高压电动机配电设计说明.ppt

三：高压电动机电压等级的确定 3.5 大型民用建筑中采用高压电机的设计思路
采用10KV电机，主要有以下优点： （1） 配电系统简化，系统更可靠；造价、运行费用相应降低；
如果采用6KV电动机，往往需要10KV、6KV二个系统， 设备可能增加30％以上，相应的土建造价和设备造价增加； 维修费用增加。 （2）有利于电动机起动
五：功率因数补偿 5.2 同步电动机补偿
• 通过调节同步电动机的励磁电流，可以改变电动机的 功率因数，甚至发出无功功率，因此系统中采用部分同步 电动机，可以解决功率因数补偿的问题，是以往大、中型 电动机的首选，但是，同步电动机造价高，维护工作量大， 控制复杂，随着电容器制造技术的发展，目前使用越来越 少。
e. 供电容量的界限在特殊情况下，可作适当变动。
二：高压电动机配电的典型结线 2.1 10KV电源10KV直配电机结线
二：高压电动机配电的典型结线 2.2 10KV电源6KV电机结线
二：高压电动机配电的典型结线 2.3 35KV电源10KV（6KV）电机结线
三：高压电动机电压等级的确定 3.1 常用电动机的电压等级及容量范围
三：高压电动机电压等级的确定 3.2 通过经济比较确定高压电动机的电压
通过这些方面的比较，一般情况下，6KV具有校明显 的优势，另外，目前国内6KV电动机生产厂家较多，技术 也校成熟，选用6KV电动机应该比较合理，但是，由于我 国已经取消了6KV的输电网络，对于需要高压电动机的用 户（工程），有相当多的电源电压为10KV，因此，选用 6KV高压电动机，需要设置10/6KV主变压器，高压系统大 大复杂，土建费用增加，损耗增加，维护费用等均相应增 加，与这些因素通盘考虑，往往10KV电动机具有校好的 经济性。
10KV系统容量往往比6KV大，而同样功率的电动机 10KV电流小，因此有利于电动机的起动，可能因此可以 采用直接起动而不需要减压起动设备。 （3）减少损耗
电动机电流小，相应线路损耗降低。
四：电动机起动 4.1直接起动
直接起动，是指电动机起动时，直接加载全额电压的 起动方式，是最经济和可靠的起动方式，因此，规范首先 推荐直接起动
等级(kV) 侧电压(kV) 径(km)
等级(kV) 侧电压(kV) 径(km)
6、10 35 110
6～10 35、6～10
0.25～8 5.0～15 15～50
220
110、6～10 50～100
330
110、220 100～200
500
220
200～300
一：供电电源 1.2 电网中各电压等级变电所的容量
• 优点：其特点是设备简单，控制方便；
• 缺点：起动电流较大，起动转矩较小
四：电动机起动
4.2 电抗器起动
• 原理图：
四：电动机起动 4.3 自耦减压起动
自耦减压起动，是一种在主回路接自耦变压器，定子 回路接自耦变压器抽头，以降低电动机端子电压，从而限 制起动电流的一种降压起动方式，由于变压器的作用，电 动机定子回路的电流（起动电流）大于主回路电流。目前 国内较多应用于低压电动机。
四：电动机起动 4.1直接起动
• 因此，不能满足上述要求的电动机，必须采取措施。
四：电动机起动 4.2 电抗器起动
• 电抗器起动，是一种在主回路（定子回路）串接阻抗，以 降低电动机端子电压，从而限制起动电流的一种降压起动 方式。
四：电动机起动 4.2 电抗器起动
• 需要增加的设备： 电抗器一个、高压开关（柜）一台、旁路电缆若干。
四：电动机起动
4.1直接起动
如： 《泵站设计规范》GB/T50265-97
“10.5.1 机组应优先采用全电压直接起动方式，……” 《通用用电设备配电设计规范》GB50055-93
“第2.3.3条笼型电动机和同步电动机起动方式的选择， 应符合下列规定： 一、当符合下列条件时，电动机应全压起动： １．电动机起动时，配电母线的电压符合本规范第2.3.2条的 规定： ２．机械能承受电动机全压起动时的冲击转矩； ３．制造厂对电动机的起动方式无特殊规定。”
工程中供配电设计对高压电动机 的一些考虑
பைடு நூலகம்
