2020年42卷第4期第12页
Vol.42,No.4
2020,42(4):12-14电气传动自动化
ELECTRIC DRIVE AUTOMATION
文章编号：1005—7277(2020)04—0012—03
施渊
(国网江苏省电力公司常熟市供电分公司，江苏常熟215500)
摘要：随着经济的飞速发展，大容量高压电机设备越来越频繁出现在工业企业的生产过程中。高压电机直接启动属于冲击负荷的一种，它会对电能质量产生较严重的影响。因此，大容量冲击负荷在接入系统前要经过严格校核。目前工程上常采用《工业与民用配电设计手册》第六章中所给出的计算方法进行校核，也有一种估算法，但通常都只是对用户变电站的母线电压降进行计算，而对系统变电站的电压降关 心较少。本文首先介绍两种电压降的计算方法，然后定性分析了预接无功负荷时对电压降的影响，最后提出了对系统变电站电压降校核较恰当的计算方法。
关键词：大容量高压电机；电压降；计算方法
中图分类号：TM34文献标识码：A
Calculation Methods and Comparison of Voltage Drop in Direct
Starting of High Voltage Motor
SHI Yuan
(Changshu Power Supply Branch qf State Grid Jiangsu Electric Power Company,Changshu215500,China) Abstract:With the rapid development of economy,the high-voltage motor equipment with large capacity appears more and more frequently in the production process of industrial enterprises.The direct starting of high voltage motor is a kind of impact load,which will have a serious impact on power quality.Therefore,the large capacity impact load should be strictly checked before it is connected to the system.At present,the calculation method given in Chapter6of"Industrial and Civil Power Distribution Design Manual"is often used for checking.
There is also an estimation method,but usually only the bus voltage drop of user substation is calculated,and the voltage drop of system substation is less concerned.This paper first introduces two calculation methods of voltage drop,then qualitatively analyzes the influence of pre-connected reactive load on voltage drop,and finally puts forward a more appropriate calculation method for the voltage drop check of system substation.
Key words:large-capacity high-voltage motor;voltage drop;calculation method
随着全球工业化发展水平越来越高，现代化工业企业对电能质量的要求越来越高。一些用户的变频设备、自动化生产线对电压暂降敏感程度很高，当电压下降到标称值以下几个周波时就会导致生产线停产或者产品报废，这不光给企业造成巨大的经济损失，而且生产现混乱，并带来安全隐患。
分析近年来企业用电中的电能质量问题时，电压暂降是发生，的一况，普遍认为电压暂降占了电能质量问题的80%。电压暂降已经上升为重要的电能质量问题是不争的，的。报道，在欧洲，由电压暂降引起的用户投诉超过整个电能质量问题的80%，而由谐波引起的电能质量问题投诉不到20%。
供配电系统中的电压暂降问题主要是由装机容量的、动的的，大的高压电的电。当系统的
2020年第4期施渊高压电机直接启动时电压降的计算方法及比较•13-
容量较小时，若这些非线性、不平衡的冲击性质的负荷有功和无功功率随机地或周期性地大幅度变化，在供配电线路上产生电压突降，导致同一电网上其他用户电压暂降，影响其他用户的生产经营和用电安全，严重时使其他用户无法正常工作。电压暂降已经成为供电系统的一种突岀的电能质量问题3"。本文以大容量电机接入为例，给出两种电压降计算方法，并对大电机直接启动对系统的影响进行分析。
1工程常用电网电压降计算方法
国家标准GB/T50055—2011《通用用电设备配电设计规范＞[3]第221条规定：电动机启动时，其端子电压应能保证机械要求的启动转矩，且在配电系统的电压不其他用电设备的工作。第2.2.2条规定：交流电动机启动时，配电母线上的电压应符合下列规定：(1)配电母线上接有或其他电压较的负荷，电 机频繁电动机启动时，不宜低于额定电压的90%；电动机不频繁启动时，不宜低于额定电压的85%。
(2)配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，不应低于额定电压的80%。
大多数设计人员会按照《工业与民用配电设计手册》第六章中给岀的计算公式进行计算，并用上规范计的。
设电机在入，线电压的
电网电压大小，$。
青于蓝高考语文核按钮
根据《工业与民用配电设计手册》，母线短路容量S"#计算公式为：
S"#=S”(I)
S K
式中:S”为配电变压器的额定容量,MVA；为配电变压器的短路阻抗百分值;S+为系统短路容量MVA。
电机用全压时，路定输入容量S“可以用下列表达式表示，即：
式中：为电动机额定启动容量,MVA，由电 动机额定容量S rU和启动电流倍数K“决定，即：S stU=K x S u为配电线缆阻抗,！。
vissim
电动机启动时母线电压相对值0#为：
S"#+Qy5+S,%
