GB 12497-1995 三相异步电动机经济运行.pdf
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1、中华人民共和国国家标准三相异步电动机经济运行1 主题内容与适用范围Three-phase induction motor energy-saving operation GB 12497一1995代替GB12497 90 本标准规定了三相异步电动机以节能为原则的经济运行计算、电动机的选择、运行状态的划分及测试、运行管理等。本标准适用于在运行的中小型三相异步电动机(以下简称电动机)。选择电动机时,也可参照使用。2 引用标准GB 156 额定电压GB 755旋转电机基本技术要求GB 997 电机结构安装型式及代号GB 1032 三相异步电动机试验方法GB 1980 电气设备额定频率GB 3485
2、评价企业合理用电技术导则GB 4942. 1 电机外壳防护分级GB 8916 三相异步电动机负载率现场测试方法3 术语3. 1 电动机运行状态指电动机在运行时,以综合效率为划分依据所确定的电动机运行状态。3.2 电动机的综合功率损耗电动机运行时的有功损耗与因无功功率使电网增加的有功损耗之和。3.3 电动机综合输入功率电动机的实际输出功率与对应的综合功率损耗之和。3. 4 电动机的综合效率电动机的实际输出功率与对应的综合输入功率之比。3. 5 额定综合效率额定运行时电动机的综合效率。3.6 电动机额定负载时的允许效率额定负载时电动机效率计及容差后的下限值。3. 7 电动机额定负载时的允许功率因数
3、额定负载时电动机功率因数汁及容差后的下限值。3. 8 电动机额定负载时的允许综合效率国家技术监督局199502 23批准10 1995-06 01实施GB 1249719 9 5 电动机在效率和功率因数为最低允许值时所对应的综合效率,或考虑了综合经济效益进行修正后的综合效率下限值。3.9 负载系数电动机实际输出功率与其额定功率之比(负载率:以百分率表示的负载系数)。3. 10 电动机经济运行状态电动机的综合效率大于或等于额定综合效率的运行状态。3. 11 电动机允许运行状态电动机的综合效率小于额定综合效率,但大于或等于额定负载时的允许综合效率的运行状态。3. 12 电动机非经济运行状态电动机的
4、综合效率小于额定负载时的允许综合效率的运行状态。3. 13 无功经济当量电动机每吸收1kvar的无功功率,相当于电网所增加的有功损耗。4 基本计算公式4. 1 电动机的有功损耗计算SP P, 2(SPN P0 ) .”. ( 1 ) 式中:SP 电动机的有功损耗,kW;P,一一电动机的空载有功损耗,kW;卢一一负载系数,P,/PN;LPN 电动机额定负载时的有功损耗,kW;PN = (去1) PN P, 电动机的输出功率,kW;PN一一电动机的额定功率,kW;平N一一电动机的额定效率。4.2 电动机的无功功率计算式中,Q一一电动机的无功功率,kvar;Q=Q。(QNQ,) Q。电动机的空载无功
5、功率,kvar;Q,二J3【尸1i10 - Pi QN一电动机额定负载时的无功功率,kvar;QN二E旦tgN . ( 2 ) 11 GB 12497 1995 N 额定运行时输入电动机的相电流滞后于相电压的相角pu 电源电压,V;I, 电动机的空载电流,A。4.3 电动机的综合功率损耗计算i.P二P0+ 3(2.PN - P0) + K0Q0 (QN -Q,月( 3 ) 式中i.P,电动机的综合功率损耗,kW;Ko 无功经济当量,kW/kvar。当电动机直连发电机母线或直连已进行无功补偿的母线时取0. 020.04;二次变压取0.050.07;三次变压取0.080.1。当电网采取无功补偿时应
6、从补偿端计算电动机的电源变压次数。4. 4 电动机额定综合功率损耗计算i.P oN = i.P N十KoQN ( 4 ) 式中:i.P,N一电动机的额定综合功率损耗,kW。4. 5 电动机综合输入功率计算p 卢PN+ i.P, . ( 5 ) 式中P,一电动机的综合输入功率,kW.4. 6 电动机额定综合输入功率计算P,川ZPN + i.P,N ( 6 ) 式中P01N一一电动机的额定综合输入功率,kW.4. 7 电动机运行负载系数计算卢p jp4 + (i.P P,)(P, P,) 2.PN - P, ( 7 ) 式中P,电动机的输入功率,kW。4. 8 电动机的综合效率计算E P 一哩,“
