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电动机电源线电压(电动机电源线如何选择)

发布人:大小单双网站 发布时间:2021-10-08

供电电源:

1.我国输配电网络中的电压等级

电动机电源线电压

2.电网中各电压等级变电所的容量

变电所主变压器设置参考表 表2

电动机电源线电压

3.电网对用户供电的一般规定

上海市电力公司对用户供电的规定为:

a.低压供电(非居民用户):

用户单相用电设备总容量10kW及以下的,可采用低压单相220V供电。

用户用电设备容量在350kW以下或最大需量在150kW以下的,采用低压三相四线380V供电。

b.10kV供电:用户受电设备总容量在6300kVA以下的,采用10kV供电。

c.35kV供电:用户受电设备总容量在6300kVA至40000kVA的,采用35kV电压供电。

d.110kV及以上供电:用户受电设备总容量超过40000kVA的,采用110kV及以上电压供电。

e.供电容量的界限在特殊情况下,可作适当变动。

高压电动机配电的典型结线:

1.10KV电源10KV直配电机结线:

电动机电源线电压

2.10KV电源6KV电机结线:

电动机电源线电压

3.35KV电源10KV(6KV)电机结线

电动机电源线电压

高压电动机电压等级的确定:

1.常用电动机的电压等级及容量范围:

低压电动机:≤280KW;高压电动机:≥220KW。

2.通过经济比较确定高压电动机的电压:

高压电动机电压等级的确定,应该根据不同的容量,经济合理为原则,目前市场上2.3KV、3.3KV、6.3KV、10KV等级的高压电动机其容量范围在中小容量部分基本重叠,通常低压电动机(380V)上限为280KW,高压电动机下限为220KW,因此,大于220KW的电动机,可选择2.3~10KV的任意等级,但为电动机供电和控制的开关柜及其配套设备,目前国内基本为6KV和10KV,所有,高压电动机的电压选择,通常为6KV和10KV二个等级的选择。

如果选用10KV等级的电动机,相应设备校6KV可能出现变化的是:

电动机—费用增加。

高压开关柜—费用略有增加。

高压电缆—费用略有上下(绝缘提高,费用增加;截面减小,费用降低)。

起动设备(如果需要)—费用增加。

损耗(运行费用)—降低。

通过这些方面的比较,一般情况下,6KV具有校明显的优势,另外,目前国内6KV电动机生产厂家较多,技术也校成熟,选用6KV电动机应该比较合理,但是,由于我国已经取消了6KV的输电网络,对于需要高压电动机的用户(工程),有相当多的电源电压为10KV,因此,选用6KV高压电动机,需要设置10/6KV主变压器,高压系统大大复杂,土建费用增加,损耗增加,维护费用等均相应增加,与这些因素通盘考虑,往往10KV电动机具有校好的经济性。

根据长期设计的经验,一般10KV供电的工程,采用10KV电动机较合理,35KV及以上供电的工程,宜采用6KV电动机。

3.电力部门对高压电动机的限制

10KV供电的工程,采用10KV电动机校合理,前提是电动机由10KV电网直配,即10KV电动机通过开关及保护设备,直接挂在电网上,因此当地供电部门为了其电网的安全,可能提出异议,或者提出增加起动设备等要求。因此,是否采用直配电机,还需考虑当地供电部门的要求。

4.业主的要求

由于考虑问题的不同,习惯的不同,一些业主不愿意采用10KV电动机;有些业主认为目前6KV输电网络已淘汰,不愿意采用6KV配电设施,因此不愿意采用6KV电动机。

5.大型民用建筑中采用高压电机的设计思路

大型民用建筑如果采用35KV电源且需要采用高压电动机,原则同工业建筑,以经济性作为选择的基础,但应该兼顾运行、维护和备品备件兼容性等因素,因此在经济技术相差不大的情况下,优先采用10KV。

具体考虑如下:

高压电动机容量占绝大多数,其他负荷容量相对较小,可以采用6KV等级;

