1 概述
起重运输机械的种类很多,它包括桥式起重机、门式起重机、港口起重机,专用起重机、单梁起重机、电动葫芦、堆料取料机以及各种在地面轨道上行驶的各种电动车辆等等。 对这些起重运输机械的供电方式,一般都是采用滑触线或软电缆的供电形式。
2 起重机的供电
2.1 起重设备的负荷应按中断供电造成的损害程度确定负荷等级。
2.2 起重设备宜由专用回路供电,一般可引自配电箱,重 要 的或特大型起重设备宜直接引自配电所。
2.3 起重设备的滑触线上不应连接与起重 3 设备无关的用电设备,电磁式、运送液态金属或其他失压时可能导致事故的起重机的滑触线上,严禁连接与起重设备无关的用电设备。
3 起重机的配电方式
起重机通常采用滑触线或软电缆专用回路供电,每个回路应装设隔离及保护电器。 软电缆主要用于爆炸和火灾危险环境中;一般环境多采用安全型滑触线供电,特别是对多台起重机配电时,可在同一条三相四线安全型滑触线上供电,滑触线可采用中间供电方式也可采用中断供电方式。
3.1 起重机的设备容量
计算起重机电流首先要确定起重机设备用电负荷,起重机的用电设备包括大车电动机,小车电动机和升降电动机,这些电动机的容量是起重机的主要负荷,占总用电量的 95%以上。 在计算起重机用电容量时,通常以起重机的铭牌数据或者电动机的容量和为计算参数。 起重机是断续周期工作制设备,按照设备技术标准,通常按25%,40%2 个持续率等级选择,在进行负荷计算时,应根据设备的实际情况选择。
3.2 计算电流的计算
确定起重机的计算电流有很多种方法,较为常见的有均方根电流法,综合系数法等。
3.2.1 均方根电流法
起重机用于负荷计算的换算功率等于起重机铭牌有功功率( 所用电机功率) 的和,乘以 2,再乘以负荷持续率的二次方根。 起重机的换算计算负荷( 换算容量) :Pe=2PN式中 PN——起重机的额定功率和,kW。
分析:公式就是供配电系统负荷计算的常用公式。
查电气设计手册,起重机的功率因数 cos =0.5,U=380V,有I= 0.003P
单台起重机的配电线路的尖峰电流值等于电机总容量的 2 倍加上*大电机容量的 12 倍。电机为鼠笼异步电动机为例。线路的尖峰电流:
Ipk=2P +12Pmax
3.2.2 综合系数法
均方根电流法与利用系数法的计算过程较繁, 为了简化计算,推荐在一般工程上采用综合系数法。 综合系数法的计算结果稍大于利用系数法而小于均方根电流法。 主要介绍综合系数法。
a.计算功率和计算电流
利用综合系统法确定的计算功率 Pe(kW)和 计 算 电 流 IC( A) 如下:
Pc=KzPIc=或 Ic=Kz'P上式中,Kz——综合系数;Kz'——与综合系数相对应电流系数( Ur=380V,cos =0.5) ,
P ——连接在滑触线上的电动机,在额定负载持续率下的总功率,kW,不包括副钩电动机功率;Ur——电动机的额定电压,V;cos ——功率因数,一般取 0.5。
当同一滑触线上的两台以上起重机吨位相差较大时,计算功率和计算电流按下述方法计算:
Pc=Kz1 P 1+0.1( P - P 1)
Ic= Kz1 P 1+0.3(P - P 1)
b.尖峰电流计算
Ijf=Ic+(Kst- Kz)Ir.max式中 Ijf——尖峰电流,A;Ic——计算电流,A;Ir.max——*大一台电动机的额定电流,A;Kz——综合系数,Kst——*大一台电动机的启动电流倍数, 绕线转子电动机取2。
以某铁路货场为例, 既有一台 119kW 门式起重机, 新增一台212kW 门 式 起 重 机,其设备总容量为 Pn=331KW,其 中 两 台 * 大 电动机的功率之和为 Pnx=185KW,工作制度为繁忙工作制,取 C=0.25,b=0.22, cosφ=0.5,tgφ=1.73,线路电压为 u=380V。 则P=CPnx+bpn=0.25×185+0.22×331=119.07KWQ=ptgφ=119.07×1.73=206KVARS= = =238KVAI= S/ u=238×103/ ×380=362A
所以计算的负荷电流为 I=362A, 并按此计算电流来选用滑触线。
根据国外资料负荷电流的计算方法比较简单,现介绍于下:
根据每台起重机的电动机额定电流,乘以暂载率系数和多台起重机的同时系数,即:
负 荷 电 流( I)= 额 定 电 流( IH) ×暂 载 率 系 数( FED) ×同 时 系 数( F)暂载率系数按暂载率系数表选取。
多台起重机同时工作系数( F) 取 0.4~0.7例如:有三台起重机,每台起重机的额定电流 IH=300A暂载率为 60%,则暂载率系数为 FED=0.7s同时工作系数,取 F=0.7每台起重机的负荷电流为 I1=IH×FED=300A×0.78=234A
三台起重机的负荷电流为 I2=702×0.7=491.4A
根据此计算电流值 491.4A 来选用滑触线。
a.*大电流计算
为了验算滑触线路上的电压降是否在允许范围以内,需用*大电流来进行检验,*大电流的计算公式如下:
*大电流 Imax=Ijs+IJD( K- )∑M——所有电动机额定功率之和( KW)
例: 选 用 300mm2 刚 性 滑 触 线, 制造厂提供的阻抗值为 Z=0.168Ω/km,*大电流为 I=1200A,滑触线计算长度为 L=100m.则电压降为:
用电压降的百分数表示为:
△u%=△u/u=34.92/380=9.19%<12%允许值
计算电压降时一般不考虑功率因数值,所以利和上列公式和制造厂提供的阻抗值即可进行计算。
例: 选 用 200mm2 刚 性 滑 触 线, 制造厂提供的抗弯矩数据为W=7.24cm,滑触线采用上部滑触方式,相间距离 为 a=350mm,支 持点间距离为 1=300cm,滑触线材料为钢轨铜头滑触线,所以*大应力可按钢材考虑,即 δ=1400kg/cm2。
允许的三相短路冲击电流值为:KA
如果低压系统中计算到滑触线受电端处的三相短路电流值小于 47.3KA,就可确保在发生三相短路时,滑触线有足够的强 度,能抗衡短路电流的冲击。
4 结论
随着社会经济的高速发展,重型起重设备越来越多,配 电 安 全性至关重要,在配电设计中合理选用各种断路器、导线和滑触线对起重设备用电安全至关重要。