空调冷水机组10KV与380V方案对比
10KV方案比较(冷水机组)
东莞市东方威尼斯广场使用10KV水冷机组与使用380V水冷机组方案比较一）概述根据中华人民共和国《通用用电设备配电设计规范》，在电机容量大于300KW时，交流电动机在很多情况下宜选用高压电机，特别较大冷量的离心式冷水机组更适合于采用高压电机。
国家中压电力网额定电压为10KV，因此，目前市场上用户直接采用10KV高压离心式冷水机组的用户越来越多。
尽管某些情况下，采用高压电机价格会比低压电机高出较多，但计及低压电机须配置变压器等电气设备，而且采用高压电机将提高电力利用效率，其长期投资的经济性远优于采用380V电机的冷水机组方案。
二）冷水机组的组合方案及性能参数表三）电气接线示意图详见附件一（方案A），附件二（方案B）四）一次设备投资对比一览表（RMB）注：432 RT为相同部分，比较不计入详细计算过程见附件三五）运行费用比较（RMB）注：432 RT为相同部分，比较不计入详细计算过程见附件四六）结论根据方案比较结果，设备投资方面，使用10KV方案A比380V方案B一次设备投资节省投资接近70万人民币，在变压器的年运行费用方面，方案A比方案B每年节省的运行费用超过16万人民币，况且在本方案比较中尚有三个因素对10KV方案A有利的，仍未计入：1） 10KV马达本身能损一般都低于380V的马达的能损，因为380V的马达电流远大于10KV，能损与电流的平方成正比。
2） 380V系统需要2台变压器对电网而言，变压器要吸收电网的无功功率使10KV侧的功率因数变坏，因而在10KV侧要增加该部分的无功功率补偿，增加设备投资。
3）电缆的能损方面因380V电流大，380V系统的能损比10KV系统的高。
综合上述之分析，推荐使用10KV的方案A。
空调冷水机组10KV与380V方案对比
空调冷水机组10KV与380V供电的经济对比分析（一）空调机组10KV电压拖动问题的提出1-1）根据我国国情，中压电力网络，即城镇供电及地方工业企业供电网络的额定电压规定为10KV。
1-2）根据《JGJ-T16 民用建筑电气设计规》，“用电设备容量在250kw以上或需用变压器容量在160KVA以上者宜以10kV供电”。
1-3）市面各大冷水机组厂家产品低压机组只生产到1300TR装机容量，更大冷量机组一般采用10kV供电，因此对于总冷量较大的项目，如果采用低压机组则需要采用多台主机。
1-4）如使用0.38，3或6KV电动机时要增加10KV的降压变压器、高压柜、控制柜、配电设施，此外更有变压器的电能损耗及增容费等。
这一来大大增加了投资及运行管理费用。
（二）该项目10kV启动与380V启动的方案搭配2-1）10kV方案：2100RT离心机*三台，600RT变频离心机*两台；启动方式—直接启动2-2）380V方案：1050RT离心机*四台，1050RT变频离心机*两台，600RT变频离心机*两台；启动方式—星三角启动基于上述搭配，仅比较两方案不同的部分（三）供电电源系统对照3-1） 10kV方案：3-2）380kV方案：（四）初投资对比设备及附助设施投资比较表单位：RMB（五） 电力变压器的功率及能量损耗计算 5-1）功率损耗变压器的功率损耗包括有功及无功损耗二个部份。
无功功率用来建立磁场影响企业用户的功率因数，有功功率直接为热能的损失影响经济成本效益。
今暂只先讨论有功损耗ΔP B ； ΔP B = ΔP O +ΔP （KW ） ΔP O — 变压器之铁损（KW ）；由变压器之铁芯涡流引起之损失。
ΔP d — 变压器之铜损（KW ）；由变压器绕组中铜导线中的电阻引起之热 损失，与负荷电流之平方成正比。
Sjs — 变压器之计算负荷（KVA ）。
Se — 变压器之额定负荷（KVA ）。
注：ΔP O 与ΔP d ，通过变压器的空载及短路试验获得之参数，可直接查厂家提供的变压器参数表获得。
制冷机组10KV供电的技术经济分析
某电力调度大楼使用10KV冷水机组与使用380V冷水机组方案比较一）冷水机组的组合方案冷水机组：3台，545TR螺杆机冷水机组型号：YSFBFAS55CNE（最大冷量可达550TR ）二）电气结线系统图A）380V冷水机组B）10KV冷水机组三）一次投资对比设备及附助设施投资比较表单位：RMB四）运行费用——变压器损耗计算A）NPLV概念引入由于冷水机组大部份的运行时间内都是处于在部份负荷状况，全年只有少数时间处于满负荷及最低负荷，大部份时间在中负荷情况。
