1、案例
以電機(jī)110kW為校驗(yàn)對(duì)象，變壓器采用常見的1000kVA(uk=6%)，發(fā)電機(jī)組采用800kW(cosφ=0.8)機(jī)組，假設(shè)低壓柜至電機(jī)控制柜的電纜采用185mm2截面銅纜，長(zhǎng)度100m；發(fā)電機(jī)至低壓柜采用2000A密集母線，長(zhǎng)度70m；忽略配電柜母排阻抗及變壓器到低壓柜的母線阻抗；高壓一次側(cè)短路容量為100MVA，另外假設(shè)配電母線上接入其他負(fù)載容量為600kVA。
2、電壓偏差法計(jì)算電機(jī)直接啟動(dòng)電壓暫降
采用電壓偏差法時(shí)，僅需要把被校驗(yàn)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算電流改為啟動(dòng)電流，按配四手冊(cè)的公式計(jì)算出電壓偏差即可。我們先看看配四公式6.2.3是怎么寫的：
上述公式可以用來計(jì)算經(jīng)過一長(zhǎng)段電纜后在電纜上產(chǎn)生的壓降，但由于我們?cè)陬A(yù)設(shè)條件中已忽略了配電柜母排阻抗及變壓器到低壓柜的母線阻抗，故在求配電母線上的電壓暫降時(shí)就只用考慮變壓器本身的電壓降。
根據(jù)配四6.2.1.2節(jié)，變壓器的電壓降公式如下：
另外配四還提供了一個(gè)簡(jiǎn)便公式，當(dāng)功率因數(shù)低于0.5時(shí)，變壓器的電壓降可按下式估算
可以看出，根據(jù)配四公式計(jì)算變壓器的壓降主要決定于負(fù)載功率因數(shù)和變壓器自身負(fù)載率。我們下面就利用這個(gè)簡(jiǎn)便公式進(jìn)行驗(yàn)證。
①計(jì)算電機(jī)啟動(dòng)時(shí)整體負(fù)載功率因數(shù)：電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)極低，有論文經(jīng)過計(jì)算給出了0.22的數(shù)值，另外查詢ABB提供的資料也可以驗(yàn)證這一點(diǎn)。故此我們可以考慮電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)功率因數(shù)取值為0.2，此時(shí)在本案中電機(jī)啟動(dòng)電流為
其中有功電流為275A，無功電流為1348.5A；電機(jī)起動(dòng)時(shí)其他負(fù)載按設(shè)定條件為600kVA，假設(shè)其功率因數(shù)為0.8，則其他負(fù)載的有功電流為729A，無功電流為547A。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以得出整體負(fù)載的有功電流為1004A，無功電流為1895.5A，折算整體功率因數(shù)為0.468。
②計(jì)算電機(jī)啟動(dòng)時(shí)變壓器負(fù)載率：1000kVA變壓器的額定滿載電流為1443A，根據(jù)上面的計(jì)算，電機(jī)啟動(dòng)時(shí)所有負(fù)載的電流為2224.9A，可以認(rèn)為電機(jī)啟動(dòng)時(shí)變壓器負(fù)載率為1.54。
③計(jì)算變壓器的電壓降：由于整體負(fù)載功率因數(shù)為0.468，小于0.5，采用配四簡(jiǎn)便公式，可以得出電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)變壓器的電壓降為1.54×6%=9.24%?？紤]到變壓器二次側(cè)端子電壓正常運(yùn)行時(shí)一般設(shè)定為400V，則可以推算出電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)變壓器二次側(cè)端子電壓為400×(1-9.24%)=363V，與采用近似計(jì)算法得到的361V很接近，由此可見在無限電源容量系統(tǒng)中采用近似計(jì)算法與電壓偏差法得到的結(jié)論都是：一般電機(jī)采用直接啟動(dòng)時(shí)配電母線的電壓暫降很難不符合要求。
配四同時(shí)提供了表6.2.1“在不同功率因數(shù)下滿負(fù)荷時(shí)10(20或6)kV/0.4kV變壓器的電壓降”，如果計(jì)算出了電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的整體負(fù)載功率因數(shù)及負(fù)載率，也可以簡(jiǎn)單的查表得出此時(shí)的變壓器近似壓降。
