2014電氣柴油發電機與變壓器壓降計算方法ppt課件.ppt

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1、1柴油發電機與變壓器供電系統柴油發電機與變壓器供電系統電動機啟動壓降計算電動機啟動壓降計算一、問題的提出一、問題的提出二、與壓降計算相關的參數和概念二、與壓降計算相關的參數和概念三、計算方式三、計算方式四、工程計算案例四、工程計算案例五、討論五、討論1.1 1.1 發電機供電系統發電機供電系統 2 2* *300KW300KW發電機帶發電機帶3 3* *90KW90KW水泵和其他負荷，供電線路水泵和其他負荷，供電線路 約約250m250m，可否啟動？，可否啟動？1.2 1.2 變壓器供電系統變壓器供電系統 由由2000KVA-10/0.4KV2000KVA-10/0.4KV變壓器供電，變壓器供

2、電，640KW640KW的冷水機組啟的冷水機組啟 動是否需要軟啟動（動是否需要軟啟動（10KV10KV電源由電源由8MVA8MVA，35/10KV35/10KV變壓器變壓器供電）？供電）？一、問題的提出一、設計依據： 供電半徑供電半徑L L： 柴油發電機作為備用電源和變壓器為供電電源情況有所不同，柴油發電機作為備用電源和變壓器為供電電源情況有所不同，L L 200200 250m250m或者或者400400 500m500m 。 0.4KV 0.4KV或者或者10KV10KV。 按負荷電流選電纜截面，電壓損失約為按負荷電流選電纜截面，電壓損失約為5%5%。 設備端電壓允許設備端電壓允許5%5%

3、，以標稱電壓為基準值。當供電電壓為，以標稱電壓為基準值。當供電電壓為400V400V時，允許時，允許-10%-10%。 線路線路的的標稱標稱電壓電壓UnUn：用于標志和識別系統電壓的給定值。用于標志和識別系統電壓的給定值。 標稱電壓一般是對電力系統（具體的主要是電力網）而言。標稱電壓一般是對電力系統（具體的主要是電力網）而言。 額定電壓額定電壓UrUr：用通常由制造廠家確定，用于規定元件、器件或設備的額用通常由制造廠家確定，用于規定元件、器件或設備的額定工作條件的電壓。定工作條件的電壓。 變壓器：變壓器： 發電機：發電機： 用電設備：用電設備： 發電機的電壓穩定度發電機的電壓穩定度發電機通常配

4、電壓自動調節器，穩定度為發電機通常配電壓自動調節器，穩定度為0.50.51%1%。二、與壓降計算相關的概念和參數二、與壓降計算相關的概念和參數二、與壓降計算相關的概念和參數二、與壓降計算相關的概念和參數 發電機的瞬態電勢發電機的瞬態電勢 變壓器變壓器短路阻抗短路阻抗（短路電壓）（短路電壓）U Uk k 變壓器短路阻抗變壓器短路阻抗U Uk k：變壓器內部阻抗變壓器內部阻抗Z ZT T與額定阻與額定阻抗抗Z ZrTrT之比的百分值之比的百分值。 發電機的瞬態電抗，發電機的瞬態電抗，X XG G =0.18=0.180.240.24，一般取，一般取0.20.2。 與電壓降計算相關的概念參數與電壓降

5、計算相關的概念參數一、設計依據： 線路電抗、電阻：線路電抗、電阻：電抗：架空線較電纜大，受截面影響很小。電抗：架空線較電纜大，受截面影響很小。 電阻：不必做溫度修正電阻：不必做溫度修正。二、與壓降計算相關的概念和參數二、與壓降計算相關的概念和參數一、設計依據： 電動機參數電動機參數 負載參數負載參數二、與壓降計算相關的概念和參數二、與壓降計算相關的概念和參數一、設計依據： 對其它負荷的影響：對其它負荷的影響：以母線上的電壓相對值評價對其它負荷的影以母線上的電壓相對值評價對其它負荷的影響。響。 相對值的相對值的基準值基準值為為標稱電壓標稱電壓UnUn，如，如380/220V380/220V。 當