7、N- P工lte-N 一Pna c ”吁, 100 . ( 8 ) 式中2甲r电动机的综合效率,%。4.9 电动机额定综合效率计算亨oN= p 千仨古一100PN + 2.PN . ( 9 ) 12 GB 12497 1995 式中ry,N电动机额定综合效率,%。4. 10 电动机额定负载时的允许效率计算币甲N十A甲 ( 10 ) 式中2扩电动机额定负载时的允许效率;4甲效率的容差。a. 间接法测定效率当PN50kW时,A平-o. 15(1如);当PN50kW时,D.ry二Q.1(1-ryN)。b. 直接法测定效率A甲Q. 15(1 -ryN),最少0.007, 4. 11 电动机额定负载时的
8、允许功率因数计算cosef/ cos仇D.cosef . ( 11 ) 式中:co吟一一电动机额定负载时的允许功率因数;cosefN一一电动机的额定功率因数gD.cos一一功率因数容差,D.cos二一(1-cos如)6,最少0.02,最多0.07,4. 12 电动机额定负载时的允许综合效率计算轧= ,.;孚百r100 ( 12 ) 式中:一电动机额定负载时的允许综合效率,%;若市N一甲 p十KqQ+ (.PN./PNb)2(2.PNb - Fob)+ Kq(QNb - Q,b)( 21 ) 式中2.P原电动机A的综合功率损耗,kW;2.P,b 更新或改造后电动机B的综合功率损耗,kW;p侃一A
9、电动机的空载损耗,kW;Q, A电动机的空载无功功率,kvar;p, A电动机运行时的负载系数;2,N, A电动机额定负载时的有功损耗,kW;QN,一A电动机额定负载时的无功功率,kvar;Fob B电动机的空载损耗,kW;Qob B电动机的空载无功功率,kvar;LP No一B电动机锁定负载时的有功损耗,kW;QNb一B电动机额定负载时的无功功率,kvar,6.2.4 更换或改造电动机应进行起动性能的校验Mm,注M,m.,K,/K式中:M,.,电动机起动过程中的最小转矩(标么值h ( 22 ) M, .苯电动机起动过程中对应于最小转矩点时可能出现的最大负载转矩(标么值);K,一一保证起动时有
10、足够加速转矩所采用的系数,K.为1.15. 25; Kv 电压波动系数,K为0.81 0. 95。6.2.5 更换或改造电动机节约功率的汁算6. 2. 5. 1 节约的有功功率!Po二P,-P,b卢;2.PN.P, (PN./PN0)2(2.PNb Fob) 式中!Po电动机B替换电动机A后节约的有功功率,kW。6. 2.5.2 节约的无功功率/QD = Q, Q,b 应QN,-Q,一(IN,/PNb)2(QNb- Qo0) 式中!Qn电动机B替换电动机A后节约的无功功率,kvar,6. 3 电动机的调压节电. ( 23 ) ( 24 ) 6. 3. 1 电动机处于非经济运行状态,当采取调压节
11、电措施时,应满足机械负载拖动要求,并按公式(22)进行起动转矩校验,和按下式进行过载能力校验215 GB 12497-1995 Mm,.;三M,1,0.9K ( 25 ) 式中M电动机在额定电压下的最大转矩(标么值) K 电压调节系数,Ko=U/UN; U一一电压调节后的电动机端电压,V;u, 电动机的额定电压,V;Mum,. 运行过程中可能出现的最大负载转矩(标么值)。6. 3.2 最佳调压系数的确定K = ( 3(2.PN P,) om叩K2.PN. ( 26 ) 式中:Km一一最佳电压调节系数;K 计算系数,K=(P,Pfw) /2,P N P fw为电动机的机械损耗2极电动机K=0.1
12、5;4极电动机K=O.25;6极电动机K=O.300 6.3.3 调压节电的计算6.3.3. 1 节约的有功功率!:.Po= (2.PN P0)3(l - l/K;) + KSPN(l - K;) ) 7 。,“( . . . . . . . . . . . . . . 式中,!:.Po 谓压节约的有功功率,kW。6. 3. 3. 2 节约的无功功率t.QQ二(QN- Q,)J(l l/K;) + Q0(l K;) “. ( 28 ) 式中6.Qq一调压节约的无功功率,kvar.6.4 电动机无功功率就地补偿6. 4. 1 电动机无功功率补偿的计算Q, = P, (tg tg乱) ( 29 )