二者容量均较大,采用一组(二台)变压器不够的情况,可考虑采用6KV和10KV二个电压等级,也可考虑均采用10KV等级;

高压电动机容量较小,或二者容量校小,建议采用10KV等级。

采用10KV电机,主要有以下优点:

⑴配电系统简化,系统更可靠;造价、运行费用相应降低;如果采用6KV电动机,往往需要10KV、6KV二个系统,设备可能增加30%以上,相应的土建造价和设备造价增加;维修费用增加。

⑵有利于电动机起动:

10KV系统容量往往比6KV大,而同样功率的电动机10KV电流小,因此有利于电动机的起动,可能因此可以采用直接起动而不需要减压起动设备。

⑶减少损耗:电动机电流小,相应线路损耗降低。

电动机起动:

1.直接起动:直接起动,是指电动机起动时,直接加载全额电压的起动方式,是最经济和可靠的起动方式,因此,规范首先推荐直接起动。

如:《泵站设计规范》GB/T50265

“10.5.1 机组应优先采用全电压直接起动方式,……”

《通用用电设备配电设计规范》GB50055

“第2.3.3条笼型电动机和同步电动机起动方式的选择,应符合下列规定:

一、当符合下列条件时,电动机应全压起动:

1.电动机起动时,配电母线的电压符合本规范第2.3.2条的规定:

2.机械能承受电动机全压起动时的冲击转矩;

3.制造厂对电动机的起动方式无特殊规定。”

但是,电动机的起动电流,一般高达额定电流6倍以上,如此大的电流,必将使电网受到冲击,产生瞬时的电压降,为了保证电网质量,防止其他用电设备受到伤害,我国所有有关规范都对电动机起动允许的压降作了规定。

如:《通用用电设备配电设计规范》GB50055

“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。

如: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。”

因此,不能满足上述要求的电动机,必须采取措施。

2.电抗器起动

电抗器起动,是一种在主回路(定子回路)串接阻抗,以降低电动机端子电压,从而限制起动电流的一种降压起动方式。

需要增加的设备:电抗器一个、高压开关(柜)一台、旁路电缆若干。

优点:其特点是设备简单,控制方便;

缺点:起动电流较大,起动转矩较小。

原理图:

电动机电源线电压

3.自耦减压起动

自耦减压起动,是一种在主回路接自耦变压器,定子回路接自耦变压器抽头,以降低电动机端子电压,从而限制起动电流的一种降压起动方式,由于变压器的作用,电动机定子回路的电流(起动电流)大于主回路电流。目前国内较多应用于低压电动机。

需要增加的设备:自耦变压器一个、高压开关(柜)一组、旁路电缆若干。

优点:起动电流相对较小,起动转矩相对较大;

缺点:设备复杂,价格高,起动转矩仍然小于直接起动。

原理图:

电动机电源线电压

4.软启动:是一种在主回路串接可控功率元件装置,无级调节起动电流,通过预设起动电流,从而达到平稳起动的一种降压起动方式。

需要增加的设备:软起动装置一套。

优点:起动电流可任意设置,起动转矩平稳;

缺点:价格高。

原理图:

电动机电源线电压

以上起动形式均影响起动力矩。

5.频敏变阻器起动软起动

频敏变阻器起动,是一种在转子回路串接频敏变阻器,通过限制转子回路电流,从而降低定子回路电流的一种起动方式。

需要增加的设备:频敏变阻器及其辅助开关一套。

优点:起动转矩大,起动设备电压等级低(通常1000V以下);

缺点:仅能应用于绕线型电机。

原理图:

电动机电源线电压

功率因数补偿:

1.规范对功率因数补偿的要求:

《供配电系统设计规范》GB50052第5.0.1条供配电设计中应正确选择电动机、变压器的容量,降低线路感抗。当工艺条件适当时,宜采取采用同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备等,提高用电单位自然功率因数的措施。