因此机组的耗电及其能效要按一个叫综合部份负荷值来考虑。
美国空调制冷学会（ARI）通过大量资料定出如下之综合部份负荷IPLV或NPLV计算公式： 1IPLV= ————————————————————0.17 + 0.39 + 0.38 + 0.11A B C D其中：A=100%负荷时的KW/tonB= 75%负荷时的KW/tonC= 50%负荷时的KW/tonD= 25%负荷时的KW/ton查YSFBFAS55CNE得如下参数：输入功率332KW100%负荷时，耗电0.604KW/TR综合耗电指标NPLV为：0.479KW/TRB）变压器的投耗计算●条件：1）三台冷水机组同时投入一台变压器之低压侧运行2）变压器SC-1250/10ΔP0=2,900WΔPK=13,700W●变压器之铁损ΔW0 =ΔP0×T×10-3=2900×8760×10-3=25,404KWH式中T=8760小时，为变压器全年接入电网的小时数●变压器的铜损ΔWK=Δ2 . τ×10-3式中：Sjs变压器计算容量Sjs=3×545TR×NPLV=3×545×0.479=783.20KW综合功率因数，取0.8∴Sjs= 783.2 =979KVA0.8Sr为变压器额定容量Sr=1250KV Aτ:综合负荷下之实际运行小时数，办公室为：全年有7个月，每月取 22天，每天14小时，即τ=14×22×7=2156小时Δ2×2156×10-3 =18,118.19KWH●变压器总损耗ΔWT=ΔW0+ΔWK=25,404+18,118.2=43,522.20KWHC）变压器年电能损失费用广州市供电局规定一般商业用电为1.0722元/KWH故电能损失费用每年为43522×1.0722=46,664.28元五）结论从上述投资及运行费用计算结果，此一案例10KV拖动较380V拖动投资贵69,009.00元，然而10KV方案可节省电能每年46,664.00元，电能的节省可以在1.47年回收投资差额。
最新10kV与380V电压启动比较
10k V与380V电压启动比较1000Rton离心机电压采用380V及10kV方案的比较前言作为离心机电压的选择方案，380V和10kV方案在业界内被广泛应用，但是，两方案对机组的影响是显而易见的，其中包括：采用高压10kV和380V电压对机组初投资、运行成本等方面的影响，以及一些由于采用了不同的方案而引发的、隐形的，超出了中央空调考虑范畴，但却为配电专业必须考虑的问题的影响。
本文就选择高压10kV电机的运行方案，从理论、数据、运行效果等方面作详细分析。
二、理论分析采用高压10kV (电网电压) 电机应用于大功率冷水机组，较低压380V电机运行方案如下优点：1.大幅度降低电动机运行电流，增强运行安全可靠性，减少设备故障率。
采用4台1000冷吨离心冷水机组的电动机功率每台为616kW，若采用380V供电方式，其满载电流每台为1059A；若采用10kV供电方式，其满载电流每台为40.2A，低压电流为高压电流的26.3倍，采用高压电机将大大降低机组的最大启动电流，这对频繁起动的大功率电动机而言，高压启动对电网的冲击比低压启动要小得多，其操作运行的安全可靠性增强，故障率减少。
2.大大减少在该项目的初期设备投资、运行费用、耗电等费用。
（A）设备的初期投资和安装费用采用10kV高压供电，可直接将电网电压供给高压电机，机组可直接电抗式启动柜，省去星三角启动柜、低压配电柜等开关柜，而且接线电缆直径大大减少，长度缩短，电器施工难度简化，大大降低电器设备的安装费用(相对于高压机组，低压机组由于增加了变压器，而变压器本身对系统而言是一个无功负荷，将导致供电系统的功率因数变差，因而，原则上需要增加电力系统10kV侧的功率因数补偿装置费用)。
(B) 能耗与运行费用冷水机组采用闭式电机驱动，配置高压电机与低压电机的冷水机组效率是相同的，但低压电机功率因数相对较低，将增加冷水机组的实际运行费用。
同样相同容量的冷水机组，高压机组相比于低压机组的启动电流，运行满载电流均小，电机的发热损失等功率损耗要比低压机组要小。
