电 设计 大型电机启动压降的计算及 电压调 整标准 张星海 （中国石油哈尔滨石化分公司，哈尔滨１５００５６） ［摘要］在石化行业中，一般会通过调高网内电压的方法来消除大型电机直接启动对系统内其它正常运行设备的影 响。介绍一种实用的计算电机启动压降的方法，可对电机各种情况下的启动压降进行准确计算。 关键词 压降阻抗标幺值调压 中图分类号ＴＭ３０６ 量标幺值。 ＫＰ０引言 在石化行业中，大型电机数量较多，并且一般采取直 接启动方式。这些电机启动时会引起系统电压大幅下降， 为了不影响其它设备正常运行，就需要适当调整网内系统 电压，而调整量就需根据电机在各种情况下的启动压降来 决定。对此，本文介绍一种实用的计算电机启动压降的方 法，以较为准确计算出电机在各种情况下的启动压降，从 而为大型机组启动提供准确的网内主变调压标准。 一 Ｑ ｓ 一 ＝一 ！兰 ！量墨。 一亟５ Ｘ ３ ７３０ 一１ ４Ｒ３４８ 式中，Ｋ为电机启动电流倍数；Ｐ为电机额定功率 ｒ／ｃｏｓ￣ｏ为电机效率与功率因数乘积；Ｓ。为总变６．３ｋＶ侧母 线已有负荷；Ｓ 为主变６．３ｋＶ侧容量，本例取 ３１．５ＭＶＡ。 一 × 一 × ＿ｏ． ８ １基本情况 某公司２台主变额定容量为５０／３１．５／３１．５ＭＶＡ，额 式中， 为主变阻抗电压百分数，本例取主分接头阻抗 百分数１６ ；Ｓ 为主变一次侧容量，本例取５０ＭＶＡ。因 此，电机启动瞬间总变６．３ｋＶ侧母线电压标幺值Ｕ 为 ０．９２２ ５。 定电压为６６／６．３／６．３ｋＶ，正常情况下分列运行。经计 算，要求容量大于１ ２５０ｋｗ的高压异步电机，需在总变电 （１）电机启动瞬间，总变６．３ｋＶ侧母线电压压降为： △Ｕ 变一６．３—６．３Ｕ 一４８８Ｖ 所根据所给机组调压表进行总变６．３ｋＶ侧母线电压调整 后，才允许直接启动。 本文中，总变６．３ｋＶ侧母线电压压降即为△Ｕ主变。 空压机参数：额定功率为３ ７３０ｋＷ，额定电流为 ４２４Ａ，额定电压为６ｋＶ，效率为９６．３ ，功率因数为 ０．８８，实际启动电流为２ ５５ＯＡ（５ ）。线路阻抗（主变来电 （２）总变下级６．３ｋＶ侧母线电压压降为： △Ｌ 级６３Ｉ【ｖ侧母线一△Ｕ主变＋△Ｌ 路＋△Ｌ 路电抗器 ．△Ｕ主变一Ｚ 路１ ＩＮ—Ｏ．０３２ ９Ｏ，Ｘ ２ ５５０Ａ＝８４Ｖ 缆）参数１：０．０３２ ９，０。电机侧线路阻抗（主变来电缆）参 数：０．００９ ９Ｑ。无线路电抗器。主变参数：额定容量为 ５０／３１．５／３１．５ＭＶＡ，额定电压为６６／６．３／６．３ｋＶ，额定电 流为４３７／２８８ ６／２８８ ６Ａ，主分接百分阻抗为１６ 。 因电机启动时无电抗器，故电抗器压降△Ｕ线路电抗器一 Ｘ电抗 一Ｏ。因此，总变下级６．３ｋＶ侧母线电压压降为 ４８８Ｖ＋８４Ｖ＋０Ｖ一５７２Ｖ。 （３）电机机端压降为： △Ｌ 端一△Ｕ主变＋△Ｌｒ线路＋△Ｌｒ线路电抗器＋ ＡＵｇｇ￣＋△Ｕ电机线路电抗器 ＡＵｇｇ￣一Ｚ 路ｌ ＩＮ—Ｏ．００９ ９Ｄ，Ｘ ２ ５５０Ａ＝２５Ｖ ２计算方法及控制标准 以正常分列运行方式为准进行计算，所选参数值以设 备实际参数为依据，对于无法得到实际参数的情况，则以 因电机启动时无电抗器，故电机线路电抗器压降 △Ｌ 机线路电抗器一Ｘ电抗 一０ 因此电机机端压降为４８８Ｖ＋ ８４Ｖ＋２５Ｖ一５９７Ｖ。 常规标准值为准。计算采取标幺值，下面以主变已有负荷 ５０％情况为例进行计算。 电机启动瞬间总变６．３ｋＶ侧母线电压标幺值为： Ｕ 一 Ｕ ｗ 电机启动前，总变６．３ｋＶ侧母线电压调压标准要求控 制电机启动时总变６．３ｋＶ母线一般不低于６．０ｋＶ，同时兼 ｌ＋Ｘ＊ｂＳ 一 １＋Ｘ ｂＳ ± 式中，【， ｗ为总变６．３ｋＶ侧母线电压标幺值；ｘ 为变压 器归算到６．３ｋＶ侧电抗标幺值；Ｓ 为６．３ｋＶ侧母线总容 收稿日期：２０１７—０２—０６ 顾下级高配所６．３ｋＶ母线一般不低于５．７ｋＶ；机端压降 （下级无高配所）不作调压考虑。由此可知，主变调整电压 （下转第７４页） 作者简介：张星海（１９７７一），硕士，工程师，从事电气系统运行管理工作及电气、仪表安全管理工作。 ７０ ｌ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ Ｉ中国电工网 鬯专 由此可求出Ｒ Ａ１—０．