电机启动电流与配电变压器的选择

电机启动电流与配电变压器的选择电机启动电流与配电变压器的选择电机的启动方法与配电变压器的选择 1.问题的提出: 电机启动时的电流一般是电机额定电流的2~7倍，这对电网有较大的影响，国家标准电能质量供电电压允许偏差(GB 12325—90)规定10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的?7%。国家标准GB-T-3811-2008 起重机设计规范7.2.1.2规定电压波动不得超过额定值的?10%，这样，如何选择配电站的降压变压器呢, 2.单电动机直接启动场合的降压变压器容量的选择: 2.1由于电机采用直接启动的方法电路简单，价格低廉...

电机启动电流与配电变压器的选择电机的启动方法与配电变压器的选择 1.问题的提出: 电机启动时的电流一般是电机额定电流的2~7倍，这对电网有较大的影响，国家标准电能质量供电电压允许偏差(GB 12325—90)规定10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的?7%。国家标准GB-T-3811-2008 起重机设计规范7.2.1.2规定电压波动不得超过额定值的?10%，这样，如何选择配电站的降压变压器呢, 2.单电动机直接启动场合的降压变压器容量的选择: 2.1由于电机采用直接启动的方法电路简单，价格低廉，对于主要运行设备是风机(泵类)的企业，采用直接启动的方案，无疑会减少该企业的综合投资费用。拖动风机(泵类)的电动机一般都是四极(或二极)鼠笼型电动机，它们的直接启动电流时额定电流的6倍，如果只有一台380V三相鼠笼电机直接启动，电网电压下降15%——已经超过了最大?10%的标准，则电动机启动电流Iq的安培数与降压变压器次级容量S2的KVA数由下式计算可见: S2=?3[380V-15%380V]Iq/1000 cosФ=1.732(380-57) Iq /0.85*1000=1.73*323*Iq /850= 559.436Iq/850=0.66Iq 则有: S2= 0.66Iq 式(1) 由于变压器的平均功耗为7.5%,则变压器容量S与S2的关系为: S=(100+7.5)% S2=1.075S2 则有: S= 1.075S2 式(2) 根据上述式(1)、式(2)，我们选择电动机直接启动的方案时电动机功率P与变压器容量S配备见下表(1) 表(1)直接启动的电动机功率与配电变压器容量的关系电机功率P(KW) 5.5 13 22 30 45 55 电机额定电流Ie(A) 11 26 44 60 90 110 电机启动电流Iq(A) 66 156 254 360 540 660 变压器次级容量S2(KVa)=0.66Iq 43.56 93.6 167.64 237.6 356.4 435.6 应选变压器容量S(KVa)=1.075S2 46.83 100.62 180.21 255.42 383.13 468.27 2.2.数台电动机直接启动场合的降压变压器容量的选择当用户有N台电机同时启动时，则有: S=1.075*N*S2*=N*(1.075*0.66)Iq=0.71*N*Iq, 通常，电动机直接启动时:Iq(A)=12*P(KW), 则有: S(Kva)=0.71*N*Iq=0.71*N*12P=8.52*N*P(KW) 式(3) 假设，有2台30KW的电动机直接启动，需要配备多大的降压变压器呢, 根据式(3)有 S(Kva)=8.52*N*P=8.52*2*30=511.2KVa 3.单电动机采用变频器启动场合的降压变压器容量的选择: 3.1采用变频器启动的鼠笼型电动机，它们的启动电流时额定电流的可以控制在额定电流的2倍，如果只有一台380V三相鼠笼电机用变频器启动，电网电压下降15%——已经超过了最大?10%的标准，则电动机启动电流Iq的安培数与降压变压器次级容量S2的KVA数由下式计算可见: Iq /0.85*1000=1.73*323*Iq /850= S2=?3[380V-15%380V]Iq/1000 cosФ=1.732*(380-57)*559.436Iq/850=0.66Iq 则有: S2= 0.66Iq 式(1) 由于变压器的平均功耗为7.5%,则变压器容量S与S2的关系为: S=(100+7.5)% S2=1.075S2 则有: S= 1.075S2 式(2) 根据上述式(1)、式(2)，我们选择电动机直接启动的方案时电动机功率P与变压器容量S配备见下表(1) 表(2)变频启动的电动机功率与配电变压器容量的关系电机功率P(KW) 5.5 13 22 30 45 55 电机额定电流Ie(A) 11 26 44 60 90 110 电机启动电流Iq(A) 22 52 88 120 190 220 变压器次级容量S2(KVa)=0.66Iq 14.52 34.32 58.08 79.2 125.4 145.2 应选变压器容量S(KVa)=1.075S2 15.61 36.90 62.44 85.14 134.81 156.09 3.2.数台电动机用变频器启动场合的降压变压器容量的选择当用户有N台电机同时启动时，则有: S=1.075*N*S2*=N*(1.075*0.66)Iq=0.71*N*Iq, 通常,采用变频器启动时Iq(A)=4*P(KW), 则有: S(Kva)=0.71*N*Iq=0.71*N*4P=2.84*N*P(KW) 式(4) 假设，有2台30KW的电动机采用变频器启动，需要配备多大的降压变压器呢, 根据式(4)有 S(Kva)=2.84*N*P=2.84*2*30=170.4Kva 4.投资比较比较直接启动与用变频器启动，我们可以看到，直接启动方案不需变频器，但降压变压器的容量要大些，具体费用比较见表(3) 表(3)电机直接启动与采用变频器启动初期投资比较直接启动采用变频器启动 N台电机功率P(KW) 45 55 45 55 需配备变压器容量S(KVa) 383.13 468.27 134.81 156.09 需配备变频器容量P(KVa) 0 0 55 70 据表(3)分析，同一个企业: 4.1采用直接启动电动机，他的变压器采购成本是8.52*N*P,但是变频器的采购成本是零; 4.2采用变频器启动电动机，他的变压器采购成本减少了2/3*8.52*N*P,但是增加了1.2N*P 变频器的采购成本; 4.3假设目前每千伏安变压器的价格是0.0375万元，每千瓦变频器的价格是0.1万元，，那么，采用直接启动与用变频器启动的价格比较——值得注意的是变频器的实际使用寿命一般是2年——见表(4): 表(4)电机直接启动与采用变频器启动3年投资比较直接启动采用变频器启动 N台电机功率P(KW) 45 55 45 55 N*P 添变压器费用(万元)14.34 17.56 0 0 =0.0375*8.52*N*P 添变压器费用(万元)0 0 5.50 5.85 =0.0375*2.84*N*P 添变频器费用(万元) 0 0 5.5 7.0 =0.1*N*P 3年备件维修费用(万元) 0 0 5.5 7.0 小记(万元) 14.34 17.56 16.5 19.85 5.结论通过分析比较，我们可以看到，在可以采用直接启动的机械，如风机、水泵等，采用直接启动的方法不但控制维护简单可靠，而且3年的综合投资交采用变频器调速的要少。特别是市场上标准配电变压器的容量一般是100Kva以上，采用变频启动时，一般还是要添置100Kva以上的变压器，这样，小功率电动机采用直接启动方法在目前变频器千瓦价高于变压器3倍时还是有生命的。赵国庆上海宏岸港口机械有限公司 2009.7.8

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