13、 式中zQ一一就地补偿的无功功率值,kvar;tg 电动机补偿前输入相电流滞后于相电压相角的正切值,非4二再cos 电动机补偿前的功率因数;tg,一一电动机补偿后输入相电流滞后于相电压相角的正切值,tg,取0.4840.329. 6.4.2 采取无功功率补偿的节电计算6.P = K0Q, ( 30 ) 式中6.P 采取无功功率补偿后节约的有功功率,kW;Ko补偿的无功经济当量,Ko取0.04 kW /kvar。16 GB 12 4 9 7 199 5 6. 5 节电量的计算t.A, = T(t.P + K0t.Q) ( 31 ) 式中t.A, 年节约电量,kWh; T一一年运行时间,h;t.P
14、 节约的总有功功率,kW;t.Q 节约的总无功功率,kvar;Ko一一无功经济当量,按4.3条取值。6.6 电动机采取的调速节电措施,应满足机械负载转速、转矩、功率要求,电能的节约应按电动机及其拖动系统进行综合汁算。7电动机的选择7. 1 电动机选用前应充分了解负载机械的特点和对拖动电动机的要求a. 工作环境包括是否易燃、易爆环境,各种程度粉尘污染的环境,有腐蚀性气体的环境,水淋环境或水中工作环境等,b. 功率包括稳定运行功率或工作制和定额; 转速z包括稳定运行转速或调速范围、调速精度sd. 转矩包括负载的力学性能(摩擦负载、重力负载、流体负载)、稳定运行转矩、起动频度和起动转矩、最大转矩、转
15、矩变动范围ge. 是否需要正反转;f. 对电动机振动和噪声有无特殊要求gg. 电动机的安装方式与连接方式。电动机的选择应适应负载机械的特点,满足负载的需要。1.2 根据工作环境对电动机的选择根据工作环境,选择相应的防爆型式、相应的外壳防护等级和绝缘等级的电动机。7. 3 根据负载的功率要求选择电动机7. 3. 1 长期连续拖动稳定负载机械用的电动机功率选择要留有适当储备系数,同时考虑电动机的负载率接近综合效率最高时的负载率。7. 3. 2 有规律的变动负载应根据负载机械的工作制和定额按GB755选择相应的定额与工作制类型的电动机。7. 3. 3容量在200kW以上应优先选用高压电动机。7.3.
16、4 年运行时间3000 h以上,负载率大于50%时,应优先选用高效电动机。7. 4 电动机转速的选择7. 4. 1 在满足传动要求的前提下,选择电动机转速时应尽量减少机械传动级数。7. 4. 2 对需要调速的负载机械应根据调速范围、效率;对转矩的影响以及投资等诸因素,选择下列调速措施:a. 变频调速;b. 变极调速;c. 串级调速,d. 转子串电阻调速$e. 定子调压调速;f. 滑差或其他机、电调速器调速。17 GB 12497干19957. 5 电动机转矩的选择7. s. 1 电动机应满足负载机械的堵转转矩和最大转矩的需要。7. s. 2 对有频繁起动和高起动转矩等特殊要求的负载机械应选用相
17、应的专用电动机并进行转矩校验。7. 6 对高精度的加工机械应选用低振动、低噪声电动机。7. 7根据负载机械要求选择适当安装与连接方式的电动机。8电动机运行状态的测试与运行管理a. 1 测试应具备的条件8. 1. 1 供给被测试电动机的电源条件应符合本标准第5.1条的规定。8. 1. 2 被测试电动机与所拖动的机械设备完好,生产运行正常。8.2 测试仪表精度a. 有功、无功电度表不低于1.5级gb. 电流表不低于1.0级:c. 电压表不低于1.0级;d. 功率因数表不低于1.5级$e. 有功、无功功率表(测试空载参数时应使用低功率因数瓦特表)不低于1.5级gf. 频率表不低于1.0级。组合式仪表
18、、专用仪表各项精度也应符合上述相应要求。8.3 测试前的普查电动机进行测试前,应进行逐台普查。内容包括:电动机的型号、额定功率、额定电压、额定电流、额定转速、额定功率因数、额定效率、生产厂、拖动设备名称和年运行时间。a. 4 空载参数的测试与选取原则8. 4. 1 电动机的空载参数应尽量采用实测方法求得,测试按GB1032进行。8.4. 2 实测空载参数确有困难的电动机,可按下列办法选取空载参数2a. 从本标准附录中提供的参数中选取;b. 本标准附录中未列入的电动机,可使用该电动机的原始数据。a. 4. 3 空载参数应包括空载电流、空载有功损耗和空载无功功率或功率因数。a. s 不同负载运行参