一：供电电源 二：高压电动机配电的典型结线 三：高压电动机电压等级的确定 四：电动机起动 五：功率因数补偿 六：主变压器选择的一些原则
一：供电电源 1. 1 我国输配电网络中的电压等级
电网中各级变电所合理供电半径
表1.1
变电所电压 变电所二次 合理供电半 变电所电压 变电所二次 合理供电半
• 软起动，是一种在主回路串接可控功率元件装置，无级调 节起动电流，通过预设起动电流，从而达到平稳起动的一 种降压起动方式。
四：电动机起动 4.4 软起动
• 需要增加的设备： 软起动装置一套。
• 优点：起动电流可任意设置，起动转矩平稳；
• 缺点：价格高
四：电动机起动
4.4 软起动
• 原理图：
四：电动机起动
三：高压电动机电压等级的确定 3.2 通过经济比较确定高压电动机的电压
如果选用10KV等级的电动机，相应设备校6KV可能 出现变化的是：
• 电动机——费用增加 • 高压开关柜——费用略有增加 • 高压电缆——费用略有上下（绝缘提高，费用增加；截面
减小，费用降低） • 起动设备（如果需要）——费用增加 • 损耗（运行费用）——降低
三：高压电动机电压等级的确定 3.5 大型民用建筑中采用高压电机的设计思路
具体考虑如下： • 高压电动机容量占绝大多数，其他负荷容量相对较小，可
以采用6KV等级； • 二者容量均较大，采用一组（二台）变压器不够的情况，
可考虑采用6KV和10KV二个电压等级，也可考虑均采用 10KV等级； • 高压电动机容量较小，或二者容量校小，建议采用10KV 等级。
下）； • 缺点：仅能应用于绕线型电机
四：电动机起动
4.5 频敏变阻器起动软起动
• 原理图：
五：功率因数补偿 5.1 规范对功率因数补偿的要求
• 《供配电系统设计规范》ＧＢ５００５２－９５ • 第５．０．１条供配电设计中应正确选择电动机、变压器
的容量，降低线路感抗。当工艺条件适当时，宜采取采用 同步电动机或选用带空载切除的间歇工作制设备等，提高 用电单位自然功率因数的措施。
五：功率因数补偿 5.1 规范对功率因数补偿的要求
•《供配电系统设计规范》ＧＢ５００５２－９５ •第５．０．２条当采用提高自然功率因数措施后，仍达 不到电网合理运行要求时，应采用并联电力电容器作为 无功补偿装置。当经过技术经济比较，确认采用同步电 动机作为无功补偿装置合理时，可采用同步电动机。
五：功率因数补偿 5.1 规范对功率因数补偿的要求
变电所主变压器设置参考表
表1.2
变电所电压 主变压器台数与容量 变电所电压 主变压器台数与容量
等级(kV)
(台数×kVA)
等级(kV)
(台数×kVA)
500
2×500000～4×1500000
110
2×20000～4×63000
330
2×90000～4×240000
35
220
2×90000～4×240000
起动转矩，且在配电系统中引起的电压波动不应妨碍其他 用电设备的工作。
四：电动机起动 4.1直接起动
如： 第2.3.2条 交流电动机起动时，配电母线上的电压应符合下
列规定： • 一、在一般情况下，电动机频繁起动时，不宜低于额定电
压的９０％；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的 ８５％。 • 二、配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷， 且电动机不频繁起动时，不应低于额定电压的８０％。 • 三、配电母线上未接其他用电设备时，可按保证电动机起 动转矩的条件决定；对于低压电动机，尚应保证接触器线 圈的电压不低于释放电压。”
以上起动形式均影响起动力矩
四：电动机起动 4.5 频敏变阻器起动软起动
• 频敏变阻器起动，是一种在转子回路串接频敏变阻器，通 过限制转子回路电流，从而降低定子回路电流的一种起动 方式。
四：电动机起动 4.5 频敏变阻器起动软起动
• 需要增加的设备： 频敏变阻器及其辅助开关一套。 • 优点：起动转矩大，起动设备电压等级低（通常1000V以
四：电动机起动 4.3 自耦减压起动
• 需要增加的设备： 自耦变压器一个、高压开关（柜）一组、旁路电缆若干。
• 优点：起动电流相对较小，起动转矩相对较大；
