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柴油發(fā)電機(jī)作為備用電源的負(fù)載計(jì)算公式 |
康明斯公司建立以柴油發(fā)電機(jī)組為備用電源的供電負(fù)荷數(shù)學(xué)模型,在本文中僅以消防負(fù)荷計(jì)算為例。為便于編程,多處進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化和假設(shè),不另說(shuō)明。若需更詳細(xì)的技術(shù)數(shù)據(jù),請(qǐng)與康明斯公司銷售部和售后服務(wù)站聯(lián)系。
一、負(fù)荷要求
發(fā)電機(jī)容量大小須滿足穩(wěn)定計(jì)算負(fù)荷需要
Pjs=Kc·Pe=Pe Prg=K·Pjs=1.2Pe
式中:Prg 待求發(fā)電機(jī)持續(xù)功率(kW)。編程中考慮為單臺(tái)機(jī)。
Pjs 消防設(shè)備穩(wěn)定計(jì)算負(fù)荷(kW)。
Pe 建筑物內(nèi)任一防火分區(qū)發(fā)生火災(zāi)時(shí),最大可能開(kāi)啟消防設(shè)備之總安裝功率(kW)。
為已知量,運(yùn)行程序時(shí)直接鍵入。編程中Pe≤800kW。Kc 消防設(shè)備總需用系數(shù),取Kc=1。
二、電壓要求
發(fā)電機(jī)容量大小須滿足電動(dòng)機(jī)端子容許電壓降
1、啟動(dòng)負(fù)荷
發(fā)電機(jī)母線上的啟動(dòng)負(fù)荷等于已接負(fù)荷與單臺(tái)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)容量之和,即
Sqg=Sfh+Sq
此時(shí),考慮最極端的情況,即認(rèn)為除待啟電動(dòng)機(jī)外,其它負(fù)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(jī)端子電壓Uwm 與發(fā)電機(jī)母線電壓(Uwg)存在關(guān)聯(lián),即
Uwg=kp·Sqm·Uwm/Sq
3、穩(wěn)態(tài)電壓
如前所述,對(duì)于不同勵(lì)磁及調(diào)壓方式的發(fā)電機(jī),其允許啟動(dòng)負(fù)荷亦不同,進(jìn)而對(duì)機(jī)組容量選擇產(chǎn)生影響。若認(rèn)為所選發(fā)電機(jī)帶自動(dòng)調(diào)整勵(lì)磁裝置,則對(duì)應(yīng)于不同啟動(dòng)負(fù)荷相對(duì)值,發(fā)電機(jī)母線上穩(wěn)態(tài)電壓相對(duì)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(shù)據(jù)擬合方程,則當(dāng) 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(dǎo)均為臨界值,故實(shí)際工程中取:
Prg≥0.8Sqg/(5Uwg2-11Uwg+6.9375)
編程中以此作為發(fā)電機(jī)容量校驗(yàn)公式。
4、符號(hào)說(shuō)明
Sqg——發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)母線上的起動(dòng)負(fù)荷(kVA);
Srg —— 發(fā)電機(jī)的額定容量(kVA),為待求量;
Sq —— 電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),啟動(dòng)回路的額定輸入容量(kVA);
Sfh——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),發(fā)電機(jī)母線上已接負(fù)荷(kVA);
Urg—— 發(fā)電機(jī)的額定電壓(kV),取 Urg=0.4kV;
Uwg——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),發(fā)電機(jī)母線上的穩(wěn)態(tài)電壓相對(duì)值;
Uwm——電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí),其端子上所要求的穩(wěn)態(tài)電壓相對(duì)值, 程序中取 Uwm=0.8; C 電動(dòng)機(jī)全壓?jiǎn)?dòng)之電流倍數(shù)。程序中取 C=7;
kp——電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)系數(shù),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(jī)額定啟動(dòng)容量(kVA);
Srm —— 電動(dòng)機(jī)額定容量(kVA);
Prm——電動(dòng)機(jī)額定功率(kW)。編程中,取 Prm=0.8Srm, 且0<Prm≤150kW。
XL——電動(dòng)機(jī)至發(fā)電機(jī)配線線路(銅芯)之阻抗(千歐);
L—— 電動(dòng)機(jī)至發(fā)電機(jī)配線線路(銅芯)之長(zhǎng)度(千米)。編程中,0<L≤0.1千米。
S——電動(dòng)機(jī)至發(fā)電機(jī)配線線路(銅芯)之導(dǎo)線截面(mm2)。編程中,S 值按表3自動(dòng)取
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