常见问题问与答(五十七):多大的电动机可以直接启动?
最近有网友问,多大的电动机可以直接启动?这个问题属于常见问题,审图时经常会看到有些设计师这样写:额定功率超过30kW的电动机设软启动。这种现象确实普遍,源于标准版的电气设计总说明,笔者在审图时经常给予纠正。那么,多大功率的电动机可以直接启动呢?设计师一定会问!
首先应该明确,电动机的启动不仅关系到电动机本身,还关系到与它相关的其他设备,这就是《民用建筑电气设计规范》JGJ16-2008中第9.2.2条规定的电动机启动相关条款。
其中,第1款是启动的总体要求。即电动机启动时,其端子电压应保证机械要求的启动转矩,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。具体考核指标如下:
交流电动机启动时,其配电母线上的电压应符合下列规定:
1)电动机频繁启动时,不宜低于额定电压的90%;电动机不频繁启动时,不宜低于额定电压的85%;
2)当电动机不与照明或其他对电压波动敏感的负荷合用变压器,且不频繁启动时,不应低于额定电压的80%;
3)当电动机由单独的变压器供电时,其允许值应按机械要求的启动转矩确定。
对于低压电动机,除满足上述规定外,还应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
第2款是关于直接启动的要求,即当符合下列条件时,笼型电动机应全压启动:
1)机械能承受电动机全压启动时的冲击转矩;
2)电动机启动时,配电母线的电压应符合本条第1款的规定;
3)电动机启动时,不应影响其他负荷的正常运行。
换句话说,规范规定两方面的要求:一方面,电动机启动要有足够的转矩带动它所拖动的机械设备;另一方面,它的启动不能影响同一母线上的其他设备正常运行。满足这两点,电动机可以直接启动。
上述原则如何落实到工程设计和应用上呢?下面推荐一本书,《民用与工业建筑各类水泵自动控制图集》,由中国建筑设计研究院庞传贵老先生和李陆峰总工所著,该书虽出版年头较早,但已成为经典。全书条理清晰,简洁明了,理论结合实际,非常实用,下面将结果分享给大家。
Sm/Stn=(△ust-3.15)/31.5 (1)
式中,Sm——电动机额定容量,单位kW;
Stn——变压器容量,kVA;
△ust——配电系统压降百分数,见“民规”第9.2.2条。
由此可以得出,直接启动电动机的功率大小主要取决于变压器容量和配电系统母线上电压降,其他因素是次要因素。将该公式转化为表1,这就是直接启动电动机的上限值。
表1 直接启动电动机的上限值(kW)
变压器容量Stn | 配电母线上的电压降百分数△ust | |||||
10 | 15 | 20 | ||||
kVA | 理论值 | 取整 | 理论值 | 取整 | 理论值 | 取整 |
100 | 21.75 | 18.5 | 37.62 | 37 | 53.49 | 45 |
160 | 34.79 | 30 | 60.19 | 55 | 85.59 | 75 |
200 | 43.49 | 37 | 75.24 | 75 | 106.98 | 95 |
250 | 54.37 | 45 | 94.05 | 75 | 133.73 | 110 |
315 | 68.50 | 55 | 118.50 | 110 | 168.50 | 132 |
400 | 86.98 | 75 | 150.48 | 132 | 213.97 | - |
500 | 108.73 | 95 | 188.10 | - | 267.46 | - |
630 | 137.00 | 110 | 237.00 | - | 337.00 | - |
800 | 173.97 | 132 | 300.95 | - | 427.94 | - |
1000 | 217.46 | - | 376.19 | - | 534.92 | - |
1250 | 271.83 | - | 470.24 | - | 668.65 | - |
1600 | 347.94 | - | 601.90 | - | 855.87 | - |
2000 | 434.92 | - | 752.38 | - | 1069.84 | - |
2500 | 543.65 | - | 940.48 | - | 1337.30 | - |
表中理论值为按公式(1)的计算值,取整值是按电动机的容量规格就近按低值取值。超过132kW的电动机直接启动需慎重!
由此可见,我们的设计非常保守,而且不是一般的保守。外交部办公楼就是按公式(1)计算、并确定电动机的启动方式,至今运行良好。
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