• 缺点： 设备复杂，价格高，起动转矩仍然小于直接起动
四：电动机起动
4.3 自耦减压起动
• 原理图：
四：电动机起动 4.3 自耦减压起动
四：电动机起动 4.4 软起动
四：电动机起动 4.1直接起动
但是，电动机的起动电流，一般高达额定电流6倍以 上，如此大的电流，必将使电网受到冲击，产生瞬时的电 压降，为了保证电网质量，防止其他用电设备受到伤害， 我国所有有关规范都对电动机起动允许的压降作了规定
四：电动机起动
4.1直接起动
如： 《通用用电设备配电设计规范》 GB50055-93 “第2.3.1条 电动机起动时，其端子电压应能保证机械要求的
低压电动机：≤ 280KW 高压电动机： ≥ 220KW
三：高压电动机电压等级的确定
3.2 通过经济比较确定高压电动机的电压
高压电动机电压等级的确定，应该根据不同的容量， 经济合理为原则，目前市场上2.3KV、3.3KV、6.3KV、 10KV等级的高压电动机其容量范围在中小容量部分基本 重叠，通常低压电动机（380V）上限为280KW，高压电 动机下限为220KW，因此，大于220KW的电动机，可选择 2.3～10KV的任意等级，但为电动机供电和控制的开关柜 及其配套设备，目前国内基本为6KV和10KV，所有，高 压电动机的电压选择，通常为6KV和10KV二个等级的选 择
•《供配电系统设计规范》ＧＢ５００５２－９５ •第５．０．３条采用电力电容器作为无功补偿装置时， 宜就地平衡补偿，低压部分的无功功率宜由低压电容器 补偿；高压部分的无功功率宜由高压电容器补偿。容量 较大，负荷平稳且经常使用的用电设备的无功功率宜单 独就地补偿。补偿基本无功功率的电容器组，宜在配变 电所内集中补偿。在环境正常的车间内，低压电容器宜 分散补偿。
2×6300～4×20000
一：供电电源
1.3 电网对用户供电的一般规定 – 上海市电力公司对用户供电的规定为：
a. 低压供电(非居民用户) – 用户单相用电设备总容量10kW及以下的，可采
用低压单相220V供电。 – 用户用电设备容量在350kW以下或最大需量在
150kW以下的，采用低压三相四线380V供电。
一：供电电源 1.3 电网对用户供电的一般规定 – 上海市电力公司对用户供电的规定为：
b. 10kV供电 – 用户受电设备总容量在6300kVA以下的，采用
10kV供电
一：供电电源 1.3 电网对用户供电的一般规定 – 上海市电力公司对用户供电的规定为：
c. 35kV供电 – 用户受电设备总容量在6300kVA至40000kVA的，
三：高压电动机电压等级的确定 3.2 通过经济比较确定高压电动机的电压
根据我院长期设计的经验，一般10KV供电的工程， 采用10KV电动机较合理，35KV及以上供电的工程，宜采 用6KV电动机。
三：高压电动机电压等级的确定 3.3 电力部门对高压电动机的限制
10KV供电的工程，采用10KV电动机校合理，前提是 电动机由10KV电网直配，即10KV电动机通过开关及保护 设备，直接挂在电网上，因此当地供电部门为了其电网的 安全，可能提出异议，或者提出增加起动设备等要求。因 此，是否采用直配电机，还需考虑当地供电部门的要求。
采用35kV电压供电。
一：供电电源 1.3 电网对用户供电的一般规定 – 上海市电力公司对用户供电的规定为：
d. 110kV及以上供电 – 用户受电设备总容量超过40000kVA的，采用
110kV及以上电压供电。
一：供电电源 1.3 电网对用户供电的一般规定 – 上海市电力公司对用户供电的规定为：
三：高压电动机电压等级的确定 3.4 业主的要求
由于考虑问题的不同，习惯的不同，一些业主不愿意 采用10KV电动机；有些业主认为目前6KV输电网络已淘 汰，不愿意采用6KV配电设施，因此不愿意采用6KV电动 机。
三：高压电动机电压等级的确定 3.5 大型民用建筑中采用高压电机的设计思路
大型民用建筑如果采用35KV电源且需要采用高压电 动机，原则同工业建筑，以经济性作为选择的基础，但应 该兼顾运行、维护和备品备件兼容性等因素，因此在经济 技术相差不大的情况下，优先采用10KV，