19、数的测试原则a.s. 1 负载比较稳定(输入功率相隔5min的两个读数之差小于前一个数3%)的电动机,测试时间不得少于15min,按读数的平均值计算8. s. 2 变动负载运行的电动机,应选择相应的周期进行测试,并按本标准4.13计算等效功率。a. 6 需测定的运行参数包括:a. 输入有功功率;b. 输入无功功率或功率因数; 输入电压;d. 输入电流等。a. 7 数据处理与运行状态判定8. 7. 1 根据公式(7)、(8)计算电动机的综合效率。当电动机供电电压小于额定值时,对测试结果按下式进行修正2轧PNIPN十SP,十b.P0+ K06.Q0 ) ”. ( 32 ) 式中b.lo、b.Qo按
20、公式(27)、(28)计算。18 GB 12 4 9 7-199 5 a. 1.2 根据公式(9)汁算电动机额定综合效率。a. 1. 3 根据公式(12)、(13)计算电动机的允许综合效率。a. 7.4 根据本标准第5章的规定判定电动机运行状态。a. 7.5 已测电动机应悬挂与运行状态相应的标志。8.8 测试报告测试报告的内容与格式参照附录K,8.9 电动机运行管理8.9. 1 运行中的电动机应建立档案,并定期进行运行状态测试与分析。8. 9. 2 电动机在使用前和大修后均应进行空载试验,并将试验数据存入电动机档案。8.9.3 按GB3485的规定配置电动机运行监测仪表,随时对供给电动机的电源
21、条件及电动机运行参数进行监测。8.9.4 对处于非经济运行状态的电动机应进行综合经济分析,并采取相应的改造措施。19 额定功率2 PN ,k 节NI, P, . fl, 0. 55 0 75 75. 0 0 82 0 095 75.6 0.80 1 1 77 0 1 06 0 105 78. 2 0.70 1. 5 78 0 1 50 0 150 78.8 0.74 2. 2 82 il 1 90 0 158 82 9 0 70 3 82.0 2 60 0 265 82.3 0.80 4 85.5 2.90 0. 225 86.2 0 70 5.5 85. 5 3. 40 0.265 86 6
22、 0 63 7 5 86.2 4 00 0.300 87. 8 0 53 1 1 87 2 6 40 0 660 87.4 0. 81 15 88 2 7 30 0 780 88.5 。.80 18. 5 89.0 8.20 0. 760 89.6 0 71 22 89.0 12 0 1 280 89 0 1 00 30 90.0 16. 9 1 650 90 0 1 00 37 90 5 18 6 1 660 90.6 0. 87 45 91. 5 18. 7 1 780 91. 6 0. 85 55 91. 5 28 5 2 530 91. 5 1 00 75 91. 5 37.4 3 3
23、80 91. 5 1 00 90 92 0 43. 1 3 600 92. 1 0.90 GB 12497-1995 附录AY系列(IP44l三相异步电动机fJ.值(参考件)表Al极数及参数4 6 平NJ, P, 平m卢p I, P, 73 0 1. oz 0 094 73.1 0 90 74.5 1 30 0 117 74 6 0 90 72.5 1. 60 0. 135 78 0 1. 49 0. 110 78.8 0 73 73.5 1. 93 0. 157 79 0 1 80 0 117 80. 5 0.64 77 5 2. 17 0. 195 81 0 2.50 0 180 82.5
24、 0.73 80 5 3 40 0.200 82.5 3 50 0 270 82.7 0.73 83 0 3 80 0. 194 84.5 4.40 0.245 85.3 0 71 84 0 4.90 0.228 85.5 4.70 0.250 87 0 0 61 85.3 5.30 0.223 87 0 5.96 0.285 88 0 0 90 86.0 8. 65 0.376 88 0 8 40 0 456 89.4 0 67 87.0 12.4 0.520 88. 5 10.4 0 570 89.5 0.64 89.5 13. 8 0.690 91. 0 13.4 0. 650 91 4
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