０３０ ４，ＲＡ２—０．０２１ ３；ＲＢｌ一 ０．０３０ ４，Ｒｌｊ２—０．０２１ ３；Ｒｃｌ一０．０３０ ４，Ｒｃ２—０．３２５ １。 联运行时，其配置需遵循一定规则，才能合理分配负荷电 流，达到扩容的目的。实际运行过程中，并联运行的２根 或２根以上电缆需遵循如下规则：电缆长度必须相同或接 把该组数值代入式（７）、式（８）、式（１０）中，可估算出２根 电缆各相间电流分配比为：Ｊ ／ ≈０．７， ／ｉｅｚ≈ 近，差异过大将导致电缆载流量偏离设计要求，产生较大 安全风险；电缆横截面必须相同或接近，一般采取相同规 格的２根或２根以上电缆并联，以保证其电气特性一致。 由于阻抗小的电缆分配电流较大，因此２根电缆横截面比 ０．６，，ｃ。／ ≈ｌＯ。通过比较发现理论值与实测值存在偏 差，其原因为Ｊ ＋ ｎ＋Ｊｃ≠Ｊ Ａ１＋ｊＡｚ＋ ＋ ＋Ｊｃ ＋ Ｉ ，且方向电流还与负载阻抗有关（测量时嘴棒封箱车间 运行负荷为满负荷运行），＃２电缆Ｃ２相阻抗较大（电缆 线径不匹配），负载电流几乎全部运行在＃１电缆上，超出 ＃１电缆的最大安全运行电流，造成安全隐患。为此，拆 例不能超过１：２，否则其中一根电缆有过电流运行风险； 电缆的排列方式会对电缆的互感造成显著影响，对于０．６／ ｌｋＶ低压电缆，２根并联电缆平行敷设、３根电缆品字形 敷设可均衡电流分配，降低感应电压。在采用２根或２根 以上电缆并联运行的低压配电系统，除设计时需考虑以上 因素外，工程建设过程中也不能忽视电缆管沟设计、运行 除原＃２故障电缆，重新敷设一条与＃１电缆长度相同的 ３Ｘ２４０＋１×１２０ｍｍ２电缆，与＃１电缆并联运行，测量运 行电流，１８５Ａ：１９６Ａ，Ｊ２４ｏＡ＝２４６Ａ，Ｊ Ｂ一２００Ａ，Ｊ２４０Ｂ一 环境、电缆中间头和终端头制作工艺、绝缘等因素。 参考文献 ２３５Ａ，Ｊ 。【、一１９２Ａ，Ｊ２州一２２８Ａ，＃１、＃２电缆负载电 流分配均衡。 试验发现，并联运行的２根电缆若线径比例超过］／２ 时，电流分配并不是１：２，负载电流的大小与电缆的材 料、长度、新旧程度、敷设差异、搭接情况等有关，这些 因素直接导致电缆阻抗发生变化。 Ｅｌｉ邱昌荣，曹晓珑．电线与电缆ＥＭ３．西安：西安交通大学出版 社。２０００ ［２］乔月纯，李吉浩．电线电缆结构设计［Ｍ］．北京：中国电力出 版社，２０１０ Ｅ３３夏新民．电力电缆选型与敷设［Ｍ］．北京：化学工业出版社， ２Ｏｌ２ ５结束语 通过本文的分析与论证可知，２根或２根以上电缆并 （上接第７Ｏ页） Ｕ总变６。ｋＶ一６．０＋△Ｕ±变一６．５ｋＶ。考虑到实际偏差，主变实 ．［４］刘子玉．电线电缆结构设计原理［Ｍ］．西安：西安交通大学出 版社，２０１０ 置记录为准），但每次电机启动电流可能不同，会造成启 动压降与表中所给有偏差；其次选择铭牌启动电流，并适 当留有余度；无上述两种参数，选择经验值。 因为主变阻抗电压会随着分接头改变而改变，所以在 本例计算时取额定主分接头阻抗电压百分数，会造成启动 际调整电压范围为６．５５～６．６ｋＶ，同时能保证下级６．３ｋＶ 侧母线电压为６．０ｋＶ。经过计算可得主变不同负荷情况 下，空压机直接启动压降及主变调压标准见表１。 表１ 主变不同负荷情况下，空压机直接启动压降及主变调压标准 主变负荷率主变６ ３ｋＶ母线压降空分６．０ｋＶ母线压降机端压降主变６ ３ｋＶ母线调整电压 压降与表１中所给数据有偏差。一般偏差特点：对于主变 ６．３ｋＶ Ｉ、ＩＩ段母线所带负荷，取标准分接头以上档位时会 出现正偏差（即实际压降小于计算值），取标准分接头以下 档位时会出现负偏差（即实际压降大于计算值）；对于总变 ６．３ｋＶ ＩＩＩ、ＩＶ段母线所带负荷，取标准分接头以上、以 下档位的实际压降与计算值偏差不大。 ４结束语 通过本文计算方法得到的计算结果，经日常实际生产 机组切机使用，与大型电机实际直接启动压降相比偏差 小，为大型异步电机直接启动提供了准确的网内主变调整 电压标准。 参考文献 ３电机实际启动压降与所给计算表偏差 电机启动电流选择，优先选择实际启动电流（保护装 ［１］刘翠玲，孙晓荣．电机与电力拖动基础［Ｍ］．北京：机械工业 出版社，２０１０ （编辑杨正君） ７４ ｊ ＷＷＷ．ｃｈｉｎａｅｔ．ｎｅｔ Ｊ中国电工网