冷水机组的380V与10 kV供电系统的分析比较
2008奥运会北京射击馆冷水机组高低压供电方案比较武毅王磊（清华大学建筑设计研究院 100084）摘要本文介绍了2008奥运会北京射击馆集中制冷换热机房的离心式冷水机组的高低压供电系统比较方案，从电力系统初投资、运行中的电能损耗费用、零配件和维修费用、机电系统综合投资、对电网电能质量的影响、运行管理等多方面进行比较。
进而针对不同制冷量的常用离心式冷水机组的供电方案进行了综合对比，得出了较为合理的通用选择方案。
关键词离心式冷水机组供电方案投资费用1前言目前，我国民用建筑中使用的冷水机组的工作电压大多采用380V，这一电压等级对于中小容量的冷水机组较为合适，在大量的实践中也得到了证明。
但是随着建筑体量的不断增大以及集中设置冷源节约能源的需求，冷水机组的单机容量越来越大，制冷量达到了几千kW，电动式机组的设备电功率达到了几百甚至上千kW，如果冷水机组再采用380V工作电压，那么在投资、运行和电气综合性能方面是否合适，能否采用更高的电压等级的机组？这是工程设计人员需要研究和回答的课题。
本文以2008奥运会北京射击馆的制冷换热机房的电气设计为例探讨了这个问题。
2工程概况2008奥运会北京射击馆位于国家体育总局射击射箭运动管理中心园区内，园区规划供电电源为由杏石口变电站和大屯路变电站引来两路10kV电源至拟建的园区变电站，园区变电站向园区内的建筑提供10kV或者380 V电源。
集中制冷换热机房位于变电站的南侧，距离扩建变电站25米，用于向整个园区提供冷源，机房内设制冷量1406 kW（电功率269kW）电动式离心式冷水机组一台、制冷量3165 kW （电功率556kW）电动式离心式冷水机组两台，水泵及其它配套设备的设备电容量为398kW。
3供电方案3.1380V低压冷水机组供电方案冷水机组采用380V低压电动机，设两台1000kVA的SCB9-1000/10型环氧树脂绝缘的干式变压器向集中制冷换热机房供电。
数据中心高低压冷水机组制冷方案对比分析
数据中心高低压冷水机组制冷方案对比分析中国移动通信集团安徽有限公司朱青山* 李嘉琳臧国强摘 要根据大型数据中心工程实际，从全生命周期角度出发，对高压（10 kV）与低压（380V）冷水机组制冷系统方案的安全性、初投资、运行费用、维护费用、维护要求、占地面积等方面进行分析比较，指出各自特点，为后续数据中心冷水机组设计选型提供参考。
关键词数据中心；冷水机组；供电方式；全生命周期；设计选型Comparative analysis of High and Low Voltage ChillerRefrigeration Schemes of the Data CenterZhu Qingshan, Li Jialin and Zang GuoqiangAbstract According to the actual conditions of large-scale data center project, this study analyzes and compares the safety, initial investment, operation cost, maintenance cost, maintenance requirements, floor area and other aspects of the refrigeration system schemes of high-voltage (10 kV) and low-voltage (380V) chillers from the perspective of the whole life cycle. On this basis, it points out their respective advantages and disadvantages, providing reference for the unit design and selection of chillers in the subsequent data center construction.Keywords Data center; Chiller unit; Power supply mode; Life cycle assessment; Design selection0 引言冷水机组在数据中心有着广泛应用，近年来，随着数据中心单体规模的不断增大，要求冷水机组制冷量大幅提升。
