一般来说,计算线路的压降并不复杂,可按以下步骤:1.计算线路电流I公式:I= P/1.732×U×cosθ其中: P—功率,用“千瓦” U—电压,单位kV cosθ—功率因素,用0.8~0.852 .计算线路电阻R公式:R=ρ×L/S其中:ρ—导体电阻率,铜芯电缆用0.01740代入,铝导体用0.0283代入L—线路长度,用“米”代入S—电缆的标称截面3.计算线路压降公式:ΔU=I×R举例说明:某电力线路长度为600m,电机功率90kW,工作电压380v,电缆是70mm2铜芯电缆,试求电压降。
解:先求线路电流II=P/1.732×U×cosθ=90÷(1.732×0.380×0.85)=161(A)再求线路电阻RR=ρ×L/S=0.01740×600÷70=0.149(Ω)现在可以求线路压降了:ΔU=I×R =161×0.149=23.99(V)由于ΔU=23.99V,已经超出电压380V的5%(23.99÷380=6.3%),因此无法满足电压的要求。
电动机压降计算
电动机的压降可以通过以下公式计算:
压降 = (电动机额定功率 ×效率) / (流量 ×泵效率 × 1000)
其中,电动机额定功率是指电动机正常运行时的功率;效率是电动机的效率,通常可以在电动机的技术参数中找到;流量是液体通过管道的流量,单位为立方米/小时;泵效率是泵的效率,通常也可以在泵的技术参数中找到。
需要注意的是,以上公式只是一种近似计算压降的方法,实际压降可能会受到其他因素的影响,如管道长度、管道截面积、液体的粘度等。
因此,在实际应用中,可能还需要考虑其他因素进行更精确的计算。
直接启动电动机的配电设计探讨摘要:电动机起动容易引发低压台区的电压跌落,恶化低压台区整体的电压质量。
为此提出直接启动电动机的配电设计。
而电动机采用全压起动,其接线简单、实用经济、安全可靠,因此,在设计中如果能够符合相关规范的规定,考虑采取全压直起的方式。
下面本文就对此展开探讨。
关键词:直接启动;电动机;配电设计;1 电动机研究概述电动机转子由磁极冲片叠片而成的磁极、圆筒磁轭等组成,磁极设有横、纵阻尼绕组。
当电动机接通电源后,便能产生异步转矩起动电动机到接近同步转速,然后设法将电动机牵入同步。
大多数同步电动机都是采用此方法起动的。
高转速的同步电动机对转子各部件的机械强度提出了较高的要求。
此时,电动机无法采用叠片式磁极结构,无法设置铜环、铜棒结构的阻尼绕组。
为满足电动机的机械强度要求,其转子结构采用实心式磁极结构,确保了转子具有足够的强度和刚度。
同步电动机的基本技术参数为:型号T2240 -4/1430,4极,额定功率2240 kW,额定电压10 kV,定子绕组Y接法,功率因数0.9(超前),额定转速1500r/min,飞逸转速1800 r/min,频率50Hz,额定电流150A,绝缘等级F级。
2 电动机的起动电流和起动时间电动机起动时,其端子电压应能保证机械要求的起动力矩,同时,也不应妨碍其他用电设备在配电系统中工作而引起的电压波动。
接通电动机电路后,随着转速的变化,启动电流的大小开始变化。
电路接通瞬间的暂态过程类似于短路,先有一个较大的冲击电流,第一半波时就出现这个电流的峰值,接着在后两个周波中急剧衰减,然后随着转速的上升,电流略微下降,进入一个相对稳定的范围;当转速与额定转速接近时,电流下降的速度会很快;在起动的最后,电流降到电动机的额定电流或稍低。
2.1 启动电流有效值通常意义上的起动电流不是电动机转速的函数,而是不包括暂态过程中非周期分量的最大稳态起动电流。
同时,电机的固有特性决定电机的启动电流的大小与负载大小没有关系。
制冷主机(或大容量电动机)启动电压降校验计算表工业与民用配电设计手册 P275 例6-40计算数据准备系统短路容量 S k200MVA 变压器容量 S rT 1.25MVA 变压器到低压柜及柜内铜母排长度 l15m 低压柜到机组配电柜电缆长度 l250m 机组配电柜到压缩电动机电缆长度 l310m 压缩机功率 P rM0.379MW 额定电流 I rM0.702kA 电动机Y接时起动电流 I st1 1.119kA 电动机三角形接线时起动电流 I st2 2.733kA 与电动机同一配电柜母线上所带其他用电负荷 P fh2与电动机同一配电柜母线上其他负荷功率因数 