重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)策略研究

【摘要】在許多鋼鐵企業(yè)的車間里有多臺(tái)起重機(jī)同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)工作，為生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率的提高做出了突出的貢獻(xiàn)，然而起重機(jī)是一種非常特殊的用電設(shè)備，它與普通的用電設(shè)備存在著很大的區(qū)別，保證起重機(jī)組的用電安全和正常運(yùn)行，必須要加強(qiáng)起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)。本文基于此從負(fù)荷計(jì)算、尖峰電流計(jì)算以及滑觸線的選型三個(gè)角度對(duì)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)策略進(jìn)行了研究，并在文章最后對(duì)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的其他問題進(jìn)行了分析說明，期望有助于提高重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

【關(guān)鍵詞】重型低壓起重機(jī)組；電氣設(shè)計(jì)策略；研究

在大多數(shù)鋼鐵企業(yè)的生產(chǎn)車間里，比如鑄鐵機(jī)車間、原料場車間以及煉鋼車間等，一般都有很多臺(tái)起重機(jī)進(jìn)行同時(shí)工作，這些起重機(jī)在相同的軌道上滑行，而且這些起重機(jī)一般都共用相同的供電干線和滑觸線。每一臺(tái)起重機(jī)的功率都比較大，一般都在300kw以上，對(duì)于這種大功率的起重機(jī)而言，必須要采用3kv到6kv的電機(jī)才能保證起重機(jī)安全與穩(wěn)定的運(yùn)行，然而目前很多的鋼鐵企業(yè)選用的電機(jī)是380v的低壓交流電機(jī)，在這種情況下，給重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)帶來了一定的壓力和挑戰(zhàn)。另外起重機(jī)的電氣設(shè)計(jì)方法與普通的電氣設(shè)計(jì)方法存在著很大的區(qū)別，而目前較為常用的設(shè)計(jì)方法是把所有起重機(jī)的電機(jī)功率求和，然后以求和的結(jié)果來作為單臺(tái)電機(jī)，這樣很容易導(dǎo)致在對(duì)供電干線和滑觸線進(jìn)行選擇的時(shí)候出現(xiàn)偏大的現(xiàn)象，在一定程度上造成了資源的浪費(fèi)，因此我們必須要加強(qiáng)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)策略的研究，提高重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

一、重型低壓起重機(jī)組的負(fù)荷計(jì)算

加強(qiáng)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)必須要對(duì)重型低壓起重機(jī)組進(jìn)行精確的負(fù)荷計(jì)算。一般情況下，負(fù)荷計(jì)算的具體方法非常多，常用的負(fù)荷計(jì)算方法有二項(xiàng)式法、需要系數(shù)法和利用系數(shù)法三種。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，各種設(shè)備規(guī)定的具體工作條件不完全相同，因此在對(duì)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)進(jìn)行負(fù)荷計(jì)算的時(shí)候，要將所涉及到的計(jì)算換算為統(tǒng)一要求下的功率。如果電機(jī)設(shè)備是連續(xù)工作的，那么電機(jī)設(shè)備的功率就是額定功率，此時(shí)適宜采用二項(xiàng)式法或者需要系數(shù)法來進(jìn)行具體的計(jì)算，在計(jì)算的過程中一般要進(jìn)行統(tǒng)一的換算，按照相關(guān)的要求換算到持續(xù)率為25%時(shí)的額定功率。

重型低壓起重機(jī)組的各個(gè)起重機(jī)的電機(jī)容量存在著很大的差別，所以本文認(rèn)為對(duì)于重型低壓起重機(jī)組的負(fù)荷計(jì)算適宜采用二項(xiàng)式法。因?yàn)橐话阍谕粭l干線上存在著多臺(tái)的起重機(jī)，多以在計(jì)算的時(shí)候要將所有起重機(jī)的電機(jī)劃分為同一組，然后再進(jìn)行相關(guān)的計(jì)算，而且在計(jì)算的過程中將符合分為基本部分和附加部分，這樣就可以在很大程度上減少大容量設(shè)備可能帶來的影響。重型低壓起重機(jī)組負(fù)荷的具體計(jì)算方法如下所示：

Ps=Pe =2Pe

Pjs=（cPn）max+

Qjs=（cPn）maxtgφn+

Sjs=

Ijs= ×

其中Ps代表的是設(shè)備的功率，單位是KW；Pe代表的是額定功率，單位是KW；FCe代表的是額定的負(fù)載持續(xù)率，F(xiàn)C25代表的時(shí)候負(fù)載持續(xù)率的25%；Pn代表的是起重機(jī)組中功率最大的n臺(tái)起重機(jī)的功率的總和，單位是KW；b和c代表的是二項(xiàng)式的具體的系數(shù)；Pis代表的是有功功率；Qis代表的時(shí)候無功功率；Sis代表的時(shí)候視在功率；Ijs代表的時(shí)候計(jì)算電流。

二、重型低壓起重機(jī)組的尖峰電流計(jì)算

尖峰電流的含義是指在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的最大負(fù)荷電流，一般情況下在用電設(shè)備集中啟動(dòng)或者加沖性的負(fù)載情況下會(huì)出現(xiàn)尖峰電流。另外，對(duì)于低壓配電網(wǎng)絡(luò)來說也有可能出現(xiàn)尖峰電流，尖峰電流是低壓配電網(wǎng)絡(luò)計(jì)算電壓的波動(dòng)或者電壓的損失的重要依據(jù)，通過尖峰電流能夠準(zhǔn)確地選擇自動(dòng)開關(guān)的保護(hù)元件，確定熔斷器的規(guī)格。對(duì)于起重機(jī)來說，尖峰電流是判斷起重機(jī)能否進(jìn)行正常啟動(dòng)的依據(jù)，通過尖峰電流的計(jì)算可以對(duì)干線和滑觸線的設(shè)計(jì)進(jìn)行科學(xué)合理的選型。起重機(jī)尖峰電流的計(jì)算公式如下所示：

