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作者：上海市政工程設(shè)計(jì)研究院  殷財(cái)龍  上海市南匯自來(lái)水公司  陳德放  謝天平

1 引言
　　上海市南匯自來(lái)水公司航頭水廠由于地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，原有供水系統(tǒng)遠(yuǎn)不能滿足城市發(fā)展的需要，必須裝備一臺(tái)800kw的水泵，以替代原有的220kw水泵。但是該廠原來(lái)的供電系統(tǒng)是由一臺(tái)1250kva的電力變壓器供電，遠(yuǎn)不能承受800kw電機(jī)的直接起動(dòng)。是擴(kuò)大電網(wǎng)容量還是為電動(dòng)機(jī)裝備一臺(tái)固態(tài)軟起動(dòng)器？裝備固態(tài)軟起動(dòng)器是否能解決問(wèn)題？為解決這些問(wèn)題，我們進(jìn)行了詳細(xì)的分析，從而確定了采用美國(guó)benshaw公司mvrsm18-6kv固態(tài)軟起動(dòng)器的改造方案，一年多的運(yùn)行實(shí)踐證明該設(shè)備技術(shù)先進(jìn)，運(yùn)行可靠，我們的改造方案是成功的。

2 改造方案介紹
2.1 800kw水泵的起動(dòng)電流
（1）電動(dòng)機(jī)的特性如下:
電動(dòng)機(jī)型號(hào):ykk 800-16;
額定功率:prat=800kw;
額定電壓:urat=6kv;
額定電流:irat=109a;
額定轉(zhuǎn)速:nrat=372r/min;
nrat*=0.992;
srat=0.008;
額定轉(zhuǎn)矩:mrat=9550prat/nrat=20537.6nm;
效率:η＝0.945;
功率因數(shù):cosφ=0.74;
堵轉(zhuǎn)電流:ist*=6.5;
堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩:mst*=0.9;
顛覆轉(zhuǎn)矩:mm=2.5;
電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(估計(jì)值):gd12=388kgm2;
機(jī)組轉(zhuǎn)動(dòng)慣量:gd22=517kgm2。
由此得出電機(jī)的轉(zhuǎn)矩—速度、電流—速度曲線為圖1所示:

圖 1 電機(jī)的轉(zhuǎn)矩—速度、電流—速度曲線

（2）在閥門(mén)關(guān)閉情況下水泵的轉(zhuǎn)矩—速度曲線如附表和圖2所示;
附表 在閥門(mén)關(guān)閉情況下水泵的轉(zhuǎn)矩—速度數(shù)據(jù)

圖 2 在閥門(mén)關(guān)閉情況下水泵的轉(zhuǎn)矩—速度曲線

（3）電動(dòng)機(jī)起動(dòng)電流
　　當(dāng)電動(dòng)機(jī)以電流斜坡起動(dòng)時(shí):初始電流240％，最大電流280％，斜坡時(shí)間為10s起動(dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的電流、轉(zhuǎn)矩和速度的變化示于圖3和圖4中。這個(gè)起動(dòng)程序可以起動(dòng)水泵，起動(dòng)時(shí)間為8.7s。在最初的2.8s內(nèi)，電機(jī)未能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，一直到電流達(dá)到250%額定電流以后，電機(jī)才得以加速。所以需要調(diào)整電機(jī)起動(dòng)程序，使它以恒定電流260%額定電流起動(dòng)，這時(shí)電動(dòng)機(jī)的電流、轉(zhuǎn)矩和速度的變化示于圖5和圖6中。
　　由圖5和圖6可見(jiàn)該起動(dòng)方法可以滿足水泵起動(dòng)要求，電機(jī)起動(dòng)時(shí)間只有5.89s，等效堵轉(zhuǎn)時(shí)間僅為0.94s，能夠滿足電機(jī)發(fā)熱要求。

圖 3 電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩和速度的變化

圖 4 電動(dòng)機(jī)的電流和速度的變化

圖 5 以恒定 260% irat 起動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)矩和速度的變化

圖6 以恒定 260% irat 起動(dòng)時(shí)電流和速度的變化

2.2 電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)的電網(wǎng)壓降
　　采用標(biāo)么值計(jì)算電網(wǎng)壓降，假設(shè)35kv母線的短路容量為∞。為了簡(jiǎn)化計(jì)算，在圖7中給示了電動(dòng)機(jī)的配電電源圖。

圖7 簡(jiǎn)化的電動(dòng)機(jī)的配電電源圖

下面用100mva作為計(jì)算的基準(zhǔn)容量sj:
基準(zhǔn)容量sj=100000kva，基準(zhǔn)電壓uj=6kv
6kv電源的標(biāo)準(zhǔn)值阻抗為:

式中:δub1為變壓器阻抗壓降。
根據(jù)上述分析，如果用benshaw的固態(tài)軟起動(dòng)器，可以用260%額定電流起動(dòng)該800kw電動(dòng)機(jī)，起動(dòng)容量為:
sdj=2.6sd/sj=2.6×1132/100000=0.0294
它造成的電壓降為:
將供電變壓器的分接開(kāi)關(guān)上調(diào)5％，則可以保證6kv母線電壓在85%以上。
如果直接起動(dòng)該電機(jī)，則起動(dòng)容量為:
sdj’=6.5sd/sj=6.5×1132/100000=0.0735
它造成的電壓降為: