1、 本文通過對電動機起動功率電動機起動功率的分析，提出以柴油機的制動功率柴油機的制動功率必須大于負荷的峰值功率作為條件來校驗黑起動柴油發電機組的容量。 隨著國內發電設計行業逐步走向國際市場，許多項目（或業主)均要求建設的電站具有黑起動功能，即要求電站設置黑起動柴油發電機組。但是在現行的火電設計規范中，并沒有對黑起動柴油發電機組的容量選擇作出明確的規定，因此，在工程設計上如何確定黑起動柴油發電機組的容量是擺在廣大設計工作者面前急需解決的問題。v在工程設計過程中能否按現有廠用電設計規范中有關保安柴油發電機組選擇的規定來確定黑起動柴油發電機的容量呢？v下面以國外某100MW級燃機電站黑起動機組的負荷為

2、例來說明,利用現有廠用電技規確定黑起動柴油發電機組容量的可能性。v下面按保安柴油發電機組選擇的計算方法來計算并校驗黑起動柴油發電機組的容量。黑起動柴油發電機組起動時各設備的負荷數據見表一。PPKSC8 . 05 .79565 . 1)25. 1 (DMQCePKKSSkVA 利用廠用電設計規范(DL/T 5153-2002)中D1公式進行負荷計算如下：Sc-計算負荷（kVA）；K-換算系數，取0.8；P-黑起動時,需要同時投入運行的負荷(已考慮負荷效率的運行功率)（kW）；經計算，黑起動柴油發電機組SeSc=2702.8kVASeSc=2702.8kVA按廠用電設計規范D4公式，黑起動柴油發電

3、機組帶負荷起動一臺最大容量的電動機時短時過負荷能力校驗:v在上述計算中，按負荷計算選擇的發電機容量不大，但在進行過負荷能力校驗時，由于單臺電動機的容量很大，只有在發電機容量足夠大時，才能滿足D4公式要求的過負荷能力。v所以按保安柴油發電機組設計規定的要求進行黑起動柴油機容量選擇，其柴油機容量必須大于8000kVA。v大容量的柴油發電機組選擇相當困難，即使能夠選到合適的機組，也會由于造價太高和安裝因難，從而使項目不具有競爭力。v因此，利用廠用電設計規范中D4公式來校驗黑起動柴油機的容量是否可行有待進一步的分析。 黑起動柴油發電機組的選擇不但要滿足持續負荷要求和電動機起動時發電機瞬時電壓降要求，也

4、要滿足柴油機應付沖擊峰值功率的要求。 廠用電設計規范中D4公式其實質也是要求柴油發電機組的抗起動沖擊的能力，公式D4中，1.25KQPDM為起動電動機起動容量的計算表達式。式中：PF-黑起動柴油發電機額定功率(kW)； PQ-電動機起動時的起動功率(kW); P0-已投入運行的電動機功率(kW); QFPPP01.1公式1 校驗柴油發電機組機在負載峰值功率沖擊下，應使所拖動的發電機把負載電動機起動起來，即柴油機的制動功率必須大于負荷的峰值功率。柴油機發動機功率與發電機功率之比的不同，決定了相同容量發電機不同類型的柴油發電機組能起動的電動機容量不同。柴油發電機組的柴油機制動功率一般按發電機主功率

5、的1.1倍配置。按此要求，其計算公式如下：v設計中，在進行柴油機負荷的峰值功率計算之前，首先必須認識電動機在起動時的起動轉矩的變化。一般異步電動機起動時，起動電流很大（47倍）而起動轉矩并不大（起動轉矩倍數為1.02.0）,此時起動轉矩必須大于負載轉矩才可能起動，起動轉矩越大，加速越快，起動時間越短。v在起動過程中，定子和轉子之間的電磁轉矩，只與轉子轉速有關，而與負載阻力矩無關，其中負載阻力矩的大小，只影響電機升速的快慢，并不影響升速過程中，電動機從電源側吸收的電磁功率。v在電源電壓不變，頻率為常數時，電機的參數可以認為是常數，電磁轉矩僅與轉子轉速n有關，并且n=(1-s)n1，隨著電動機不斷

6、的加速，其電動輸出轉矩和吸收的電磁功率也不斷的變化，當n=(1-sm)n1時，電動機達到最大電磁轉矩，依據電磁轉矩等于電磁功率除以同步角速度的關系，此時電磁功率也達到最大值。電動機起動過程的特性曲線如圖1如示。電動機啟動過程曲線w由圖可以看出，在起動過程中，只有當n0.7以后，P1；而且最大值Pmax2。設計中為工程計算的方便取最大起動功率P=1.86。因此，公式1可簡化為公式2：w式中：PD-起動電動機的額定功率(kW)；w在起動過程中，柴油發電機組的峰值功率由已運行的電機功率和正在起動的電動機的最大起動功率構成（此時應計及發電機的效率），不同電動機起動的組合方案，其起動峰值功率大小是不一樣

7、的，為了盡可能縮小柴油發電機組的容量，在滿足黑起動準備的前提下，應優先起動大容量的異步電動機，然后再接入其它負荷。 DFPPP86. 11 . 10公式2起動燃機拖動馬達時峰值功率(kW)起動給水泵時峰值功率(kW)負荷負荷運行沖擊負荷連續負荷負荷運行沖擊負荷連續負荷kWkVAkWkVAkWkVAkWkVA電站負荷平衡冷卻水泵運行266.3136.4266.3136.4運行266.3136.4266.3136.4黑起動循環水泵運行32.620.332.620.3運行32.620.332.620.3給水泵停止-起動2447.49292.71315.8674.1一臺燃機起動（不含起動馬達）GE泵類

8、負荷運行298.9185.3298.9185.3運行298.9156.7298.9156.7一臺燃機和汽機備用狀態GE泵類負荷運行8753.88753.8運行8753.88753.8一臺燃機起動馬達馬達電動機起動2562.910063.31377.9705.9-馬達電動機空載全速-運行30.530430.5304合計kw-kvar3247.710459.12062.71101.73162.79963.92031.11345.3合計kva105922733104432012按表中數據計算的最大峰值功率為3247.7kW，因此，選用容量3110kW柴油發電機組，柴油機制動功率按發電機功率3110kW的1.1倍計算，同時考慮發電機組的假定效率為0.95，計算為3249.95kW，黑起動峰值功率為3247.7kW3249.95kW，因此，