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1、大容量电动机起动存在问题及解决办法郭庆奎 天津石化公司炼油厂 300271摘要：炼油厂催化装置的主风机风量大， 在采用电动机拖动时， 需要采用大 容量的电动机。 大电机在启动时， 启动电流大， 引起的电压降落也大， 对于供电 系统有较大的冲击， 因此必须选择合适的启动方式， 对电压降落进行验算， 采取 相应的保护配置方式， 在不影响供电系统中其它负荷运行的情况下。 确保大容量 电动机启动成功。一、问题的提出催化裂化装置是我厂重要的生产装置， 一九九六年初， 为保证催化裂化装置工艺上的高压力操作方案的长周期、安全平稳运行，需要安装一台高压力的备用主风机。该主风机由电动机拖动，电动机功率为5500
2、 KW，属于大容量电动机 （ 称催化裂化高压主风机电动机， 下文中简称大电机 ） ，该大电动机由我厂原有供电系统供电， 接在总变电站6KV母线上。由于该电机容量大、启动电流大，对供电系统有较大的冲击，使6KV母线有较大的 压降。这样已有的负荷有可能受到大的影响 （ 如开关跳闸、己运行的电动机不稳定或堵转， 照明系统受影响等 ） ， 同时大电机本身的启动也要求一定水平的机端电压才能启动成功。因此就要求在启动大电机时对厂 6KV母线电压和大电机机端电压进行验算， 根据验算结果和供电系统具体情况采取相应的解决办法， 如电动机选型、 供电 系统运行方式、电气保护定值的配置。从而既保证大电机的启动成功，
3、又不影响已有负荷的运行。即6KV母线 电压保证在 6000 电压的 80 （85 以上更好 ） 以上，电动机机端电压必须大于电动机允许启动的最低电压。二、供电系统情况 （ 见厂供电系统简图，附图一 ）我厂110K V进线电源由天津电力公司电网供给，从电力公司电网计算到我厂110KV母线的系统电抗标么值 为X*xt=0 . 0555（基准容量Sj=100MVA）o我厂主变压器容量为 31. 5MVA变压器型号为 SFS-31500/110。 是三卷变压器，另外两卷的电压等级分别为 35KV和 6KV 35KV侧没有负荷，6KV侧每台变压器带6000KW负荷。 变压器6KV侧经分裂电抗器（型号FK
4、L61500-10）分成两段母线，其中一号主变压器的两条 6KV母线为 6KVI母线6KVIII母线（1H母线已有负荷6000KW）。催化裂化主风机电机电源从 6KvlH母线的631开关配出， 用2根0. 9KM长的电缆（YJVz0 8. 73X 185）并联送至催化裂化主风机变电所的进线开关。在催化裂化主风机变电所6KV母线上有两台开关，一台开关是催化裂化主风机启动开关， 一台开关是催化裂化主风机的运行开 关。降压启动电抗器型号为 QKK66064， Xkz4。三、电动机及电抗器型号（ 一） 、电动机选用异步电动机型号： YCH 7104额定功率5500KW额定电压6KV额定电流606A 启
5、动转矩倍数KM= 0. 69启动电流倍数Kiq=4 . 29 功率因数cos二0. 8 = 96. 5%电动机端子允许的最低电压为 62% Ue,即3720V但是起动时间为50. 3秒时间太长，当电动机端子电压 为65% Ue时，起动时间为40. 3秒。（ 二） 、电抗器型号由于催化高压主风机电机接在我厂已有的6 KV系统中，在该系统中每台变压器已带有6 MW勺负荷，功率因数为COS fh = 0. 85,为保证在起动催化高压主风机电机时，不影响这部分负荷（电动机、照明）的正常工作，采用了电抗器降压起动方式来起动这台大电机， 即在电动机主回路中串联一个起动电抗器， 在电动机起动 时投入电抗器，
6、 当起动过程结束后， 使起动电抗器自动退出运行 （高压系统 简图见附图一 ），电抗器型号如下： 干式空心起动电抗器型号 QKK- 6 6064, Xk= 4%额定电流 Ie=606 A有功损耗 P= 2810 W额定电压 Ue=6Kv 持续时间 45秒 短时电流 3636 A四、催化裂化主风机大电机起动时电压水平验算（ 一 ） 计算要求1 、确定大电动机起动时，电压下降值不影响已有负荷的运行，如不会使开关跳闸，己运行的电动机不稳 定或堵转，照明系统受影响。即总变电站 6 KV母线电压Um大于6000V电压80% 85%（85 %以上更好）。2 、确定大电动机本身端子上的电压，确定起动的可能性和
7、持续时间，以决定起动方式。即大电动机端子 电压Ud必须大于其最低允许起动电压 62%Ue为3720 V，但在此电压下起动时间为50. 3秒时间太长，机端 子电压在65%Ue（3900V）以上较好，以缩短电动机的起动时间。（ 二） 电压水平验算时各参数的确定l 、系统中各电气元件阻抗计算：计算均用标么值基准容量 Sj=100 MVA 、电源 Sj=100MVA X*xt=0 . 0555该值由电力公司提供系统阻抗标么值，是从电网计算到我厂110KV母线的值。 、变压器（SFS 一 31500 一 110三卷变压器且二卷容量均为 31500KVA） Seb=31500KVA PI-III=202