式中为预接负荷的无功功率,MVar，其值为Q fh=S fh7!(1-cos!2),cos!为功率因数。
电机端子电压绝对值0,%-为：
'slU
⑷配电母线电压降"0#为:
"U st#=1-U st#=
S k#+Q J h+S s%
5在给定配变发电机系统内,S"#、S“两个参数是不变的，电动机启动时母线电压降与母线上其他负荷的内在关系就变成:Q jh的增大会造成"U#的减少，反之亦然。这一变化规律与客观物理现象是不相符的。
因此，《手册》所提供的公式虽然便于计算，但对电动机全压启动的物理概念描述不准确；该模型仅讨论了高压电机全压启动时母线电压降和电机机端的电压降的校核计算，对系统变电站母线电压降的影响没有考虑。
2电动机全压启动电压降估算公式
鉴于上述公式存在的缺陷，《试论电动机全压启动电压降估算公式＞[5"中提岀了一个新的估算公式。仍采用如图1的系统，其基本的推导过程如下。
U#==S k701⑹7(S K+1.1S$u+1.1Qy h)2+(1.1_6h)2
式(6)的物理意义是，电动机电流的相位和母线上其他负荷无功电流的相位相同，与母线
上其他负荷有功电流的相位差90度，这就造成其他负荷的无功分量对电动机启动电压降影响要比有功分量大。由于系统短路容量远大于母线上其他负荷有功分量，所以有（,S K+1.1S rM+1.1Qfl l）2!（.1.1P fll）2，式（6）可简化成：
从式（7）可以看岀，这个估算公式正确反映了母线上其他负荷无功分量对电动机启动电压降的影响。但是，与工程常用计算方法一样，该估算公式也未涉及电动机全压启动对系统变电站母线电压降的影响。
3电动机全压启动对系统的影响
电机启动对电网公共连接点母线电压下降的规范要求并不统一，关于电网公共连接点母线电压波动的限值，可以参考国家标准GB/T12325—2008《供电电压允许偏差＞[6]的规定：35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过标称电压的10%；20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%。玻璃模具
假设有如图2所示的系统。已知用户变电站母线接有大容量高压电机,S咖为电动机额定启动容量从用变电站母线电动机的线路
011；Q#1为用户变电站母线预接负荷的无功功率；从系统变电站母线用变电站的线路
012；Q”2为系统变电站母线预接负荷的无功功率。则系统变电站母线电压降！）,1和用户变电站母线电压降计算过程如下。
图2系统接线图
电动机容量：
S/=P/（8）
"COS##/
式（8）中,P/是电动机的额定功率，"是电动机效率,COS##/是电动机的功率因数。则，电动机额启动容量：
S*+/=K**x S#/（9）式⑼中，"“是电动机直接启动时启动电流倍数。
电动机启动时，用户变电站母线处启动回路额
容量：
S*+3* ’—（10）
1_+012
S*+/）
电动机启动时，用户变电站母线处计及预接负
荷无功功的的启动路容量：
S*+2=S*+3+Q Jh2（11）电动机启动时，系统变电站母线处启动回路额容量：
微波热疗
S*+=」r（12）
S*+2）2
采用《手册》的计算公式，可求得系统变母线电
压相对：
S+Q
S2,+Q&h1+S s+
(13)
(14)
则，系统变电站母线电压降为:
srs!)stm1=1_U*,1=
S km+Q/h1+S*t
用户变电站母线电压相对值则为:
U s t m2.=U s t,1,…st（15）
S*t2
用户变电站母线电压降为：
!U…2=1-U说（16）
4结束语
《工与用电计》岀的
计算公式不能正确反应母线上其他负荷无功分量Q h对电动机全压启动电压降的影响；通过估算公式的推导，可以正确理解Q#在电动机启动过程中
（下转第32页
）
else
FOR ControlVar 二 0 TO sqlRows STEP 1
SQLGet(”getLH ”)；
#Report.SetCellString(-l , startRow , 1 ,lhl0,1);
#Report.SetCellDouble(-1, startRow , 9 ,lh09,1); startRow=startRow+1;
SQLNext();
NEXT endif
SQLDisconnect(connld);
FOR ControlVar 二 sqlRows TO 31 STEP 1
#Report.SetCellString(-l , startRow , 1, "0" , 1);
手机平台可实现各项关键数据的查询，实现 指定区间的各项数据查询，如下图5所示G
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1136・ 0。
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u; ini ： (HI:
4用尸权限设定
局域网内对于有不同类型的用户共同使用的
大型复杂应用工程，必须解决好授权与安全性的 问题，系统必须能够依据用户的使用权限允许或
禁止其对系统进行操作。
根据登录用户的不同，可显示不同的初始画面。
5结束语
油田生产正在走向全面发展的自动化道路, 保证未来油田发展建设中不落后，建立一流的数
字化油田。此项目实现生产数据随时能够被管 理人员读取，解除了生产网络对数据监控的限
制，在今后数字化油田的发展中具备广阔的应用
参考文献：
［1］ 王富勇，李燕燕，王涵.电力生产中流体循环
流动的影响分析［J ］.电工电气,2020（01）：33-
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［2］ 禹晓勤，单凌寒，胡庆军，闫菲，穆太清.PLC台湾公共电视
在高速线材生产下集卷站控制上的应用［J h .101 1
£2甘么
325・ 06
电气传动,2016,46（10）： 63-64+80.
作者简介：
田地（1987-），女（蒙古族），工程师，本科，研究
方向：油气田地面建设方面中的自动化应用。
图5手机平台关键数据点报表查询
收稿日期：2020-10-23
（上接第14页）
的作用；通过电动机全压启动对系统母线电压降 影响的计算公式推导，可以较清晰的把握G 在一个 由系统母线和用户构成的网络中，不同母线上其
他负荷无功分量对用户电动机启动电压降的影响
是如何计入的。
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作者简介：
施渊（1984-），男，江苏常熟，工程硕士，中级工程师。
收稿日期：
2020-9-29