6、電壓計算的基準值為電源額定電壓當電壓計算的基準值為電源額定電壓400V400V時，其電壓相對值要乘以時，其電壓相對值要乘以1.051.05，用，用于校驗。于校驗。 電路上器件的電壓降：電路上器件的電壓降： 對于發電機、變壓器而言對于發電機、變壓器而言 =I=IQ QX X 電動機可否啟動電動機可否啟動 電梯的靜態阻力矩的估值。電梯的靜態阻力矩的估值。 軟啟動器的電流應大于克服靜態阻力矩所需的數值，從零開始無意義，徒使軟啟動器的電流應大于克服靜態阻力矩所需的數值，從零開始無意義，徒使電機發熱。電機發熱。 與電壓降計算相關的概念參數與電壓降計算相關的概念參數.docx.docx二、與壓降計算相關的

7、概念和參數二、與壓降計算相關的概念和參數三、壓降計算方式3.1 3.1 變壓器供電系統壓降計算方式變壓器供電系統壓降計算方式l 把電路化成單回路，電壓按阻抗或功率比例分壓把電路化成單回路，電壓按阻抗或功率比例分壓l 變壓器、發電機供電系統電壓計算不同點：發電機帶電壓自動調節器，變壓變壓器、發電機供電系統電壓計算不同點：發電機帶電壓自動調節器，變壓器則不帶。器則不帶。（一）阻抗法：（一）阻抗法： 1 1、復數計算較繁復。但計算公式為未簡化的物理原型，結果準確。、復數計算較繁復。但計算公式為未簡化的物理原型，結果準確。三、壓降計算方式三、壓降計算方式（二）功率法（二）功率法 簡化為標量計算，計算較

8、簡便，為手冊推薦采用。簡化為標量計算，計算較簡便，為手冊推薦采用。 功率法實際為阻抗法功率法實際為阻抗法另一種表現形式。另一種表現形式。 三、壓降計算方式三、壓降計算方式3.2 3.2 柴油發電機系統壓降計算方式柴油發電機系統壓降計算方式 按計算式參量的物理意義不同，筆者將計算方法分為按計算式參量的物理意義不同，筆者將計算方法分為阻抗法阻抗法、功率功率法法和當發電機帶電壓自動調整器時，和當發電機帶電壓自動調整器時，忽略穩定電流影響計算的簡化法忽略穩定電流影響計算的簡化法。（一）（一） 阻抗法阻抗法三、壓降計算方式三、壓降計算方式圖圖3 3 阻抗阻抗法法等效電路等效電路圖圖三、壓降計算方式三、壓

9、降計算方式（二）（二） 功率法功率法 本文討論的是無電源變壓器的本文討論的是無電源變壓器的0.23/0.4KV0.23/0.4KV系統，計算電路之一如系統，計算電路之一如下下圖，對應于現在常用設計手冊表圖，對應于現在常用設計手冊表6-176-17的接線方式的接線方式1 1。功率法為阻抗法另一。功率法為阻抗法另一種表現形式，功率法已簡化為標量計算，同時考慮了穩定負荷對的作用，種表現形式，功率法已簡化為標量計算，同時考慮了穩定負荷對的作用，被視為推薦的計算方法。被視為推薦的計算方法。圖圖4 4 功率法功率法等效電路等效電路圖圖a a三、壓降計算方式三、壓降計算方式計算式：計算式：計算電路之二，如下