Ijf=Ijs+（K- ）Iemax

其中 代表了所有電動(dòng)機(jī)的額定電流的和，單位是A；Iemax代表了需要最大的啟動(dòng)電流的電動(dòng)機(jī)的額定電流，單位是A；K代表Iemax所代表的電機(jī)的啟動(dòng)電流的倍數(shù)。

三、重型低壓起重機(jī)組滑觸線的選型

要想保證重型低壓起重機(jī)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行，必須要使電纜的允許載流量大于或等于線路的負(fù)荷電流，用公式來表示即Ixn≧Ijs，其中Ixn代表電纜所允許的負(fù)荷電流，單位是A；Ijs代表線路的負(fù)荷電流，單位是A。

重型低壓起重機(jī)組在啟動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生一定的尖峰電流，此時(shí)干線的電壓會(huì)降至△Ug%，其具體的計(jì)算公式如下所示：

△Ug%= （R0cosφ+X0sinφ）IjfLg/n

=△Ua%IjfLg/n

其中，Ue代表的是額定線的電壓，單位是kV；R0代表的是單位長度電纜的電阻，單位是Ω/km；X0代表的是單位長度電纜的電抗，單位是Ω/km；φ代表的是功率因數(shù)角；△Ua代表的是線路的電壓損失，單位是%；Lg代表的是干線的長度，單位是km；n、代表的是電纜的數(shù)量。

四、重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)過程中應(yīng)該注意的其他問題

提高重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)質(zhì)量，除了要堅(jiān)持做到以上的精確計(jì)算以外還有許多重要的問題值得引起注意。

1、安裝必要的保護(hù)措施

為了使起重機(jī)得以正常運(yùn)行，對(duì)起重機(jī)進(jìn)行日常的維修和保養(yǎng)是必不可少的重要措施，因此必須要安裝必要的保護(hù)措施來保證日常的維修和保養(yǎng)的順利開展。一般情況下，要在起重機(jī)的每個(gè)欄桿門上安裝一定的安全開關(guān)，這樣可以保證起重機(jī)在維修時(shí)無法啟動(dòng)，而且在各個(gè)機(jī)構(gòu)必須進(jìn)行一定的限位保護(hù)，必要時(shí)還需實(shí)行雙限位保護(hù)，只有這樣才能始終保證安全。

2、進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì)

在起重機(jī)的電氣設(shè)計(jì)過程中一定要做到人性化，在起重機(jī)的司機(jī)室中，盡量不設(shè)置過多的電器元件，這樣可以使司機(jī)的工作空間更加寬敞，同時(shí)要注意在起重機(jī)的司機(jī)室內(nèi)安裝空調(diào)設(shè)備，使司機(jī)能有一個(gè)更好的工作環(huán)境。為了使起重機(jī)的工作效率得到提高，我們要在起重機(jī)的司機(jī)室外面設(shè)置必要的聲光報(bào)警器，這樣可使司機(jī)和其他工作人員的交流更加方便，如此一來可以在很大程度上提高工作效率。另外需要特別注意的是在起重機(jī)的起重機(jī)的司機(jī)室內(nèi)配備一定的電器柜和照明系統(tǒng)，這樣更加方便司機(jī)的工作。

3、保證各個(gè)機(jī)構(gòu)能夠精確調(diào)速

因?yàn)槠鹬貦C(jī)組的工作速度并不是固定不變的，所以在重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)過程中一定要保證各個(gè)機(jī)構(gòu)能夠精確調(diào)速，只有這樣才能使起重機(jī)更加方便快捷地工作。為此在對(duì)重型低壓起重機(jī)組進(jìn)行電氣設(shè)計(jì)時(shí)，可以安裝變頻器進(jìn)行速度調(diào)整，同時(shí)要注意在所有的變頻器上添加交流電抗器，這樣可以使變頻器的輸入功率因數(shù)得到很好的改善，有利于起重機(jī)的安全與穩(wěn)定，有效提高其工作效率和工作質(zhì)量。

五、結(jié)束語

綜上所述，起重機(jī)是重要的操作設(shè)備，對(duì)于提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率發(fā)揮著十分重要的作用，然而起重機(jī)的電氣設(shè)計(jì)方法與普通的電氣設(shè)計(jì)方法存在著很大的區(qū)別，而目前較為常用的設(shè)計(jì)方法是把所有起重機(jī)的電機(jī)功率求和，然后以求和的結(jié)果來作為單臺(tái)電機(jī)，這樣很容易導(dǎo)致在對(duì)供電干線和滑觸線進(jìn)行選擇的時(shí)候出現(xiàn)偏大的現(xiàn)象，在一定程度上造成了資源的浪費(fèi)，因此我們必須要加強(qiáng)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)策略的研究，本文認(rèn)為應(yīng)該從負(fù)荷計(jì)算、尖峰電流計(jì)算以及滑觸線的選型三個(gè)方面來加強(qiáng)重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)，同時(shí)要注意安裝必要的保護(hù)措施，進(jìn)行人性化的設(shè)計(jì)，保證各個(gè)機(jī)構(gòu)能夠精確調(diào)速，只有這樣才能真正提高重型低壓起重機(jī)組的電氣設(shè)計(jì)的質(zhì)量。