8、. 3KVyUdI-II=10 95%， UdIIII=16 18%，UdI-III=5 96%（注：因公式太多，以下文字采用 gif 图象格式）X触爲. + u- J 切)=*(1095 十 16.18 -5.95 )%X 壮=亍+ U曲 n Udm ) = T(l 95 + 5.95 16.18 )%*(几+一 f =丄(16 .圧 +5.95 -1095 W九 , Sj100 S 通100 S” 几 . Sj100 S 俺10.59X1000.365ITT- 0-3362x -= 0.011610031 .55.5951000.177631 .5Pj 一s,beb、分裂电抗器型号 7KL
9、-6-15OO-1O202 .331500=0.64%0-0064 = 0.6A %备 0.0203互感系数 f()=0. 5, APck =28000W , Xk=10%XM = fo 9 xk = 0-5 X 10% = 5%A/；1 = 二* k+M” = 10% + 5% = 15%5 u t Sj 56 ion100 1.5 X6.3,6100=1- X r” 而厂zWF7厂 一亠 丁3 =0.8728=-0.290915 . J10015cK=A + X5肘28000y J500.=0.8728100155/36.30,2907 - 0.58：9二 0,0124 Q5. lOO=0
10、 0124 x - 1.312U ；(6.3)、6 KV电缆线路 弘每根电缆：E肋_兄；电缆电抗平均值X】-0.08Q/KM L=C. 9KM6 KV二芯电缆电阻平均值门=C. 18QAMX, = L = 0.08 x0.9 = 0.072 (C) 匕=X、L= 0.18 x 0.9 = 0.162 (Q) b.曲根电纜X_, = y- -V. 厶=-X 0 072x J=().U9U7(6.3)2100 0.2041 (6.3/、屯动机Cx g-0 *8 几前-96. 3% 心=4.29%二 5500 KWK 乂 二（J.69Q、电动机启动容虽Q 一 R 辔一 “ Cn 仏 =4.29 X
11、6.477 x 1,1025 = 30 .6329 (皿：4 )22 = - = 3.2645* S 啊 30.6329b,电动机启动功率因数匕 + 0.02596.5% x 0.88 - 0.69 + 0.025 x (4.29) _ 八 ya v n ?21 - n om=4 29 X 0 应况Xg X Cos w .l-Sw、起动电抗器(NKL-6-606-4%)Af = 2.81KJFg = 6KV4 y100 V3x 0.606X 一 Xk% Sj-A_ = 2810 0 0077606 2I应=0.606 KA6当“576】(J)?S匚= 口 三U ：、已有负荷P仇=6000 KW
12、- Cos 2 S ：inn才 Cos 幷s加=xO.85 X 0.5268 = 7.4628Pfh60.0077 x 6.3厂 60194Cos 庐-0.85Sin O 二 0.5268他=x 085 2 = 12.04176Z* = Jy + Rfh = 丁7.463 $ + 12 .0417 二 V55 .6964 + 145 = 丁200 .69 = 14.17(三) 电抗标么值取近似值电动机起动电抗标么值3.2645已有负荷电抗标么值Xy = Z以=147(四) 用近似法计算(不计供电系统中各元件电阻值)1、分裂电抗器正常使用，起动电抗器釆用4%XI = X r + X * + X
13、讪 -0.0907 + 0.5761 + 3.2645= 3.9313= X ” + X=0.0555 + 0.3362Uni = U = X十 X” 13.0775 + 1.1512当5二 1. OOUel. 00*6000=6000 (v)时，贝叫尸72 8%门二72. 8%*6000二436 电动机端子上电圧：U t = U= 77 只77 V -/2645_ - AA VO/ qd3.9313 x 14J73.9313+15+ X.&3 + 0.17765+ 0.5819 = 1 .15123.0775 S = 72.8% t7l的电压时，电动机起动时间太长。因而总变6KV TII段单母线启动方2、分裂电抗器的臂并联使用(起动时合入6013开关)，起动电二0.5（互感系数），APek=28000W, XK=10%分裂电抗器两臂并联使用，英标么值相应改变0 8729x讥一0.2909 = 0.1455XI = X + X.K + X.qd = 0.0907 + 0.5761 +3.2645 二 3.9313= 3.0755二 二 3.9313 xl47q 一 + X?嘉313 +14.V7X.JT =+ X*bi + X 讪3 +
