2007年7月30日星期一

电压对系统有功的影响

用SIMARIS做计算时,发现全是380V的末端设备,如果系统的标称电压是400V的话,总有功是13XXkW,如果标称电压是380V的话,总有功是12XXkW,相差超过10%。

对计算结果很怀疑,于是上网查了一下资料。
http://www.china95598.com/Html/power-q/2006-4/4/0416241006441624098178266535.htm
http://www.china95598.com/Html/sh/2006-5/26/261830110652618301195874997.htm
http://www.cqess.com.cn/ViewAllList.asp?ClassID=6&ContentID=12

电动机的能量损耗,包括可变损耗、固定损耗及其它杂散损耗:
①可变损耗是随负荷变化的,包括定子电阻损耗(铜损)、转子电阻损耗和电刷电阻损耗。
②固定损耗与负荷无关,包括铁芯损耗和机械损耗。铁损又由磁滞损耗和涡流损耗所组成,与电压的平方成正比,其中磁滞损耗还与频率成反比。
③其它杂散损耗是机械损耗和其它损耗,包括轴承的摩擦损耗和风扇、转子等由于旋转引起的风阻损耗。

空载运行的异步电动机,吸取的无功功率约为满载时的60%~70%,所以应合理选择电动机的功率,避免电动机长期轻载运行。

电动机在轻负荷下为节电一般采用降压运行,如改为Y接运行,电机在高于额定电压下运行时由于铁芯饱和无功励磁,电流增大,导致电网功率因数降低,损耗增大铁芯发热
,使电机寿命缩短,故经济效益差;反之电动机在低于额定负荷下运行时转矩等特性下降, 电流增大导致电机发热,出力降低 ,同样也不经济。

负荷的电压静态特性
系统频率一定时,负荷功率随电压变化的关系
<一> 有功负荷的电压静态特性
* 取决于负荷性质及各类负荷所占的比重。
1.电动机
* 同步电动机的有功功率与电压无关。
* 异步电动机的有功功率基本上电压无关。
2.白炽灯
* 其电阻值随温度而变化,P=KU^1.6
3.阻抗不随电压变化的负荷
* 如电热、电炉、整流负荷

<二> 无功负荷的电压静态特性
1.异步电动机
* 励磁功率Qm与电压平方成正比,电压比较高时,由于磁饱和曲线的影响,Xm有所下降,则Qm随电压变化曲线略高于二次曲线。
* 电压降低时,负载不变的情况下,定子电流增大,则漏抗中损耗也增大。
* 故:在额定电压附近,电动机的无功随电压升降而增减。当电压显著低于额定电压时,漏抗损耗占主要部分,随电压降低而升高。
2.阻抗不随电压变化的负荷

收集了上面的资料,发现很久没有看过书了,理论只是忘得差不多,只能靠印象判断一下。

1、阻抗不随电压变化的负荷,如果是纯电阻,那么P=U^2/R;如果是电阻+电抗,P、Q也是按照U^2的比例增加。
2、白炽灯,电阻值随温度增加,P应该增长的比U^2快。
3、异步电动机:
  带恒转矩负荷,电压上升,转速上升,Pmech上升,P上升,但范围很小。
  带风机、泵类,转矩与转速平方成正比,电压上升后转速上升大,P上升大。
  励磁功率Qm与电压平方成正比,电压比较高时,由于磁饱和曲线的影响,Xm有所下降,则Qm随电压变化曲线略高于二次曲线。

从系统的组成来说,冷水机组是恒转矩负荷受电压影响不大,其他电脑(整流负荷)、日光灯、风机、水泵的话电压上升,P上升比较明显。

总的来说,(400/380)^2=1.108,大于110%这个结果还是比较可信。

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