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柴油發(fā)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(fā)電機組為備用電源的供電負荷數學(xué)模型,在本文中僅以消防負荷計算為例。為便于編程,多處進(jìn)行了適當的簡(jiǎn)化和假設,不另說(shuō)明。若需更詳細的技術(shù)數據,請與康明斯公司銷(xiāo)售部和售后服務(wù)站聯(lián)系。
一、負荷要求
發(fā)電機容量大小須滿(mǎn)足穩定計算負荷需要
Pjs=Kc·Pe=Pe Prg=K·Pjs=1.2Pe
式中:Prg 待求發(fā)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(fā)生火災時(shí),最大可能開(kāi)啟消防設備之總安裝功率(kW)。
為已知量,運行程序時(shí)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(fā)電機容量大小須滿(mǎn)足電動(dòng)機端子容許電壓降
1、啟動(dòng)負荷
發(fā)電機母線(xiàn)上的啟動(dòng)負荷等于已接負荷與單臺電動(dòng)機啟動(dòng)容量之和,即
Sqg=Sfh+Sq
此時(shí),考慮最極端的情況,即認為除待啟電動(dòng)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(guān)聯(lián)電壓
電動(dòng)機端子電壓Uwm 與發(fā)電機母線(xiàn)電壓(Uwg)存在關(guān)聯(lián),即
Uwg=kp·Sqm·Uwm/Sq
3、穩態(tài)電壓
如前所述,對于不同勵磁及調壓方式的發(fā)電機,其允許啟動(dòng)負荷亦不同,進(jìn)而對機組容量選擇產(chǎn)生影響。若認為所選發(fā)電機帶自動(dòng)調整勵磁裝置,則對應于不同啟動(dòng)負荷相對值,發(fā)電機母線(xiàn)上穩態(tài)電壓相對值滿(mǎn)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(shí),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(shí)際工程中?。?/span>
Prg≥0.8Sqg/(5Uwg2-11Uwg+6.9375)
編程中以此作為發(fā)電機容量校驗公式。
4、符號說(shuō)明
Sqg——發(fā)電機啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機母線(xiàn)上的起動(dòng)負荷(kVA);
Srg —— 發(fā)電機的額定容量(kVA),為待求量;
Sq —— 電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)回路的額定輸入容量(kVA);
Sfh——電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí),發(fā)電機母線(xiàn)上已接負荷(kVA);
Urg—— 發(fā)電機的額定電壓(kV),取 Urg=0.4kV;
Uwg——電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí),發(fā)電機母線(xiàn)上的穩態(tài)電壓相對值;
Uwm——電動(dòng)機啟動(dòng)時(shí),其端子上所要求的穩態(tài)電壓相對值, 程序中取 Uwm=0.8; C 電動(dòng)機全壓?jiǎn)?dòng)之電流倍數。程序中取 C=7;
kp——電動(dòng)機的啟動(dòng)系數,見(jiàn)表2:
表2 |
|||
啟動(dòng)方式 |
全壓?jiǎn)?dòng) |
Y-△啟動(dòng) |
自耦變壓器65%抽頭啟動(dòng) |
kp |
1.0 |
0.3333 |
0.4225 |
Sqm ——電動(dòng)機額定啟動(dòng)容量(kVA);
Srm —— 電動(dòng)機額定容量(kVA);
Prm——電動(dòng)機額定功率(kW)。編程中,取 Prm=0.8Srm, 且0<Prm≤150kW。
XL——電動(dòng)機至發(fā)電機配線(xiàn)線(xiàn)路(銅芯)之阻抗(千歐);
L—— 電動(dòng)機至發(fā)電機配線(xiàn)線(xiàn)路(銅芯)之長(cháng)度(千米)。編程中,0<L≤0.1千米。
S——電動(dòng)機至發(fā)電機配線(xiàn)線(xiàn)路(銅芯)之導線(xiàn)截面(mm2)。編程中,S 值按表3自動(dòng)取
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