cosφ0.8sinφ1变压器低压侧额定电流 I rT1537.5A电抗2变压器低压侧铜母线阻抗 3x(125x10)+80x6.30.147mΩ/m R l1 =0.000735ΩX l1 =0.00011ΩZ l1 =0.0007432Ω3求电动机起动视在功率 S stM = k st x S rm 1.7987513MVA 电动机额定视在功率 S rm = 1.732 x U M x I rm0.4620283MVA 启动倍数 k st = I st / I rm 3.89316244与电动机接于同一配电柜母线上其他负荷的有功、无功S fh2 = P fh2/cosφ0Q fh2 = S fh2 x sinφ05由制冷站配电柜接至电动机电缆l3阻抗的计算(两根185并联)0.0455mΩ/m R l3 =0.000455ΩX l3 =0.000385ΩZ l3 =0.000596Ω6由变电所低压柜母线接至制冷站配电柜电缆阻抗计算I l2 = (S rm + S fh2)/(1.732 x Um)0.702因制冷站配电柜无其他负荷,仍然选择两根185并联0.0455mΩ/m R l2 =0.002275ΩX l2 =0.001925ΩZ l2=0.0029801Ω设变压器负载率为7接于变压器低压侧母线上其他负荷的视在、无功功率计算变压器低压侧其他负荷的视在功率为S fh = βS rt - (S rm + S fh2)0.5504717MVA Q fh = S fh x sinφ0.330283Mvar 变压器低压侧母线处短路容量计算值为S km=S rT/(r T+S rt/S k)18.867925MVA 线路总电抗计算 X l = X l1 +X l2 + X l30.00242Ω电动机起动时回路输入容量为 S st=1/(1/S stm+X l/(Um2)) 1.7461142电动机起动时变电所母线电压相对值为 u stm=(S km+Qfh)/(Skm+Qfh+Sst)0.916630791.66%则电动机起动时变电所母线上的电压值为0.3483197kV电动机起动时端子电压相对值为u stM=u stm x (S st/S stM)0.889807288.98%则电动机起动时端子电压值为0.3381267kV变压器x T0.060.6电阻0.022mΩ/m<工业手册>554页表0.0385mΩ/m<工业手册>554页表0.0385mΩ/m<工业手册>554页表0.81cosφ0.8sinφ0.6。
电动机起动压降计算方法
电机启动时的压降计算是浩辰CAD电气软件中启动计算的一个重要环节,今天我们就主要拿这个环节来做例子给大家进行讲解,只要把电机启动时的压降计算弄清楚,就可以轻松掌握其他的启动计算,因为电抗器降压起动方式下电抗器计算、降压起动方式下自耦变压器变压比计算的操作方法跟电机启动时的压降计算是差不多的。
在浩辰CAD软件下载平台了解到,电机起动时的压降计算操作步骤如下:
1. 首先根据[起动方式]选择输入系统参数,起动方式一共有四种,对应每一种方式,计算电路各不相同。
其中:
2. 输入线缆参数。
3.输入电机参数。
[电机选择]选择电机可以自动得到电机参数,也可以直接输入电机参数没,这里需要注意的是,电机数据放在motor.mdb中,用户可以直接添加新的数据。
4.点击[计算],得到计算结果。
点击[输出计算文件]把包括计算依据、条件、公式和过程以及结果的计算书输出到Word中,在Word 中可以编辑修改。
5.单击[校验机械起动转矩]按钮,弹出对话框如右图:
根据公式来验证选取的“电机起动转矩相对值”是否正确,如果正确将显示“校验通过!”;如果不正确将显示“校验不通过,请调整设计参数!”,重新选取合适的参数。
6.单击[计算电机起动时间]单击此按钮,弹出对话框如上图:可计算启动时间。
电压下降计算公式在我们的日常生活和学习中,电可是无处不在。
从家里亮堂堂的电灯,到学校里各种各样的电器设备,电都在默默地发挥着巨大作用。
而今天呢,咱们要来聊聊一个和电有关的重要概念——电压下降计算公式。
先来说说什么是电压下降。
想象一下,电流就像一群急匆匆赶路的小朋友,在电线这个“通道”里奔跑。
当它们跑过一段距离,可能就会变得有点累,速度慢下来,这就相当于电压下降了。
