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發(fā)電機(jī)在各個(gè)工作狀況下使用功率是不同的，但總的要求是不要超過(guò)額定功率的90％（船廠要求）。發(fā)電機(jī)因廠家和型號(hào)的不同，負(fù)荷投入率的曲線也是不同的。在各個(gè)工作狀況下，因?yàn)閿嚯娨饌溆冒l(fā)電機(jī)啟動(dòng)，負(fù)責(zé)基本安全的負(fù)載也在隨后投入到配電系統(tǒng)中。在投入過(guò)程中引起的配電系統(tǒng)電壓和頻率波動(dòng)，根據(jù)規(guī)范要求，穩(wěn)態(tài)電壓在－10％～6％之間波動(dòng)，穩(wěn)態(tài)頻率在－5％～5％之間波動(dòng)［1］。這時(shí)就需要對(duì)各個(gè)投入的負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，來(lái)決定什么時(shí)候投入、用什么方式啟動(dòng)，以滿足規(guī)范要求。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式分為直接起動(dòng)、降壓?jiǎn)?dòng)、Y－△啟動(dòng)三種。對(duì)于不同的電動(dòng)機(jī)選用不同的啟動(dòng)方式需要考慮很多因素，包括發(fā)電機(jī)的功率、電流、直軸瞬態(tài)電抗、直軸超瞬態(tài)電抗、負(fù)荷投入特性曲線，電動(dòng)機(jī)的功率、額定電流、啟動(dòng)電流，發(fā)電機(jī)在各個(gè)工作狀況下的負(fù)載功率等。

1投入電力的確認(rèn)方法

一般情況下，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的電流值大概是額定電流值的7～8倍。這個(gè)電流值稱為啟動(dòng)電流。因此，在船內(nèi)電氣負(fù)載投入的時(shí)候，需要根據(jù)發(fā)電機(jī)負(fù)荷狀態(tài)確認(rèn)哪些機(jī)器可以正常投入。根據(jù)下列計(jì)算式，機(jī)器啟動(dòng)時(shí)的發(fā)電機(jī)負(fù)載率選定超越90％的機(jī)器進(jìn)行計(jì)算。電氣設(shè)備啟動(dòng)時(shí)發(fā)電機(jī)的負(fù)荷率：發(fā)電機(jī)負(fù)荷率90％＜［基本負(fù)荷（kW）＋電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率（kW）］／發(fā)電機(jī)額定功率（kW）×100％電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率（kW）＝440V×電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流（A）×電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率因數(shù)×3／1000

2計(jì)算實(shí)例

本文以大發(fā)工業(yè)株式會(huì)社的發(fā)電機(jī)引擎為例來(lái)說(shuō)明投入電力的具體算法。首先發(fā)電機(jī)引擎型號(hào)為6DE－18，功率510kW，負(fù)荷投入曲線為0—45％—90％—100％。船舶工作狀況分為航行工況、航行工況（壓載水作業(yè)）、進(jìn)出港工況、裝卸貨作業(yè)工況、停泊工況。表1列出了各個(gè)工況下發(fā)電機(jī)使用的臺(tái)數(shù)和總功率（根據(jù)電力調(diào)查表做成）。所謂負(fù)荷投入曲線，是指引擎制造廠家對(duì)于發(fā)電機(jī)各個(gè)程度的負(fù)荷投入可能的表示值。在這個(gè)負(fù)荷投入值范圍內(nèi)即滿足船級(jí)社的要求。

另外發(fā)電機(jī)負(fù)荷投入線，大發(fā)的型號(hào)有10％的余量，因此自動(dòng)計(jì)算考慮它。還有，在表1內(nèi)上述輸入結(jié)果是自動(dòng)表示，要作為負(fù)荷投入圖表的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)被使用。表2中的數(shù)據(jù)，功率數(shù)、極數(shù)、額定電流、啟動(dòng)電流、啟動(dòng)功率因數(shù)、輸入功率數(shù)據(jù)來(lái)源于電動(dòng)機(jī)廠家資料。需要率和整定功率來(lái)源于造船廠自己的標(biāo)準(zhǔn)。以主潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)為例（以下數(shù)據(jù)都為主潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)），表3中羅列了主潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)的各個(gè)參數(shù)。其中有些數(shù)據(jù)來(lái)源于表2，啟動(dòng)功率是計(jì)算生成，會(huì)根據(jù)啟動(dòng)方式的不同而變化。表4主要記錄了主潤(rùn)滑泵電動(dòng)機(jī)在各個(gè)工況下的各種負(fù)荷因數(shù)情況。峰值負(fù)荷因數(shù)＝（基本負(fù)荷＋啟動(dòng)功率）／發(fā)電機(jī)功率×100％基本負(fù)荷因數(shù)＝基本負(fù)荷／發(fā)電機(jī)功率×100％啟動(dòng)功率因數(shù)＝啟動(dòng)功率／發(fā)電機(jī)功率×100％整定后負(fù)荷因數(shù)＝（基本負(fù)荷＋整定功率）／發(fā)電機(jī)功率×100％在航行工況狀態(tài)下總負(fù)荷為390．2kW，其基本負(fù)荷變成了390．2－64．5＝325．7kW。其他的根據(jù)上面的公式計(jì)算得出。

然后由表4中所記載的數(shù)據(jù)生成表5數(shù)據(jù)，再來(lái)畫坐標(biāo)點(diǎn)。圖中的A、B、C表示各個(gè)工況下主潤(rùn)滑油泵電動(dòng)機(jī)對(duì)發(fā)電機(jī)的負(fù)荷狀況，其橫豎坐標(biāo)來(lái)源于表5。根據(jù)規(guī)范要求，所有工況的點(diǎn)都必須在負(fù)荷投入曲線以內(nèi)，但在圖1中，B點(diǎn)的位置稍微超出了負(fù)荷投入曲線，根據(jù)要求，大發(fā)的發(fā)電機(jī)引擎有10％的余量，B點(diǎn)并沒(méi)有超出10％的余量線，所以此處不再做修改。最終，根據(jù)圖1的結(jié)果來(lái)驗(yàn)證電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式是否正確。根據(jù)以上做法對(duì)于選定電動(dòng)機(jī)分別予以計(jì)算，來(lái)確定啟動(dòng)方式是否符合發(fā)電機(jī)的負(fù)荷投入曲線，如果實(shí)在不能滿足負(fù)荷投入曲線，那么可以適當(dāng)調(diào)整發(fā)電機(jī)的容量來(lái)滿足電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的需要。

3結(jié)語(yǔ)

以上就是如何根據(jù)電力投入負(fù)荷計(jì)算來(lái)確定發(fā)電機(jī)容量是否符合要求，并且計(jì)算出各個(gè)電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)方式能否滿足發(fā)電機(jī)負(fù)荷投入曲線的要求。對(duì)于電氣設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)方式和發(fā)電機(jī)容量選擇非常重要，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)時(shí)不僅要經(jīng)過(guò)大量的計(jì)算驗(yàn)證，而且還要考慮安全方面的因素。這就要求設(shè)計(jì)人員要具備多方面的能力，綜合考慮設(shè)計(jì)中所面臨的問(wèn)題，對(duì)于不清楚的問(wèn)題要多加求證，盡量減少可能出現(xiàn)的問(wèn)題。

作者：李琳 單位：常石（上海）船舶設(shè)計(jì)有限公司