10、圖所示，對應于表計算電路之二，如下圖所示，對應于表6-176-17的接線方式的接線方式2.2.圖圖5 5 功率法功率法等效電路等效電路圖圖b b三、壓降計算方式三、壓降計算方式計算式：計算式：符號說明：符號說明：三、壓降計算方式三、壓降計算方式 （三）（三） 簡化法簡化法 1 1 對功率法的分析對功率法的分析三、壓降計算方式三、壓降計算方式 如圖所示，發電機在電動機啟動時端電壓相對值：如圖所示，發電機在電動機啟動時端電壓相對值：圖圖6 6 計算用原圖計算用原圖圖圖7 7 用于計算用于計算圖圖8 8 用于計算用于計算三、壓降計算方式三、壓降計算方式 這樣可以按實際的計算簡圖建立數學模型。這樣可以

11、按實際的計算簡圖建立數學模型。2 2 對于功率法的化簡假設對于功率法的化簡假設 化簡式推導：推到用簡圖如圖：化簡式推導：推到用簡圖如圖：三、壓降計算方式三、壓降計算方式三、壓降計算方式三、壓降計算方式 由圖由圖8 8推得：推得： 此式與設計手冊此式與設計手冊P66P66的的2-82-8式推導結果一致。式推導結果一致。3030個計算案例個計算案例簡化法與功率法結果誤差小于簡化法與功率法結果誤差小于1%1%。4.1 4.1 變壓器供電系統計算案例變壓器供電系統計算案例1 1）某工程由內設某工程由內設8MVA-35/10kV8MVA-35/10kV，u uk k=9%=9%的變壓器供電，系統短路容的

12、變壓器供電，系統短路容 量量S SXTXT500MVA500MVA。35kV35kV變壓器出線柜距冷凍機房變壓器距離約變壓器出線柜距冷凍機房變壓器距離約150m150m，電纜采用電纜采用YJV-10-3x150YJV-10-3x150銅電纜，銅電纜， 10/0.4kV 10/0.4kV變壓器出線柜距冷水主變壓器出線柜距冷水主機母線采用機母線采用2000A2000A密閉銅母線，長度密閉銅母線，長度L L取值取值30m30m。 2 2）兩臺兩臺640kW640kW冷水機組，電機額定電壓冷水機組，電機額定電壓380V380V。 3 3）兩臺冷水機組由兩臺冷水機組由1 1臺臺2MVA-10/0.4kV

13、2MVA-10/0.4kV，u uk k=8%=8%的變壓器供電。的變壓器供電。 4 4）電纜規格，長度見圖標注電纜規格，長度見圖標注 5 5）電機采用電機采用Y/Y/啟動方式啟動方式 采用功率法、阻抗法兩種方法計算，互相校核，并校驗電動機可否采用功率法、阻抗法兩種方法計算，互相校核，并校驗電動機可否啟動。啟動。四、工程計算案例四、工程計算案例4.1.1 4.1.1 功率法計算功率法計算四、工程計算案例四、工程計算案例圖圖9 9 功率法計算接線圖功率法計算接線圖功率法計算：功率法計算：功率法具體計算過程功率法具體計算過程.docx.docx功率法計算結果：功率法計算結果：4 4、工程計算案例、

14、工程計算案例4.1.2 4.1.2 阻抗法計算阻抗法計算阻抗法計算：阻抗法計算：阻抗法具體計算過程阻抗法具體計算過程.docx.docx阻抗法計算結果：阻抗法計算結果：圖圖10 10 阻抗阻抗法計算接線圖法計算接線圖四、工程計算案例四、工程計算案例4.1.3 4.1.3 電動機啟動校核電動機啟動校核四、工程計算案例四、工程計算案例四、工程計算案例四、工程計算案例四、工程計算案例四、工程計算案例4.2 4.2 柴油發電機供電系統計算案例柴油發電機供電系統計算案例具體計算過程如下：具體計算過程如下：柴油發電機系統計算實例柴油發電機系統計算實例.docx.docx 為了對比，進行了為了對比，進行了1

