低压大功率异步电动机对三相短路电流的影响-建筑电气2010.3

建裁电乞。
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2口1口年第3期l ELECTRIClTY
低压大功率异步电动机对三相短路电流的影响
高满茹(北京联合大学师范学院，北京市 100011)
The Impact ofLow-voltage High·power AsynchronousElectromotors011
Three··phase ShoM-circuit Current
Gao Manru(Teachers’CollegeofBeijing Union University，Beijing 100011，China)
Abstract Using Matlab software，simulation 断能力．应采用安装处预期短路电流周期分量的有效
analyses of the impact of low-·voltage high--power 值．当短路点附近所接电动机额定电流之和超过短路
asynchronous electromotor on the feedback current at 电流的1％时．应计人电动机反馈电流的影响。下面
short-circuit pointareperformedfrom three aspects：short- 借助计算机仿真软件．对电动机向短路点反馈电流对
circuit time，short—circuit point and the electromotor
短路电流有哪些影响．影响的程度有多大．在计算短
capacity when faced with three—phase short-circuit，and
路电流时应如何考虑等『ⅡJ题做一分析。
compared with the calculated values．The magnitude and
variation rules of the feedback short。circuit current at 1 异步电动机的等值电路与仿真模型
short—circuit points from the electromotor are
目前．通常采用经验公式确定电动机对短路电流
demonstrated at the time ofsymmetrical short．circuit．
值的影响．此法只能给出在某种条件下电动机向短路
Key words Asynchronous electromotor Three—
phase short—circuit Feedback current The peak 点反馈电流的计算值．不能分析电动机对短路电流的
vahle of short—circUit current 影响。近年来．在电气工程领域中越来越广泛地使用
Matlab这种集数学计算、分析、算法开发与发布于一
体的软件平台．对配电系统进行仿真分析，为配电系
摘要使用Matlab软件从短路时刻、短路点、
统设计提供参考。本文也使用这一软件分析低压大功
电动机容量三个方面对三相短路时低压大功率异步电
率异步电动机对短路电流的影响。
动机向短路点反馈电流的影响进行仿真分析．并与计
1。1异步电动机的等值电路
算值进行比较．论证了对称短路时。电动机向短路．占’
异步电动机等值电路见图1。其电路方程如下：
反馈短路电流的大小及变化规律。
关键词异步电动机三相短路反馈电流短 Ul=一El+，l(rI+j菇1)
路电流峰值
E1=E／
=巧(孚+刑’
(1)
随着我国经济建设的不断发展和人民生活水平的
不断提高．低压大功率异步电动机使用越来越广泛． 一El=，。(‰+jx。)
对建筑配电设计计算提出了一些特殊的要求。例如在
lm=I、+12
对有低压大功率异步电动机的配电回路进行短路电流
计算时．应考虑电动机向短路点反馈短路电流的影 rl XI r27 J2’
响。《三相交流系统短路电流计算》(GB／T 15544
—1995)第12．2条指出．高压电动机和低压电动机
对对称短路电流初始值，，、短路电流峰值i。和开断
电流，6都有影响。 《低压配电设计规范》 (GB 50054
图1 异步电动机等值电路图
—95)第2．1．2条规定。验算电器在短路条件下的通 Fig．1 Equivalent circuitdiagram of theasynchronous electromotor
10
●—■●M篓踅塑型：垫堂：!分析。
式(1)及图l中的E。为定子绕组的感应电势，
模型中异步电动机的定子和转子参数可以根据其
5为转差率，，。为定子电流，，：为转子电流，，。为励 技术数据。用工程计算法确定：
磁电流，U。。为电源电压，rI为定子电阻，菇。为定子电 a．定子电阻rl：
抗，rm为励磁电阻，髫。为励磁电抗，r；为转子电阻 0．95 U1。se
归算值，x』为转子电抗归算值。 n5弋i3 1■1 (2)
、／
。
由等值电路图可以看出．电动机正常运行时，
式中：s。——额定转差率，$e--—no-—ne，其中no为同
矾为电源电压，转速为额定转速，转差率s很小，接
，10
近于零：若此时电动机机端短路，等值电路中U。为
零。且电动机在负载转矩的作用下减速，当转差率s 步转速，／7,。为转子转速；
上升至l时电动机转速为零。在此期间，电动机将向 阢。——额定定子线电压；
短路点反馈电流．这个电流的大小、变化规律、衰减
，。。——额定定子线电流。
速度将会对短路点的短路电流产生影响。
b．定子电抗菇l：
1．2仿真模型与电路参数计算
1
图2为含有低压大功率电动机的配电系统示意 名1 5i (3)
Z
图．其中电源至电动机的配电线路长度为Z。故障点1
式中：以——相电压；
和故障点2为两个短路故障点。根据图2，在Matlab
的Simulink平台建立图3所示的仿真模型．对不同情 P——极对数：
况下三相短路时电动机向短路点的反馈电流进行仿真 A。——过载倍数；
胞——额定转矩。
c．励磁电抗石。：
‰2面3／o
0．95(，l。
(4)
V
图2低压大功率电动机回路配电系统示意图 式中：如——空载电流。
Fig．2 Schematic diagram ofpowersupplysystem oflow—
d．转子电阻归算值rZ：
voltage hish-powerelectromotor circuit
示波器 示波器1 三相电流测量2 示波器2 示波器3
图3 与系统对应的Matlab仿真模型图
Fig．3 Matlab simulation model diagramcorrespondingtothesystem
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2口1 r-t年第3期I ELECTRICITY
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在2010年3月期的《建筑电气》杂志中，有一篇文章详细探讨了"低压大功率异步电动机对三相短路电流的影响"。该研究关注的重点在于，在电力系统中，当发生三相电源短路故障时，特别是对于接入低压配电网络的大功率（通常指几千千瓦至数兆瓦级别）异步电动机设备，它们对短路电流产生的影响。 文章可能会分析电动机在运行状态下的电磁参数、电动机的保护特性、以及电动机启动或停止过程中可能产生的冲击电流等因素，这些都会显著增加或影响电网在遭受三相短路时总的短路电流水平。此外，它还会讨论电动机如何通过过流保护装置来限制其短路电流贡献，并对其在短路电流计算和电力系统设计中的重要性进行阐述。 通过对这一主题的研究，本文为电力工程师提供了关于如何评估和管理低压大功率电动机对电力系统稳定性及安全保护措施的重要参考依据。