第5.0.2条当采用提高自然功率因数措施后,仍达不到电网合理运行要求时,应采用并联电力电容器作为无功补偿装置。当经过技术经济比较,确认采用同步电动机作为无功补偿装置合理时,可采用同步电动机。

第5.0.3条采用电力电容器作为无功补偿装置时,宜就地平衡补偿,低压部分的无功功率宜由低压电容器补偿;高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。容量较大,负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组,宜在配变电所内集中补偿。在环境正常的车间内,低压电容器宜分散补偿。

2.同步电动机补偿

通过调节同步电动机的励磁电流,可以改变电动机的功率因数,甚至发出无功功率,因此系统中采用部分同步电动机,可以解决功率因数补偿的问题,是以往大、中型电动机的首选,但是,同步电动机造价高,维护工作量大,控制复杂,随着电容器制造技术的发展,目前使用越来越少。

3.电容器集中补偿

通过系统上挂接电力电容器来提高系统的功率因数,是目前常规的功率因数补偿方法,随着电容器制造技术的发展,电容器的故障率和火灾危险性大大下降,但是由于高压开关设备的价格一般比较贵、体积大,目前采用分级自动补偿的情况不多,一般适用于无功功率比较固定的场合,如变压器等。

4.电容器就地补偿

每台电动机的功率因数与负荷率、极数及容量都有关系,一般负荷率越低,极数越多,功率因数越低,负荷越小,功率因数越低,但是,电动机的无功功率主要是消耗在励磁电流上的,随负荷率变化不大,因此,每台电动机的无功功率基本是固定的,确定了电动机,也确定了无功功率,然而,由于系统上一般有多台电动机,电动机运行的不同,系统上要求补偿的无功功率也不同,因此,采用集中补偿往往难以适用,常常出现要么系统功率因数低,要么过补偿。

功率因数就地补偿利用每台电动机无功功率基本固定的特性,通常在每台电动机的接线端子处,并接补偿电容器。采用功率因数就地补偿,一般可将每台机组补偿至0.95以上。

主变压器选择的一些原则:

1.满足负载的需要

主变压器容量的选择,首先满足负载的需要,根据变压器所带的负载的状况,确定计算负荷,工程中,通常变压器负载率选择在80~90%。

2.满足安全供电的需要

采用高压电动机的工程,一般对供电安全性都有要求,我国的供电规范均要求供电系统在发生故障时,必须满足一、二极负荷的供电。当然,不同的行业要求不同,如给水工程中要求,当一路电源或一台变压器故障时,需保证75%的供水量,因此给水工程中如果选用二台主变压器,负荷率一般在70%以下。

3.考虑电费的影响

我国对非居民用户的电费收取采用的是两步电价制,即基本电价和电度电价,其中基本电费是安装变压器装机容量或最大需用量来收取,如果安装最大需要量计算,最大需要量由用户单位申请,但最小不小于装机容量的40%,因此变压器的选择,不宜负荷率过低。

4.考虑变压器的影响

变压器的损耗,可分为铜损和铁损,铜损是指变压器初级和次级线圈的阻抗产生的损耗,铁损是指变压器励磁回路产生的损耗,一般在制造技术相同,材料一致的情况下,变压器铁损由容量确定,容量越大,铁损越大;变压器铜损与负荷率有关,负荷率越低,铜损越小,因此,对于一个工程而言,如果负荷确定,变压器选择过大,铁损大,铜损小,变压器选择过小,铁损小,铜损大,因此,单就变压器损耗而言,应该选择一个最佳容量,但不同的变压器、不同的负荷变化对此都会产生影响,通常情况认为,负荷率50%左右,损耗最小。

电动机电源线电压

目前我国变压器制造业在35KV以下等级的制造水平处于国际领先水平,且竞争激烈,因此对于运行工况特殊,对损耗有特殊要求的工程,可与制造厂联系,特殊设计。

本文来源于互联网,作者:陆继诚。暖通南社整理编辑。

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