电气设备投入电力计算分析范文

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发电机在各个工作状况下使用功率是不同的，但总的要求是不要超过额定功率的90％（船厂要求）。发电机因厂家和型号的不同，负荷投入率的曲线也是不同的。在各个工作状况下，因为断电引起备用发电机启动，负责基本安全的负载也在随后投入到配电系统中。在投入过程中引起的配电系统电压和频率波动，根据规范要求，稳态电压在－10％～6％之间波动，稳态频率在－5％～5％之间波动［1］。这时就需要对各个投入的负荷进行计算，来决定什么时候投入、用什么方式启动，以满足规范要求。电动机的启动方式分为直接起动、降压启动、Y－△启动三种。对于不同的电动机选用不同的启动方式需要考虑很多因素，包括发电机的功率、电流、直轴瞬态电抗、直轴超瞬态电抗、负荷投入特性曲线，电动机的功率、额定电流、启动电流，发电机在各个工作状况下的负载功率等。

1投入电力的确认方法

一般情况下，电动机启动时的电流值大概是额定电流值的7～8倍。这个电流值称为启动电流。因此，在船内电气负载投入的时候，需要根据发电机负荷状态确认哪些机器可以正常投入。根据下列计算式，机器启动时的发电机负载率选定超越90％的机器进行计算。电气设备启动时发电机的负荷率：发电机负荷率90％＜［基本负荷（kW）＋电动机启动功率（kW）］／发电机额定功率（kW）×100％电动机启动功率（kW）＝440V×电动机启动电流（A）×电动机启动功率因数×3／1000

2计算实例

本文以大发工业株式会社的发电机引擎为例来说明投入电力的具体算法。首先发电机引擎型号为6DE－18，功率510kW，负荷投入曲线为0—45％—90％—100％。船舶工作状况分为航行工况、航行工况（压载水作业）、进出港工况、装卸货作业工况、停泊工况。表1列出了各个工况下发电机使用的台数和总功率（根据电力调查表做成）。所谓负荷投入曲线，是指引擎制造厂家对于发电机各个程度的负荷投入可能的表示值。在这个负荷投入值范围内即满足船级社的要求。

另外发电机负荷投入线，大发的型号有10％的余量，因此自动计算考虑它。还有，在表1内上述输入结果是自动表示，要作为负荷投入图表的基础数据被使用。表2中的数据，功率数、极数、额定电流、启动电流、启动功率因数、输入功率数据来源于电动机厂家资料。需要率和整定功率来源于造船厂自己的标准。以主润滑油泵电动机为例（以下数据都为主润滑油泵电动机），表3中罗列了主润滑油泵电动机的各个参数。其中有些数据来源于表2，启动功率是计算生成，会根据启动方式的不同而变化。表4主要记录了主润滑泵电动机在各个工况下的各种负荷因数情况。峰值负荷因数＝（基本负荷＋启动功率）／发电机功率×100％基本负荷因数＝基本负荷／发电机功率×100％启动功率因数＝启动功率／发电机功率×100％整定后负荷因数＝（基本负荷＋整定功率）／发电机功率×100％在航行工况状态下总负荷为390．2kW，其基本负荷变成了390．2－64．5＝325．7kW。其他的根据上面的公式计算得出。

然后由表4中所记载的数据生成表5数据，再来画坐标点。图中的A、B、C表示各个工况下主润滑油泵电动机对发电机的负荷状况，其横竖坐标来源于表5。根据规范要求，所有工况的点都必须在负荷投入曲线以内，但在图1中，B点的位置稍微超出了负荷投入曲线，根据要求，大发的发电机引擎有10％的余量，B点并没有超出10％的余量线，所以此处不再做修改。最终，根据图1的结果来验证电动机启动方式是否正确。根据以上做法对于选定电动机分别予以计算，来确定启动方式是否符合发电机的负荷投入曲线，如果实在不能满足负荷投入曲线，那么可以适当调整发电机的容量来满足电动机启动的需要。

3结语

以上就是如何根据电力投入负荷计算来确定发电机容量是否符合要求，并且计算出各个电动机的启动方式能否满足发电机负荷投入曲线的要求。对于电气设计人员来说，电动机启动方式和发电机容量选择非常重要，设计人员在设计时不仅要经过大量的计算验证，而且还要考虑安全方面的因素。这就要求设计人员要具备多方面的能力，综合考虑设计中所面临的问题，对于不清楚的问题要多加求证，尽量减少可能出现的问题。

作者：李琳 单位：常石（上海）船舶设计有限公司