380V与10KV高压机组对比
380V与10KV高压机组对比
380V与10KV高压机组对比
１、电机：
３８０Ｖ低压电机对绝缘等级要求低，制造工艺要求不高，后期维护的操作和费用，相对１０ＫＶ机组低很多。
２、启动柜：
高压启动柜内部器件都为耐高压的电器元件，接触器、电机保护等装置均随工作电压的升高而升高，后期维护也成问题，另外操作高压机组的工作人员需要上岗培训，持证上岗，否则会有安全隐患。
３、启动电流：
对于现有电网容量有限的场所，如果采用１０ＫＶ高压机组，需要电网扩容，是一笔不小的费用（有些地方不需要增容费）４、投资成本
高压冷水机组无论在压缩机本身（电机）还是在启动方式上比低压机组高出很多，另外高压机组如果采用降压启动方式（对启动电流有特殊要求的场所），在启动柜上的成本会增加很多，低压机组却不同。
５、维护空间
高压机组对于运行场所的条件要求很高，运行场所的空间、湿度、温度等诸多方面都有要求。
注：内容不多，有待改进。
建筑设计中制冷主机高压10KV与低压380V启动的选择
建筑设计中制冷主机高压10KV与低压380V启动的选择作者：周晶晶滕建龙来源：《建筑工程技术与设计》2014年第27期摘要：对于大型制冷机组，如何选择制冷机组的启动方式是选择制冷主机以及配电的一个重要问题。
本文从多方面比较了高压10KV启动与低压380V启动方式的各方面的优缺点。
关键词：高压10KV启动低压380V启动优缺点前言对于目前市场上出现的离心压缩机，额定电压有380V，3KV，6KV，10KV。
一般情况下，冷水机组的电源均选为380V的供电电源，仅对于超大型冷水机组，部分供货商选用10KV的供电电源。
当我们在考虑冷水机组的电源配置时，若电机额定功率在300KW（单台压缩机电机的额定功率）以下，采用380V低压和星角启动在技术和经济上都是合理和可行的。
但当电机功率大于300KW（单台压缩机电机的额定功率）时，采用10KV驱动，则刚好相反，无论在技术上还是经济上，都比380V 驱动更合理。
而且电机功率越大，这种功率更加明显。
下面我们从多方面比较一下两者的优缺点。
1、10KV与380V的供电电源下设备供电系统的比较（1）380V供电电源的特点：优点：有变压器的存在，不会对工业区电子设备产生影响。
故障接地对电机无危害。
因为是标准电压，故只需进行常规操作，不会产生安全事故。
缺点：启动电流较高压启动机组大，对电网的冲击较大。
（2）10KV供电电源的特点：优点：机组启动时，启动电流小，对电网的冲击较小；在机组运行时，运行电流小，会节省一定的电能。
省去10KV/380V变压器及变压器的损耗。
和380V供电电源比较，省去：→变压器380V侧隔离开关→进出线柜→变压器室的安装及材料→变压器室土建费用。
大幅度降低启动和运行电流，降低用电设备和电缆的规格，减少线路的压降和损失。
缺点：使用电源的申请手续繁琐；安全性低，比较危险；需要专门持高压电器操作证书的人员管理；后期的维护费用高，且备用品件市场上不易采购，且费用高。
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空调冷水机组10KV与380V供电的经济对比分析
（一）空调机组10KV电压拖动问题的提出
1-1）根据我国国情，中压电力网络，即城镇供电及地方工业企业供电网络的额定电压规定为10KV。
1-2）根据《JGJ-T16 民用建筑电气设计规范》，“用电设备容量在250kw以上或需用变压器容量在160KV A以上者宜以10kV供电”。
1-3）市面各大冷水机组厂家产品低压机组只生产到1300TR装机容量，更大冷量机组一般采用10kV供电，因此对于总冷量较大的项目，如果采用低压机组则需要采用多台主机。
1-4）如使用0.38，3或6KV电动机时要增加10KV的降压变压器、高压柜、控制柜、配电设施，此外更有变压器的电能损耗及增容费等。
这一来大大增加了投资及运行管理费用。