那怎么算出这个下降的量呢?这就得靠我们的电压下降计算公式啦!电压下降的计算公式是:△U = (P×L)÷(A×S)。
这里的“△U”表示电压下降的数值,“P”代表通过线路的功率,“L”是线路的长度,“A”是导体材料的电导率,“S”则是导体的截面积。
为了让大家更好地理解这个公式,我给大家讲个我自己的经历。
有一次,我家里装修,要重新布置电线。
我想着自己也算懂点电学知识,就打算亲自上手帮忙。
结果呢,在计算电线长度和所需截面积的时候,我一开始没把这个电压下降的问题考虑进去。
按照常规的想法弄好了线路,结果等所有电器都打开的时候,灯光变得特别暗,有些电器甚至运行不太正常。
这可把我急坏了,赶紧重新检查线路,这才发现就是因为没有准确计算电压下降,导致供电不足。
从那以后,我可算是深刻认识到了电压下降计算公式的重要性。
比如说,在一个长距离输电的场景中,如果不考虑电压下降,那到达终端的电压可能就会低得无法正常使用电器设备。
又或者在设计一个大型工厂的电力系统时,要是忽略了这一点,那可能会导致生产线停工,造成巨大的损失。
咱们再回到这个公式,这里面每个参数都有它的作用。
功率“P”越大,电压下降可能就越明显;线路长度“L”越长,电流跑的路越远,累得越厉害,电压下降也就越多;电导率“A”和截面积“S”呢,如果导体材料的电导率高,截面积大,那就相当于给电流小朋友们提供了一条宽敞好走的大道,电压下降就会相对小一些。
在实际应用中,我们要根据具体的情况,准确测量和确定这些参数的值,然后代入公式进行计算。
Science &Technology Vision科技视界0简介1)电能质量的概念电能质量[1]是表征通过公用电网供给用户端的交流电能的品质的优劣程度。
理想状态的公用电网应以恒定的频率、正弦波形和标准电压对用户供电。
在三相交流系统中,还要求各类相电压和电流的幅值应大小相等、相位对称且互差120°。
但由于系统中的发电机、变压器、输电线路和各种设备的非线性或不对称性,以及运行操作、外来干扰和其它各种故障等原因,这种理想状态并不存在,因此出现了电网运行、电力设备和供用电环节中的一系列问题,电能质量的概念由此产生。
2)电能质量的分类电力系统的电能质量是指电压、频率和波形的质量。
衡量电能质量的主要指标[2]包括:电压偏差、电压波动和闪变、频率偏差、谐波和三相电压不平衡度等。
为区分连续电压变动或电压周期性变动,本文将前者变动统称为电压下降。
3)电动机起动时在配电系统中引起电压下降的电压允许值按照GB 50055-2011《通用用电设备配电设计规范》[3]第2.2.1条:电动机起动时,其端子电压应能保证机械要求的起动转矩,且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。
第2.2.2条:交流电动机起动时,配电母线上的电压应符合下列规定:(1)配电母线上接有照明或其他对电压波动较敏感的负荷,电动机频繁起动时,不宜低于额定电压的90%;电动机不频繁起动时,不宜低于额定电压的85%。
(2)配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷,不应低于额定电压的80%。
(3)配电母线上未接其他用电设备时,可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机,尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
1电压下降分析及其危害引起电压偏差、电压波动以及电压下降等的根本原因,是动态而非静态,当电流恒定不变,则不会引起这些问题。
电动机起动时在配电系统中要引起电压下降。
起动前的电压有效值U 与起动时的电压有效值U st 之差即为电压下降,用相对值(与网络标称电压U n 的比值)表示,即ΔU st =U -U stU n×100%(1)电动机起动时的电压相对值(与网络标称电压U n 的比值)为u st =Ust U n×100%(2)电动机起动时引起电压下降所带来的危害难以估量,诸如电动机不能正常起动,或转速不均匀,或电机控制系统失灵,或电动机损坏,甚至产生更严重的生产事故等。
