2014电气年会柴油发电机与变压器压降计算(V1.0低版本)

1柴油发电机与变压器供电系统深圳市建筑科学研究院电动机启动压降计算一、问题的提出二、与压降计算相关的参数和概念三、计算方式四、工程计算案例五、讨论1.1发电机供电系统2*300KW发电机带3*90KW水泵和其他负荷，供电线路约250m，可否启动？1.2变压器供电系统由2000KVA-10/0.4KV变压器供电，640KW的冷水机组启动是否需要软启动（10KV电源由8MVA，35/10KV变压器供电）？一、问题的提出一、设计依据：供电半径L：柴油发电机作为备用电源和变压器为供电电源情况有所不同，L200~250m或者400~500m。0.4KV或者10KV。按负荷电流选电缆截面，电压损失约为5%。设备端电压允许±5%，以标称电压为基准值。当供电电压为400V时，允许-10%。线路的标称电压Un：用于标志和识别系统电压的给定值。标称电压一般是对电力系统（具体的主要是电力网）而言。额定电压Ur：用通常由制造厂家确定，用于规定元件、器件或设备的额定工作条件的电压。变压器：发电机：用电设备：发电机的电压稳定度发电机通常配电压自动调节器，稳定度为0.5～1%。二、与压降计算相关的概念和参数二、与压降计算相关的概念和参数发电机的瞬态电势变压器短路阻抗（短路电压）Uk变压器短路阻抗Uk：变压器内部阻抗ZT与额定阻抗ZrT之比的百分值。发电机的瞬态电抗，X’G=0.18～0.24，一般取0.2。与电压降计算相关的概念参数.docx一、设计依据：线路电抗、电阻：电抗：架空线较电缆大，受截面影响很小。电阻：不必做温度修正。二、与压降计算相关的概念和参数一、设计依据：电动机参数负载参数二、与压降计算相关的概念和参数一、设计依据：对其它负荷的影响：以母线上的电压相对值评价对其它负荷的影响。相对值的基准值为标称电压Un，如380/220V。当电压计算的基准值为电源额定电压400V时，其电压相对值要乘以1.05，用于校验。电路上器件的电压降：对于发电机、变压器而言=IQX电动机可否启动电梯的静态阻力矩的估值。软启动器的电流应大于克服静态阻力矩所需的数值，从零开始无意义，徒使电机发热。与电压降计算相关的概念参数.docx二、与压降计算相关的概念和参数三、压降计算方式3.1变压器供电系统压降计算方式把电路化成单回路，电压按阻抗或功率比例分压变压器、发电机供电系统电压计算不同点：发电机带电压自动调节器，变压器则不带。（一）阻抗法：1、复数计算较繁复。但计算公式为未简化的物理原型，结果准确。三、压降计算方式（二）功率法简化为标量计算，计算较简便，为手册推荐采用。功率法实际为阻抗法另一种表现形式。三、压降计算方式3.2柴油发电机系统压降计算方式按计算式参量的物理意义不同，笔者将计算方法分为阻抗法、功率法和当发电机带电压自动调整器时，忽略稳定电流影响计算的简化法。（一）阻抗法三、压降计算方式图3阻抗法等效电路图三、压降计算方式（二）功率法本文讨论的是无电源变压器的0.23/0.4KV系统，计算电路之一如下图，对应于现在常用设计手册表6-17的接线方式1。功率法为阻抗法另一种表现形式，功率法已简化为标量计算，同时考虑了稳定负荷对的作用，被视为推荐的计算方法。图4功率法等效电路图a三、压降计算方式计算式：计算电路之二，如下图所示，对应于表6-17的接线方式2.图5功率法等效电路图b三、压降计算方式计算式：符号说明：三、压降计算方式（三）简化法1对功率法的分析三、压降计算方式如图所示，发电机在电动机启动时端电压相对值：图6计算用原图图7用于计算图8用于计算α三、压降计算方式这样可以按实际的计算简图建立数学模型。2对于功率法的化简假设化简式推导：推到用简图如图：三、压降计算方式三、压降计算方式由图8推得：此式与设计手册P66的2-8式推导结果一致。30个计算案例简化法与功率法结果误差小于1%。4.1变压器供电系统计算案例1）某工程由内设8MVA-35/10kV，uk=9%的变压器供电，系统短路容量SXT≈500MVA。35kV变压器出线柜距冷冻机房变压器距离约150m，电缆采用YJV-10-3x150铜电缆，10/0.4kV变压器出线柜距冷水主机母线采用2000A密闭铜母线，长度L取值30m。2）两台640kW冷水机组，电机额定电压380V。3）两台冷水机组由1台2MVA-10/0.4kV，uk=8%的变压器供电。4）电缆规格，长度见图标注5）电机采用Y/△启动方式采用功率法、阻抗法两种方法计算，互相校核，并校验电动机可否启动。四、工程计算案例4.1.1功率法计算四、工程计算案例图9功率法计算接线图功率法计算：功率法具体计算过程.docx功率法计算结果：4、工程计算案例4.1.2阻抗法计算阻抗法计算：阻抗法具体计算过程.docx阻抗法计算结果：图10阻抗法计算接线图四、工程计算案例4.1.3电动机启动校核四、工程计算案例四、工程计算案例四、工程计算案例4.2柴油发电机供电系统计算案例具体计算过程如下：柴油发电机系统计算实例.docx为了对比，进行了10个实例计算，在满载、半载、空载3种情况下的计算。文中仅列举了序号⑥实例（见表1）满载时的计算工程。计算实例⑥的条件如下图所示。图11计算实例⑥条件示意二、柴油发电机系统的电压降计算水泵启动验算二、柴油发电机系统的电压降计算计算结果：5.1变压器供电系统讨论5.1.1变压器的电压分析变压器内部电压损失变压器端电压变压器的电压分析.docx5.1.2启动方式的选择直接启动：变压器启动能力大，经常启动,不。经常启动,。。。直接启动简单应优先采用；一般高压电机和全部低压电动机都可以直接启动；适度考虑冲击力对水管、风道的影响，不要完全按压降条件确定。Y/△启动风机、水泵阻力矩为0.3，适于Y/△启动；压降校验电流应用4IrM；不中断转换的星—三角形启动方法，压降以启动电流为2.3倍IrM验算。运行时电机△接法，按电流为的线电流，至电机的6根线截面比电源接入线小。启动方式的选择.docx五、讨论软启动软启动器与变频器不同；适用于其它方式启动困难，对启动有平稳性要求的场合；设备较贵；消防设备不采用软启动启动方式的选择.docx5.1.3冷水机组供电电压PM≥1200KW高压；900KW≤PM≤1200KW宜高压；650KW≤PM≤900KW可采用高压；低压电机配Y/△软启动；3-10KV电机为直接启动5.1.4无限容量系统的条件以为条件；对于压降计算SXT≥15ST；对于短路计算SXT≥225ST。无限容量系统的条件.docx五、讨论5.2柴油发电机供电系统讨论5.2.1空载电势仍按计算。各种计算方法计算结果接近。5.2.2电压损失主要在发电机内部，即在30个案例中仅200m以上电缆压降不超过5%5.2.3电机容量选择要有适度安全度5.2.4并车对启动的影响5、讨论33