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柴油發電機作為備用電源的負載計算公式 |
康明斯公司建立以柴油發電機組為備用電源的供電負荷數學模型,在本文中僅以消防負荷計算為例。為便于編程,多處進行了適當的簡化和假設,不另說明。若需更詳細的技術數據,請與康明斯公司銷售部和售后服務站聯系。
一、負荷要求
發電機容量大小須滿足穩定計算負荷需要
Pjs=Kc·Pe=Pe Prg=K·Pjs=1.2Pe
式中:Prg 待求發電機持續功率(kW)。編程中考慮為單臺機。
Pjs 消防設備穩定計算負荷(kW)。
Pe 建筑物內任一防火分區發生火災時,最大可能開啟消防設備之總安裝功率(kW)。
為已知量,運行程序時直接鍵入。編程中Pe≤800kW。Kc 消防設備總需用系數,取Kc=1。
二、電壓要求
發電機容量大小須滿足電動機端子容許電壓降
1、啟動負荷
發電機母線上的啟動負荷等于已接負荷與單臺電動機啟動容量之和,即
Sqg=Sfh+Sq
此時,考慮最極端的情況,即認為除待啟電動機外,其它負荷已全部投入,則有
Pfh+Prm=Pe
從而
Sfh=Pfh/COSΦ’=(Pe-Prm)/COSΦ’
此 外
Sq=1/[1/(kp·Sqm)+XL/(Urg2)] Sqm=C·Srm= C·Prm/0.8, XL=(0.07+6.3/S)·L/1000
2、關聯電壓
電動機端子電壓Uwm 與發電機母線電壓(Uwg)存在關聯,即
Uwg=kp·Sqm·Uwm/Sq
3、穩態電壓
如前所述,對于不同勵磁及調壓方式的發電機,其允許啟動負荷亦不同,進而對機組容量選擇產生影響。若認為所選發電機帶自動調整勵磁裝置,則對應于不同啟動負荷相對值,發電機母線上穩態電壓相對值滿足表1:
表1 |
|||||
Sqg/Srg |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
1.5 |
2.0 |
Uwg |
1.00 |
0.95 |
0.85 |
0.75 |
0.60 |
以表1數據擬合方程,則當 Uwg=0.75~0.95時,近似存在:
Sqg/Srg=5Uwg2-11Uwg+6.9375
或
Srg=Sqg/(5Uwg2-11Uwg+6.9375)
而
Prg=Srg·COSΦ=0.8Srg=0.8Sqg/(5Uwg2-11Uwg+6.9375)
又因上述推導均為臨界值,故實際工程中取:
Prg≥0.8Sqg/(5Uwg2-11Uwg+6.9375)
編程中以此作為發電機容量校驗公式。
4、符號說明
Sqg——發電機啟動時發電機母線上的起動負荷(kVA);
Srg —— 發電機的額定容量(kVA),為待求量;
Sq —— 電動機啟動時,啟動回路的額定輸入容量(kVA);
Sfh——電動機啟動時,發電機母線上已接負荷(kVA);
Urg—— 發電機的額定電壓(kV),取 Urg=0.4kV;
Uwg——電動機啟動時,發電機母線上的穩態電壓相對值;
Uwm——電動機啟動時,其端子上所要求的穩態電壓相對值, 程序中取 Uwm=0.8; C 電動機全壓啟動之電流倍數。程序中取 C=7;
kp——電動機的啟動系數,見表2:
表2 |
|||
啟動方式 |
全壓啟動 |
Y-△啟動 |
自耦變壓器65%抽頭啟動 |
kp |
1.0 |
0.3333 |
0.4225 |
Sqm ——電動機額定啟動容量(kVA);
Srm —— 電動機額定容量(kVA);
Prm——電動機額定功率(kW)。編程中,取 Prm=0.8Srm, 且0<Prm≤150kW。
XL——電動機至發電機配線線路(銅芯)之阻抗(千歐);
L—— 電動機至發電機配線線路(銅芯)之長度(千米)。編程中,0<L≤0.1千米。
S——電動機至發電機配線線路(銅芯)之導線截面(mm2)。編程中,S 值按表3自動取
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