三相电机启动母线压降计算实例在工业生产中,三相电机广泛应用于各种设备和机械中,它们的启动是整个系统正常运行的关键。
在三相电机启动过程中,母线压降是一个重要的参数,它会影响电机的性能和工作效率。
本文将以一个实例来介绍如何计算三相电机启动过程中的母线压降。
实例背景:假设我们有一台额定功率为100kW的三相电机,额定电压为380V,额定电流为190A。
电机的启动方式为直接启动,在启动过程中,电机会产生较大的启动电流,这会导致母线电压下降。
计算步骤:1. 计算电机的启动电流电机的启动电流通常是其额定电流的5-7倍,根据实例中的电机额定电流为190A,我们可以假设启动电流为6倍,即启动电流为190A * 6 = 1140A。
2. 计算电机的内阻电机的内阻是指电机内部元件的电阻,它会导致电机在工作时产生一定的电压降。
根据电机的额定功率和额定电流,我们可以使用以下公式来计算电机的内阻:内阻 = 额定电压^2 / 额定功率= 380V^2 / 100kW = 1444Ω3. 计算电机启动时的母线压降电机启动时的母线压降可以通过以下公式计算:母线压降 = 内阻 * 启动电流= 1444Ω * 1140A = 1,646,160V结果分析:根据计算结果,电机启动时的母线压降为1,646,160V。
这意味着在电机启动过程中,母线电压会下降1,646,160V。
由于电压下降,电机的工作效率可能会受到影响,同时还可能导致其他设备在电机启动过程中无法正常工作。
为了解决电机启动时的母线压降问题,可以考虑以下措施:1. 采用软启动器:软启动器可以通过逐渐增加电机的电压和频率来控制电机的启动过程,从而减小电机启动时的电流冲击,减少母线压降。
2. 增加电源容量:增加电源容量可以提供更大的电流输出能力,从而减小电机启动时电压的下降。
3. 优化电网结构:优化电网结构可以减小电机启动时的电压下降,例如增加电网的短路容量,减少线路的电阻和电抗等。
1目的通过对电动机全压起动产生影响的分析和计算,结合本项目特点和相关要求,考虑电动机能采用的最大额定功率。
2参考依据《民用建筑电气设计规范》(JGJ 16-2008),电动机不频繁启动时,其配电母线上的电压不宜低于额定电压的85%。
《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009),电动机正常运行时,其端子处电压偏差允许值为±5%。
3分析计算通常项目除高压冷冻机设备外,采用市政10kV经变压器变压供电,并以柴油发电机组作为备用电源,因此,需考虑无限大容量电源系统(电网)供电和有限容量电源系统(发电机组)供电两种情况。
3.1无限容量供电通常项目中主要负荷通常情况下由10/0.4kV变配电系统供电,示意图如图一所示。
)M4 M5 M6图一10/0.4kV变配电系统示意图其中:----同一配电母线其他负荷的无功功率。
Z -----各回路的电线阻抗。
--- M1 M2 M3运行时产生的无功功率。
--- M4 M5 M6运行时产生的无功功率。
---各个节点的电压降。
-----各回路的输入容量。
---各电动机端子处电压降。
----电动机额定启动容量。
根据图一,假定变压器一次侧容量为150MVA,M1~M6为同类型电动机,,以M6为观察对象,且将M1~M3运行产生的综合考虑在内,即只需满足以确保其他一次配电或二次配电上电动机始终能正常运行。
分析有如下2种情况(计算详见附录)。
情况一:当M6启动时,M4、M5均不运行,其示意图等效如图二所示。
即不产生,只有、对压降产生影响。
由于M1~M3运行,所以需考虑、确保。
通过计算的,结果表一所示:表一情况二:当M6启动时,M4、M5运行。
其示意图等效如图二所示。
图三即产生,有、、对压降产生影响。
由于M4、M5运行,所以还需考虑、,确保、。
通过计算的,结果表二所示:表二以M3为观察对象,且将M4~M6运行产生的综合考虑在内,即只需满足以确保其他一次配电或二次配电上电动机始终能正常运行。
关于线路压降损失经验公式的使用问题
供电线路过长,就应该考虑到以下几方面的问题,第一,线路压降损失问题,线路末端电压能够保证用电设备的使用要求,如正常使用和正常启动;第二,线路末端一旦短路,短路电流能否足以使开关能否安全跳开,同时还要考虑级差保护的问题。
在这里,根据自己的
三、计算负荷距时,应该考虑线路所承受的电流,电流是核心因素。
尤其是感性负载或容性负载,功率因数不等于1的时候,必须考虑无功功率对线路的影响。
四、对于线路末端的压降,一般要符合《城市配电网规划设计规范》GB50613-2010的要求。
根据《城市配电网规划设计规范》GB50613-2010,用户受端电压的允许偏差如下表:。
电压降的计算对于阻抗位Z的导体,利用下列公式计算电压降:式中k 是一个系数,等于:——2,当为单相和两相系统时;—— ,当为三相系统时。
是负载电流(A),如果没有提供其他信息,则应考虑电缆的载流能力 。
L是导体的长度(km)。
n是每相并联的导体数量。
r是每千米单根电缆的电阻(Ω/km)。
x是每千米单根电缆的电抗(Ω/km)。
是负载的功率因数, 通常,由下列公式计算相对于额定值U r 的百分比:根据不同的截面积和电缆的构成,以下表格给出了50Hz时单位长度电缆的电阻值和电抗值;当为60Hz时,电抗值应乘以1.2。
当为长电缆时,根据电压降确定导体截面积的方法:当为长电缆或特殊设计规范要求限制最大电压降时,使用基于热考虑进行的截面积验证可能出现负结果。
为确定正确的截面积,通过下列公式计算最大。
与表4~12中的ΔU x 进行比较,选择ΔU x 低于ΔU xmax 所对应的界面接,此截面积即为最小截面积。
)sin cos (ϕϕx r nL kI kZI U b b +==∆3ϕcos ϕϕ2cos 1sin -=rU U u ∆=∆%LI U u U b r x %max ∆=∆b I由上面的公式算出的相当于额定值Ur的百分数数值太高时,根据下面的公式计算:要求的最大允许压降:0.02额定电压U r(V):400负载电流I b:56电缆长度L(km):0.14ΔU xmax:1.020408比较查表得到的电压比ΔU:0.81反过来验算的电压降(V):6.3504相当于百分比为:0.0158761.732051。
低压电动机软起动的规范要求与计算规范要求《通用用电配电设计规范》条文第2.3.1条电动机起动时,其端子电压应能保证机械要求的起动转矩,且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他用电设备的工作。
第2.3.2条交流电动机起动时,配电母线上的电压应符合下列规定:一、在一般情况下,电动机频繁起动时,不宜低于额定电压的90%;电动机不频繁起动时,不宜低于额定电压的85%。
二、配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷,且电动机不频繁起动时,不应低于额定电压的80%。
三、配电母线上未接其他用电设备时,可按保证电动机起动转矩的条件决定;对于低压电动机,尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
《通用用电配电设计规范》条文解释第2.3.2条关于电动机起动时电压下降的容许值问题,历来存在两种意见:一是规定电源母线电压;一是规定电动机端子电压。
原规范采取规定电动机端子电压的做法虽能控制住配电系统各级母线的电压,但其要求显然偏高。
如仅规定母线电压,则电动机端子电压可能低于容许值。
为解决这一矛盾,本规范采取了两方面兼顾的做法。
电动机起动对系统各点电压的影响,包括对其他电气设备和对电动机本身两个方面。
第一方面:应保证电动机起动时不妨碍其他电气设备的工作。
为此,理论上应校验其他用电设备端子的电压,但在实践上极不方便。
在工程设计中我们可以校验流过电动机起动电流的各级配电母线的电压,其容许值则视母线所接的负荷性质而定。
这方面的要求列入了本条文的一款和二款。
第二方面:应保证电动机的起动转矩满足其所拖动的机械的要求。
为此,在必要时,应校验电动机端子的电压。
这方面的要求反映在本条文的三款中。
一、本款适用于“一般情况下”即母线接有照明或其他对电压较敏感的负荷时。
至于对电压质量有特殊要求的用电设备,应对其电源采取专门措施,例如为大中型电子计算机配置UPS或CVCF;这已超出本规范的内容。
母线电压不低于额定电压的90%(频繁起动时)或85%(不频繁起动时),是沿用多年的数据并被广泛采用,所谓“频繁”是指每小时起动数十次以至数百次。