采用直接启动还是星三角启动?电动机启动方式优化方案
一只皮蛋
2021年07月02日 09:08:47
来自于通风排烟
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01 现在情况 民用建筑的水泵、风机、冷水机组等设备一般都是用交流三相异步电动机驱动,在电动机启动方式的选择上,一般采用直接启动或星三角启动两种方式,大部分设计以 15kW 为界线,≥15kW 的电动机使用星三角启动,< 15kW 的使用直接启动,有的甚至把划分界线设定为 11kW。 星三角启动对比直接启动,其控制箱的需要增加元器件,控制箱至电机的配电电缆芯数也多一倍。如果不通过计算,统一使用一个电动机功率作为两种启动方式的划分,本来可以使用直接启动方式的电动机采用星三角启动,势必会造成成本的增加。


01 现在情况

民用建筑的水泵、风机、冷水机组等设备一般都是用交流三相异步电动机驱动,在电动机启动方式的选择上,一般采用直接启动或星三角启动两种方式,大部分设计以 15kW 为界线,≥15kW 的电动机使用星三角启动,< 15kW 的使用直接启动,有的甚至把划分界线设定为 11kW。

星三角启动对比直接启动,其控制箱的需要增加元器件,控制箱至电机的配电电缆芯数也多一倍。如果不通过计算,统一使用一个电动机功率作为两种启动方式的划分,本来可以使用直接启动方式的电动机采用星三角启动,势必会造成成本的增加。

02 启动方式的要求

1. 设备特性

民用建筑中的风机、水泵,负荷为流体的负载,使用三相异步电动机。

被划分为轻载类电动机,特点是启动时间短,起始转矩小,负载和转速成正比。

生活水泵为频繁启动型(电动机频繁启动通常指每小时启动数十次以上),消防水泵、空调水泵、风机等为不频繁启动型。

引用标准 依据 GB51348-2019《民用建筑电气设计标准》9.2.5 条

2.

由上可知,电动机采用何种启动方式不是按功率大小划分,而是与电动机启动时造成变压器低压侧配电母线的压降有关。

03 启动方式的优化

1.

电动机是否需采用星三角启动需要准确计算启动时的压降,由于计算过程较为复杂,具体如下。笔者认为,也是因为计算复杂的原因,导致各设计院采取简单定量功率的划分方式。

2.

有一种按变压器“冲击负荷”的估算办法可供参考,计算方式如下:

2.1 变压器一般使用负荷率为 80%,也就是说预留了 20%的负荷容量,只要电动机的启动时的负荷不超过这 20%,可以使用直接启动。

2.2 举例说明

  1. 假设变压器为 1250kVA,那预留负荷为 1250*20%=250kVA
  2. 按电动机 cosφ=0.8 计算,250kVA 对应的电流为


  1. 直接启动的启动电流大概是额定电流的 7~8 倍,即

  1. 电动机的额定功率为


  1. 可简单估算出,由 1250kVA 的变压器所供电的电动机,如电动机的功率 ≤30kW,可使用直接启动的方式。

04 实践使用

1.

笔者按冲击负荷计算方法,总结出不同变压器容量下可使用直接启动方式的电动机功率(最大功率),供大家参考。

注:如使用发电机供电的,应另外计算。

2.

多个民用建筑、轻工业或电子厂房的项目按上表数据,来优化选择电动机采用直接启动方式的功率,不仅降低了投资成本,且多年运行均稳定正常。

05 小 结

电动机选择何种启动方式不应是简单的按功率大小来划分,而是结合变压器、线路情况,依据电动机启动时的压降来判断。对于常规的民用建筑、轻工业或电子厂,由于配电系统单一、用电设备功率不大、供电半径不大等,可使用“冲击负荷”的方法来判断电动机的启动方式。对于其他非常规建筑,应结合变压器或发电机情况、母线阻抗、供电电缆长度与阻抗、电动机情况等,计算电动机启动时的压降后,再选择供电方法。

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