（二）该项目10kV启动与380V启动的方案搭配
2-1）10kV方案：2100RT离心机*三台，600RT变频离心机*两台；启动方式—直接启动
2-2）380V方案：1050RT离心机*四台，1050RT变频离心机*两台，600RT变频离心机*两台；启动方式—星三角启动
基于上述搭配，仅比较两方案不同的部分
（三）供电电源系统对照
3-1）10kV方案：
3-2）380kV方案：
（四）初投资对比
设备及附助设施投资比较表单位：RMB
（五） 电力变压器的功率及能量损耗计算 5-1）功率损耗
变压器的功率损耗包括有功及无功损耗二个部份。
无功功率用来建立磁场影响企业用户的功率因数，有功功率直接为热能的损失影响经济成本效益。
今暂只先讨论有功损耗ΔP B ； ΔP B = ΔP O +ΔP （KW ）
ΔP O — 变压器之铁损（KW ）；由变压器之铁芯涡流引起之损失。
ΔP d — 变压器之铜损（KW ）；由变压器绕组中铜导线中的电阻引起之热 损失，与负荷电流之平方成正比。
Sjs — 变压器之计算负荷（KVA ）。
Se — 变压器之额定负荷（KVA ）。
注：ΔP O 与ΔP d ，通过变压器的空载及短路试验获得之参数，可直接查厂家提供的变压器参数表获得。
一般粗略估算可用如下之经验公式： 估算变压器之有功与无功损耗 ΔP B ≈0.02Sjs （KW ） ΔQ B ≈0.08Sjs （KVAR ） 5-2）变压器之能量损耗
ΔW
B = ΔP
O
t+ΔP
τ（KW.H）
t —为变压器实际接入电网小时数。
τ—为最大负荷损耗小时数。
其含义为线路中的计算电流Ijs流过线路，经τ小时后，其电能损耗等于线路全年流过实际的变化电流的电能损耗。
有关τ值，工程中采用前苏联的研究成果根据各类工厂、车间的性质找出
5-3）NPLV概念之引入
由于冷水机组大部份的运行时间都是处于在部份负荷状况下，全年只有少数时间在满负荷及最低负荷下运行，大部份在中间负荷，因此机组的耗电
及其能效要按一个叫综合部份负荷值来考虑，美国空调制冷学会（AHRI）通过大量统计资料得出IPLV（NPLV）之计算公式
NPLV= 1
0.12 + 0.42 + 0.45 + 0.01
A B C D
用NPLV计出之冷水机组用电负荷可以假想为一个全年不变动而又等值的计算负荷，此时τ值也就是机组全年之实际运行小时数。
5-4）项目计算
1050RT机组按如下参数近似取值：
定频机组：100%负荷时，耗电0.62KW/TR 综合耗电指标NPLV为：0.53KW/TR 变频机组：100%负荷时，耗电0.64KW/TR 综合耗电指标NPLV为：0.42KW/TR 为便于计算，取平均值100%负荷耗电0.63KW/TR 综合耗电指标NPLV为：0.49KW/TR
变压器的投耗计算
●条件：1）每两台冷水机组同时投入一台变压器之低压侧运行
2）变压器SC-1600/10
ΔP0=2,900W
ΔPK=13,700W
●变压器之铁损
ΔW0 =ΔP0×T×10-3×3
=2900×8760×10-3×3=76,212KWH
式中T=8760小时，为变压器全年接入电网的小时数
●变压器的铜损
ΔWK=Δ2 . τ×10-3
式中：Sjs变压器计算容量
Sjs=6×1050TR×NPLV
=6×1050×0.49
=3087KW
综合功率因数，取0.8
∴Sjs= 3087 =3858.75KVA
0.8
Sr为变压器额定容量
Sr=1600KV A
τ:综合负荷下之实际运行小时数，办公室为：全年制冷8个月，每月取 30天，每天12小时，即τ=12×30×8=2880小时
Δ2×2880×10-3 =31,721KWH
●变压器总损耗
ΔWT=ΔW0+ΔWK=76,212K+31,721=107,933KWH
C）变压器年电能损失费用
一般商业用电按1.02元/KWH
故电能损失费用每年为107,933×1.02=110,092.66元
一）结论
从上述投资及运行费用计算结果，此一案例10KV拖动较380V拖动投资省170,520元，且10KV方案可节省电能每年110,093元，则初投资加年度电费节省在十年间的总数额为1,271,450元，在机组设计寿命25年间的总数额为2,922,845元。