机电工程师论文范文电动机电压降分析

　　摘要：本文首先对异步电动机全电压起动的特点及电动机允许全电压起动的条件进行了分析,了解异步电动机的起动方法及优缺点,通过对渠首泵站改造工程中的电动机起动电压降的计算和分析, 用数据证实了渠首泵站改造后电动机能够采用全电压直接起动。对实际应用中泵站设计和机组运行方式有一定的帮助，对正确选择起动方法有一定的指导价值。

　　关键词：异步电动机,起动电压降,计算分析,职称论文网

　　1引言

　　电动机是把电能转换成机械能的设备。按使用电源不同,可分为直流电动机和交流电动机,交流电动机又分为同步电机和异步电机。大型电动机的起动可能把电网电压拉低很多，以致于对相邻电机的正常运行产生影响，使其停转或堵转，进一步扩大不良影响。

　　交流异步电动机起动方式可分为直接起动和降压起动两种方法。直接起动也称全电压直接起动。全电压直接起动方式所需设备简单,操作简便,价格便宜,起动时间短。特别是紧急备用的情况下,为工程设计和现场应用的首要选择。但是全电压直接起动时，电动机的旋转磁场(B)较强,转子笼条切割磁力线的速度(V)又很快，根据电磁感应原理，感应电势E=B·L·V·sinα很大，因而感生电流即起动电流就大, 三相异步电机的启动电流高达额定电流的5～8倍,同时启动转矩大，电动机非常大的起动电流和起动过程中非常低的功率因数对电网造成较大干扰，这样大的电流通过线路时会造成很大的电压降，使线路电压降低，从而影响其他电动机的正常运行，直接起动要求电网容量足够大。降压起动起动电流比全电压起动时的小，能减少起动电流造成的不良影响，但所需设备复杂，操作维护麻烦，费用高，同时因起动转矩降低且不可调，启动过程中存在着二次冲击电流和冲击转矩，若起动较重的负载就成问题。在有专用变压器的前提下，机组优先采用全电压直接起动方式。

　　2工程概况

　　陕西省交口抽渭大型灌区位于陕西省关中平原东部的渭河下游，是以渭河为水源，灌排并举的大型多级电力排灌泵站工程。工程分两期建成，1960年至1966年建成一期工程，1966年至1970年建成二期工程。共建排灌泵站31座，安装机组137台，总装机功率31584 kW。其中：灌溉泵站26座，安装机组108台，总装机功率26809 kW;分8级抽水，最高累计净扬程86.25m;设计抽水流量39.7m3/s。排水泵站建有5座，安装机组29台，排水装机功率4775kW，设计排水流量38 m3/s。泵站用电除渠首泵站由东方红变6kV直供外，其余均由交口灌区泵站自管变电站(所)供给。

　　渠首泵站为交口抽渭灌溉系统渠首一级抽水站，直接从渭河提水，是交口灌区的唯一水源泵站，泵站控制灌溉面积126.2万亩，设计扬程17.87m。承担着交口灌区126.2万亩农田的灌溉任务，对灌区的生存与发展起着举足轻重的作用。渠首泵站位于陕西省西安市临潼区交口镇渭河北岸，1970年建成，泵站设计流量39.7 m3/s，2001年利用世行贷款项目对原安装4台湘江56机组进行了更新改造，改造后安装4台1400s-18离心泵，配套T-K1300-16/2150型电动机，2011年大型灌排泵站更新改造工程对渠首泵站原六台1200Sh-22A水泵及电机进行了更新改造，总装机功率提高到了9640KW。更新改造后渠首泵站电动机能否满足全电压直接起动，下面通过对渠首泵站电动机起动时母线电压降进行详细的计算来分析。

　　3电压降计算分析

　　所谓电动机起动就是转子转速从零开始加速到稳定运行为止的过程。直接起动就是电动机不经过任何降压而直接将定子绕组接上电源额定电压将额定电压直接加在电动机上的起动方式。这种起动方式最简单，并能获得很大的启动转矩。《泵站技术规范》规定，机组采用全电压直接起动方式时母线电压降值不宜超过额定电压的15%;当电动机起动引起的电压波动不致破坏其它设备正常运行，且起动电磁力矩大于静阻力矩时，电压降可不受15%额定电压限制。

　　根据泵站设计规范规定：机组采用全电压直接起动，母线电压降不宜超过额定电压的15%，同时电动机起动应按供电系统最小运行方式和机组最不利组合形式进行计算。对更新改造后的渠首站能否满足电动机直接起动，首先应计算出渠首泵站主变压器低压母线上的三相短路容量Sdm：

　　Sdm=Seb*100/Uk=10000*100/6.83=146412.88KVA

　　式中 Seb——变压器额定容量。(千伏安)

　　Uk——变压器阻抗电压。(%)

　　渠首泵站800KW异步电动机起动时母线电压降△Uqm：

　　△Uqm=(Kiq*Sed+Sfh)*100/ Sdm

　　=(7*800+9240)*100/146412.8843=10.14

　　式中 △Uqm——电动机起动时母线电压降。(%)

　　Kiq——起动电动机在全电压起动时起动电流倍数。

　　Sed——起动电动机的额定容量。(千伏安)

　　Sfh——变压器低压侧其他负荷容量。(千伏安)

　　Sdm——变压器低压母线上的三相短路容量。(千伏安)

　　同时根据泵站设计规范规定：当同一母线上装置有同步电动机和异步电动机时，起动电压降最恶劣情况并不是变压器满负荷时，必须按全部异步电动机投入运行，再起动最大一台同步电动机的条件进行起动电压降计算。

　　渠首泵站四台同步电动机型号为T-K1300-16/2150，装机容量均为1300KW，起动时母线电压降△Uqm：

　　△Uqm=(Kiq*Sed+Sfh)*100/ Sdm

　　=(7*1300+8740)*100/146412.8843=12.18

　　由于我国同步电动机的配套励磁装置尚处于发展阶段，为了慎重起见，在确定最不利运行组合形式时，应进行排列组合计算。

　　4结论

　　通过以上计算可以得出，渠首泵站800KW异步电动机及1300KW同步电动机起动时，母线电压降值都没有超过额定电压的15%，故渠首泵站异步电动机采用全电压直接起动方式是满足的、可行的。

　　以上通过对泵站电动机起动电压降计算方法及同步电动机、异步电动机起动过程的分析，认识到进行电动机起动电压降计算的必要性，并对以往的经验与综合电抗法公式进行比较，提高了电压降计算的准确性，对泵站设计和机组运行方式有一定的帮助。