15、010個實例計算，在滿載、半載、空載個實例計算，在滿載、半載、空載3 3種情況下的計種情況下的計算。文中僅列舉了序號實例（見表算。文中僅列舉了序號實例（見表1 1）滿載時的計算工程。）滿載時的計算工程。 計算實例的條件如下圖所示計算實例的條件如下圖所示。 圖圖11 11 計算實例條件示意計算實例條件示意二、柴油發電機系統的電壓降計算二、柴油發電機系統的電壓降計算水泵啟動驗算水泵啟動驗算二、柴油發電機系統的電壓降計算二、柴油發電機系統的電壓降計算計算結果：計算結果：5.1 5.1 變壓器供電系統討論變壓器供電系統討論5.1.1 5.1.1 變壓器的電壓分析變壓器的電壓分析 變壓器內部電壓損失變壓

16、器內部電壓損失 變壓器變壓器端電壓端電壓 變壓器的電壓分析變壓器的電壓分析. .docxdocx5.1.2 5.1.2 啟動方式的選擇啟動方式的選擇 直接啟動直接啟動：變壓器啟動能力大，經常啟動變壓器啟動能力大，經常啟動, , 不。經常啟動不。經常啟動, , 。 。 。 直接啟動簡單應優先采用；直接啟動簡單應優先采用；一般高壓電機和全部低壓電動機都可以直接啟動；一般高壓電機和全部低壓電動機都可以直接啟動；適度考慮沖擊力對水管、風道的影響，不要完全按壓降條件確定。適度考慮沖擊力對水管、風道的影響，不要完全按壓降條件確定。 Y/Y/啟動啟動風機、水泵阻力矩為風機、水泵阻力矩為0.30.3，適于，適

17、于Y/Y/啟動；啟動；壓降校驗電流應用壓降校驗電流應用4I4IrMrM；不中斷轉換的星；不中斷轉換的星三角形啟動方法，壓降以啟動電流為三角形啟動方法，壓降以啟動電流為2.32.3倍倍I IrMrM 驗算。驗算。運行時電機接法，按電流為運行時電機接法，按電流為 的線電流，至電機的的線電流，至電機的6 6根線截面比電源接入線小。根線截面比電源接入線小。 啟動方式的選擇啟動方式的選擇. .docxdocx 五、討論五、討論軟啟動軟啟動軟啟動器與變頻器不同；軟啟動器與變頻器不同；適用于其它方式啟動困難，對啟動有平穩性要求的場合；適用于其它方式啟動困難，對啟動有平穩性要求的場合；設備較貴；設備較貴；消防

18、設備不采用軟啟動消防設備不采用軟啟動啟動方式的選擇啟動方式的選擇.docxdocx5.1.3 5.1.3 冷水機組冷水機組供電供電電壓電壓P PM M1200KW1200KW高壓；高壓；900KWP900KWPM M1200KW1200KW宜高壓；宜高壓；650KWP650KWPM M900KW900KW可采用高壓；可采用高壓；低壓電機配低壓電機配Y/Y/軟啟動；軟啟動；3-10KV3-10KV電機為直接啟動電機為直接啟動5.1.4 5.1.4 無限容量系統的條件無限容量系統的條件以以 為條件；為條件；對于壓降計算對于壓降計算S SXTXT15S15ST T；對于短路計算對于短路計算S SXTXT225S225ST T。無限容量系統的條件無限容量系統的條件.docx 五、討論五、討論5.2 5.2 柴油發電機供電系統討論柴油發電機供電系統討論5.2.15.2.1 空載電勢仍按空載電勢仍按 計算。各種計算方法計算結果接近。計算。各種計算方法計算結果接近。5.2.2 5.2.2 電壓損失主要在發電機內部，即在電壓損失主要在發電機內部，即在3030個案例中僅個案例中僅200m200m以上電纜以上電纜壓降不超過壓降不超過5%5%5.2.3 5.2.3 電機容量選擇要有適度安全度電機容量選擇要有適度安全度5.2.4 5.2.4 并車對啟動的影響并車對啟動的影響5 5、討論、討論