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变压器800kVA供电距离1000米,负载90kW,末端电压只有320V了,如何提升?

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楼主
发表于 2021-7-26 17:35:20 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
微信用户求助:变压器800kVA供电距离1000米,负载90kW,末端电压只有320V了,如何提升?
就是说目前三相线路电压降达到了380-320=60V,换算到每根导线上的电压降是60÷1.732=35V。这是因为导线有电阻,线路越长电阻越大,电流通过电阻就会造成电压降,从而使末端电压不达标。
那么要使末端电压达标,减小线路电阻是有效途径之一,还有就是减小负荷电流,也会减小线路电压降。此外提高变压器输出电压,也能弥补末端电压过低,还有是采用调压器,把末端电压调上来。
我所查到的Y280M-4、90kW三相异步电动机的额定电流为164A,效率93.6%,功率因数0.89。按常规这个电机配70m㎡至多95m㎡的铜线。
如果用的是95m㎡的铜线,用公式△U=IρL/S可计算出的电压降。
已知:I=164A
ρ=0.02(铜电阻率)
L=1000米
S=95m㎡
△U=IρL/S=164×0.02×1000÷95=34.5V
就是说用95m㎡铜线时,单根导线上的电压降达34.5V,这与题主的情况基本相附,估计题主目前至少使用的是95m㎡的铜线。
但是按照电动机的供电要求,末端电压只允许降低5%,只允许三相电压降19V,换算到单根导线上的电压降是19÷1.732=11V。在只允许△U=11V时,可用公式S=IρL/△U计算出导线截面积。
S=164×0.02×1000÷11=298m㎡
就是说当变压器输出端电压是380V时,至少要用300m㎡的铜线才能保证90kW电动机在距离1000米时,末端电压达到361V,在5%的允许范围内。
以上仅是根据导线电阻计算出的结果,还未考虑接触电阻与线路电感等因素造成的电压降。但是变压器空载输出电压为400V,在满负荷时才降为380V,因此一般变压器负载率在70%左右,都能保持390V左右的输出电压,也就是末端电压还可提高10V左右,完全能满足要求。
但是用300m㎡的导线太粗了,敷设困难价格也不小。
另一途径是升高变压器输出电压,配电变压器可通过分接开关调高5%输出电压,使电压升高到420V,在一般情况下保证输出电压在410V是没问题的,这样410-361=49V,换算到单根导线上的电压降是49÷1.732=28.3V。
S=164×0.02×1000÷28.3=115.9m㎡
这样用120m㎡的铜线就可以了。
如果变压器负荷很轻,输出端电压在负载情况下也能保持420V,那么420-361=59V,换算到单根导线电压降是34V,开头已计算过用95m㎡的铜线时△U=34.5V,所以当调高电压后用95m㎡铜线已能满足要求。
可见调高电压是最简单经济的方法。
但调高电压到420V,依然用95m㎡铜线,实际使用中万一电压还是达不到361V怎么办?虽然可用增加导线截面积来解决,但也可从减小电动机工作电流来想办法减小电压降,使末端电压达标。
电动机是感性负载,可用电容器进行无功就地补偿,使电动机只向变压器只取用有功电流,无功电流由电容器提供。
根据电动机参数,输出功率P1=90kW、电流I=164A、效率η=0.936、功率因数cosφ=0.89。
电动机总的有功功率
P=P1/η=90÷0.936=96kW
有功电流
=P/√3U=96000÷(380×1.732)=146A
根据cosφ=P/S
电动机视在功率为
S=P/cosφ=96÷0.89=108kVA
根据功率三角形公式S2=P2+Q2
Q2=S2-P2=1082-962=2448
Q=49kar(千乏)
电动机的无功功率是49千乏,也就是要用49千乏的电力电容器作就地补偿。
但是无功补偿不适合频繁起停的电动机,这种全补偿的电容器要单独控制,电动起动时可以把电机与电容同时投入,或先把电容与电机连接后再接通电源,停机时先切除电容,后切除电机;电容切除电源后要连接放电电阻放电,电容的残余电压必须小于50V后才可重新接入电源。
电容与电机连接的情况下,电机不允许切除电源,否则电机脱离电源后靠惯性运转,此时因连接着较大容量电容,电动机会变成发电机,产生危险电压。
电动机经过电容无功补偿后,导线上只通过有功电流146A,其造成的电压降为
△U=146×0.02×1000/95=30.7V
相比原来34.5-30.7=3.8V,换算到到三相电压降3.8×1.732=6.6V。
可见通过电容补偿后,可提高末端电压6V左右。

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沙发
发表于 2021-9-15 14:37:28 | 只看该作者
说的非常详细。棒啊 楼主

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