用全电阻抗计算电动机启动时的端电压.doc

PAGE \* MERGEFORMAT 2　　 　 用全阻抗计算电动机启动时的端电压　　 杨军梨 穆成　　　 （山西晋神河曲磁窑沟煤业有限公司 山西 河曲 036500）　　　 摘要：在煤矿井下低压供电系统的计算中，要校验电动机的启动，通常的计算方法是用启动电流来校验，误差较大。本文提出用全阻抗计算电动机在启动时的端电压,比用启动电流的方法计算更接近实际，以便更好地指导生产。　　 关键词：供电单元;启动阻抗;额定阻抗;启动电流;电压损失　　 　　 在煤矿井下低压供电系统的计算中,按最大容量的电动机启动,其他电动机正常工作条件来校验电动机的启动,传统方法是以电动机启动电流来计算,误差较大,实际中电动机的启动仍然困难;而用全阻抗计算电动机在启动时的端电压,比较准确。　 一、用全阻抗计算电动机启动时端电压的几点假设:　　　 1、一台主干式变压器为一个供电单元;　 2、一个供电单元,主干式变压器一次侧是无穷大电源系统,其低压侧电动机启动时,变压器一次侧电压不变;　　 3、一个供电单元,主干式变压器一次侧的阻抗忽略不计。　　 二、电动机启动时允许电压损失　　　 电动机输出的转矩与电压的平方成正比例,所以电动机启动时,允许电压损失?Up ?Up? 式中 ?Up U2N--供电单元变压器二次额定电压,V; UN-电动机额定电压,V; 电网电压为380V, ?U 电网电压为660V, ?U 电网电压为1140V, ?U 电网电压为3300V, ?U 电动机最小允许启动电压Up?st?min为 Up?st?min= 电网电压为380V时, Up?st?min 电网电压为660V时, Up?st?min 电网电压为1140V时, Up?st?min 电网电压为3300V时, Up?st?min 三、一台变压器带一台电动机的启动验算　　　 干式变压器供电给单台电动机,如图1所示。　　 　　 图1 干式变压器供电给单台电动机启动回路等值电路　 a-供电系统图;b-电动机启动时的单相等值电路;T-干式变压器;W-电缆线路;M-电动机　　 1.电动机启动回路各元件的阻抗　　 (1)变压器每相电阻RT、电抗值XT（ 已知变压器的阻抗压降百分数u%和负载损耗?P　 RT=?P zT=u% XT= (2)电缆线路每相电阻、电抗值　　　 Rw= XW= 式中 L-电缆线路长度,km;　　　 r0、x0-电缆线路单位长度的电阻、电抗值,Ω (3)电动机启动时每相电阻Rst、电抗值X 电动机每相启动阻抗为一定值,用额定条件来度量,即　　　 zst=UN Rst=zst xst= 式中 UN--电动机额定电压,V; IN?st--电动机额定启动电流,A; zst、Rst、xst--电动机启动时每相阻抗、电阻、电抗值, cosφst、sinφst—电动机启动时的功率因数及功率因数角对应的正弦值。通常矿用隔爆电动机启动时的功率因数 2.电动机的实际启动电流Ist Ist= 式中 Ist--电动机实际启动电流,A; U2N—变压器二次额定电压,V; R--电动机启动回路电阻之和,Ω; R= X--电动机启动回路电抗之和,Ω;X=X 3.电动机启动时的电压损失?U ?U 4.电动机启动时的端电压Ust Ust≥ 当电动机启动时的实际电压Ust小于最小允许启动电压Up?st?min ①增加电缆的截面积;　 ②缩短供电距离;　 ③增加干式变压器的容量。　　　 四、一台变压器带多台电动机,最大功率的一台或两台电动机同时启动,其他电动机正常运行的启动验算　　 用供电系统图2做一说明。设电动机M3功率最大,且供电距高最远。M3启动,其他电动机正常运行,进行启动计算。　 　　　 图2 多台电动机供电系统　　　 a-供电系统;b-最大容量电动机M3启动,其他电动机正常运行时的单相等值电路图;Wtl-干线电缆;Wbl 分析思路:单相等值电路如图2(b)所示,先求出最大容量电动机M3启动,M1和M2正常工作时,变压器供给的实际电流Ist,再求出并联处的电压Uab,计算出容量最大的电动机M3的实际启动电流Ist3,进而求出电动机M 技术处理:对于工频交流的并联支路ab,将阻抗变换成导纳,计算总导纳时只需把各导纳实部加实部,虚部加虚部即可,再将总导纳变换成阻抗。这样ab处的阻抗与干线Wtl阻抗、变压器的阻抗变成串联电