20130508：高压10KV与380V冷水机组的比较

1380V和10KV制冷机组的比较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驱动更为合理。而且电机功率越大，这种优势更为明显。10KV的高电压电机仅适用于离心机组，对于涡旋式压缩机及螺杆式压缩机机组，由于单机的额定功率比较小，市场上还未出现10KV的涡旋式压缩机及螺杆式压缩机。相反，就压缩机本身的性能及安全性相比，涡旋式压缩机及螺杆压缩机比离心式压缩机要高很多。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。但对于大多数民用建筑来说，通常都不具备10KV的电源380V和10KV的供电电源下压缩机的性能比较不同的供电电源对冷水机组本身的性能参数，即制冷量，制热量、冷冻水进出口温度、冷却水进出口温度等示产生根本性的改变。380V和10KV的供电电源下设备供电系统的比较380V供电电源的特点：2优点：①有变压器的存在，不会对工作区电子设备产生干扰；②故障接地时对电机无危害；③因为是标准电压，故只需要进行常规管理，不易产生安全事故。缺点：启动电流较高压启动机组大，对电网的冲击较大。10KV供电电源的特点：优点：①在机组启动时，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。②省去10KV/380V变压器及变压器的损耗。③和380V供电电源相比，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。④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：①、使用电源的申请手术繁琐；②、安全性低，比较危险期；③、管理费用低，需要专门持高压电器操作证书的人员管理；④、后期的维护费用高，且备品备件市场上不易采购，且费用高.供电系统投资相比低压机组，高压启动中间省掉了高-低压电压器的配置，但是在高压用户的上层电网也配有高压变压器，作用就是将从电站输送过来的几十万伏高压变为10KV。无3论是高压电柜还是低压电柜都需要通过这个变压器进行供电。对于低压，变压器的容量要求为1.72到3.33倍电机额定功率，但是高压机组采用直接启动（一般采用直接启动）要求上层变压器容量为3.33倍的电机额定功率以上。可以说高压电柜对变压器容量要求大，对于用电大户，如果用户在向供电单位申报配电总容量的时候过小，采用10KV机组，用户就需要重新申报配电容量。由于高压启动机组使用的是高压电源，所以电柜全部采用耐高压器件，在启动柜的制作成本上比低压普通星-三角启动增加很多。高压启动柜需采用耐高压元器件，电器等级要求严格，防电弧、耐击穿性能等，要求等级高。常用低压380V启动柜，使用常用部件就可以满足电机的启动要求。从启动柜的制作成本上，高压柜明显高于不同380V电柜。4某工程380V低压与10KV高压的1700RT冷水机组供电系统投资成本及综合性能分析一、供电系统投资成本供电系统投资成本分为两部分：（1）高压输送线成本：（20机房投资成本。(1)高压输送线成本对于民用建筑来说，使用10KV高压冷水机组，供电部门一般不会同意使用当地变电站10KV电源，必须从数十公里以外其它变电站通过铺设高压电缆线进行分容补充，因此存在着高昂的电缆费用。(2)机房投资成本对于380V电制来说，机房则需要增加变压器等设备，因此也存在着变压器的费用。下面我们以1700TONS的冷水机组为例对两项投资进行了对比如下：使用10KV电制，电缆费用约80万元/公里（包安装）。若以十公里计，则此项费用将高达800万元。此费用可根据用户当地电力输送的情况而定。另外，10KV机组的机房投资成本需114万元。（见附件二）使用380V电制，不存在铺设高压电缆线的费用。380V机组机房投资成本需228万元。（见附件一）总结：如果不计算铺设10KV的高压电路所需的费用，380V机组会比10KV机组的机房投资增加114万元。正如您在购买效率高的机组时所需的初投资要高一些一样，当您综合考虑机组的性能时，情况会截然相反，下面我们从综合角度进行了对比。5二、综合性能分析1、电网稳定性若市网电压为10KV，使用的冷水机组也为10KV时为平行电压直接冲击电网，其危险性极大。（见附件二）冷水机组电机运转时，会产生磁场，对于10KV高压机组，由于直接连接在电网上，会对电网产生直接干扰，即谐波干扰，从而影响供电质量，影响工作区电脑及电梯控制等电子设备。而对于380V低压机组，由于有变压器存在，故不会有此干扰。（见附件三）2、安全性：1）机房由于布置了水系统通常比较潮湿，对于开启式电机来说，电机绕组暴露在潮湿的空气中会使绝缘层的材料发生变形或腐化，高电压容易击穿绝缘层，这将给操作人员带来极大的安全隐患。2）10KV电压远远高于380V，周围磁场强度大，吸附力强，同时产生电晕，极易导致触电。3）当10KV的高压机组故障接地时，将会对电机产生极大的危害。此种危险性对于低压机组则不存在。4)对于民用公共建筑，人流密度大，采用高压，如无严格防范措施易发生安全事故，影响恶劣。3、冷水机组电机的可靠性对比10KV冷水机组中所用的电机通常是用在工业上的，不应当用在民用工程上。因为工业制冷带有持续性，冷水机组运行负荷稳定，机组开停机的次数极少，因此对电机的启停次数要求不高。民用制冷就不同了，几乎每天甚至每隔几个小时机组都会根据建筑所需的负荷变化而频繁启停。启动电压对电机绝缘层的冲击次数比工业制冷高几十倍、上百倍，高压电机的寿命就可想而知了。6还有比低压贵得多的高压触点（银触点）开关等电器元件也会因为启动频繁而加速损坏。4、运行管理10KV高压运行管理对操作人员的要求很高，只有持有高压操作证的高级电工人员方可操作，低压无此特殊要求。因此使用10KV高压设备，则需要配备两组人员分别管理高压和低压设备，增加了管理的难度及费用。5、零配件及维修费用10KV冷水机组零配件费用是低压机组的9倍或更多。对于380V的冷水机组来说，380V/950A的交流接触继电器价格仅为1.0万元;而10KV/50A的真空接触器则需要12.0万元。因此，对于使用25至30年的10KV的冷水机组，维护费用将是一笔非常大的开支。此外，在市场上，高压10KV机组的备品备件及零部件的采购也比低压380V机组的困难。从以上分析，我们认为对于1700冷吨冷水机组使用380V电压，不仅节省投资成本，而且提高系统的综合性能。7附件一低压机组（380V）单个机房供电系统布置图系统构成费用（冷水机组另算）：1个机房供电系统构成费用为57万元；（已含电缆线增加投资1.5万元）4个机房供电系统构成费用合计为57＊4＝228万元真空开关5000元环网柜5万元变压器15万元变压器15万元配电柜5万元配电柜5万元1台冷水机组配电柜5万元配电柜5万元1台冷水机组8高压机组（10KV）单个机房供电系统布置图系统构成费用（冷水机组另算）：1个机房供电系统构成费用为28.5万元；4个机房供电系统构成费用合计为114万元；真空开关5000元高压计量柜1万元高压开关柜20万元高压负荷开关柜7万元1台冷水机组1台冷水机组9附件二电力传输图G1110KV10KV220V/1民用和商用用户380V/3380V／3工业用户民用和商用用户G2发电站超高压变压站高压变压站中压变压站低压变压站110KV／10KV10KV／380V10KV／220V10电力传输图G1110KV35KV10KV220V/1民用和商用用户10KV380V/3工业用户民用和商用用户G2发电站超高压变压站高压变压站中压变压站中压变压站低压变压站110KV／35KV35KV／10KV10KV／220V10KV／380V11