重型低壓起重機組的電氣設計策略研究

【摘要】在許多鋼鐵企業的車間里有多臺起重機同時進行生產工作，為生產能力和生產效率的提高做出了突出的貢獻，然而起重機是一種非常特殊的用電設備，它與普通的用電設備存在著很大的區別，保證起重機組的用電安全和正常運行，必須要加強起重機組的電氣設計。本文基于此從負荷計算、尖峰電流計算以及滑觸線的選型三個角度對重型低壓起重機組的電氣設計策略進行了研究，并在文章最后對重型低壓起重機組的電氣設計過程中應該注意的其他問題進行了分析說明，期望有助于提高重型低壓起重機組的電氣設計的質量。

【關鍵詞】重型低壓起重機組；電氣設計策略；研究

在大多數鋼鐵企業的生產車間里，比如鑄鐵機車間、原料場車間以及煉鋼車間等，一般都有很多臺起重機進行同時工作，這些起重機在相同的軌道上滑行，而且這些起重機一般都共用相同的供電干線和滑觸線。每一臺起重機的功率都比較大，一般都在300kw以上，對于這種大功率的起重機而言，必須要采用3kv到6kv的電機才能保證起重機安全與穩定的運行，然而目前很多的鋼鐵企業選用的電機是380v的低壓交流電機，在這種情況下，給重型低壓起重機組的電氣設計帶來了一定的壓力和挑戰。另外起重機的電氣設計方法與普通的電氣設計方法存在著很大的區別，而目前較為常用的設計方法是把所有起重機的電機功率求和，然后以求和的結果來作為單臺電機，這樣很容易導致在對供電干線和滑觸線進行選擇的時候出現偏大的現象，在一定程度上造成了資源的浪費，因此我們必須要加強重型低壓起重機組的電氣設計策略的研究，提高重型低壓起重機組的電氣設計的質量。

一、重型低壓起重機組的負荷計算

加強重型低壓起重機組的電氣設計必須要對重型低壓起重機組進行精確的負荷計算。一般情況下，負荷計算的具體方法非常多，常用的負荷計算方法有二項式法、需要系數法和利用系數法三種。在實際的應用過程中，各種設備規定的具體工作條件不完全相同，因此在對重型低壓起重機組的電氣設計進行負荷計算的時候，要將所涉及到的計算換算為統一要求下的功率。如果電機設備是連續工作的，那么電機設備的功率就是額定功率，此時適宜采用二項式法或者需要系數法來進行具體的計算，在計算的過程中一般要進行統一的換算，按照相關的要求換算到持續率為25%時的額定功率。

重型低壓起重機組的各個起重機的電機容量存在著很大的差別，所以本文認為對于重型低壓起重機組的負荷計算適宜采用二項式法。因為一般在同一條干線上存在著多臺的起重機，多以在計算的時候要將所有起重機的電機劃分為同一組，然后再進行相關的計算，而且在計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備可能帶來的影響。重型低壓起重機組負荷的具體計算方法如下所示：

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代表的是額定的負載持續率，FC25代表的時候負載持續率的25%；Pn代表的是起重機組中功率最大的n臺起重機的功率的總和，單位是KW；b和c代表的是二項式的具體的系數；Pis代表的是有功功率；Qis代表的時候無功功率；Sis代表的時候視在功率；Ijs代表的時候計算電流。

二、重型低壓起重機組的尖峰電流計算

尖峰電流的含義是指在短時間內出現的最大負荷電流，一般情況下在用電設備集中啟動或者加沖性的負載情況下會出現尖峰電流。另外，對于低壓配電網絡來說也有可能出現尖峰電流，尖峰電流是低壓配電網絡計算電壓的波動或者電壓的損失的重要依據，通過尖峰電流能夠準確地選擇自動開關的保護元件，確定熔斷器的規格。對于起重機來說，尖峰電流是判斷起重機能否進行正常啟動的依據，通過尖峰電流的計算可以對干線和滑觸線的設計進行科學合理的選型。起重機尖峰電流的計算公式如下所示：

Ijf=Ijs+（K- ）Iemax

其中 代表了所有電動機的額定電流的和，單位是A；Iemax代表了需要最大的啟動電流的電動機的額定電流，單位是A；K代表Iemax所代表的電機的啟動電流的倍數。

三、重型低壓起重機組滑觸線的選型

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

重型低壓起重機組在啟動時會產生一定的尖峰電流，此時干線的電壓會降至△Ug%，其具體的計算公式如下所示：

△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、代表的是電纜的數量。

四、重型低壓起重機組的電氣設計過程中應該注意的其他問題

提高重型低壓起重機組的電氣設計質量，除了要堅持做到以上的精確計算以外還有許多重要的問題值得引起注意。

1、安裝必要的保護措施

為了使起重機得以正常運行，對起重機進行日常的維修和保養是必不可少的重要措施，因此必須要安裝必要的保護措施來保證日常的維修和保養的順利開展。一般情況下，要在起重機的每個欄桿門上安裝一定的安全開關，這樣可以保證起重機在維修時無法啟動，而且在各個機構必須進行一定的限位保護，必要時還需實行雙限位保護，只有這樣才能始終保證安全。

2、進行人性化的設計

在起重機的電氣設計過程中一定要做到人性化，在起重機的司機室中，盡量不設置過多的電器元件，這樣可以使司機的工作空間更加寬敞，同時要注意在起重機的司機室內安裝空調設備，使司機能有一個更好的工作環境。為了使起重機的工作效率得到提高，我們要在起重機的司機室外面設置必要的聲光報警器，這樣可使司機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的起重機的司機室內配備一定的電器柜和照明系統，這樣更加方便司機的工作。

3、保證各個機構能夠精確調速

因為起重機組的工作速度并不是固定不變的，所以在重型低壓起重機組的電氣設計過程中一定要保證各個機構能夠精確調速，只有這樣才能使起重機更加方便快捷地工作。為此在對重型低壓起重機組進行電氣設計時，可以安裝變頻器進行速度調整，同時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得到很好的改善，有利于起重機的安全與穩定，有效提高其工作效率和工作質量。

五、結束語

綜上所述，起重機是重要的操作設備，對于提高生產能力和生產效率發揮著十分重要的作用，然而起重機的電氣設計方法與普通的電氣設計方法存在著很大的區別，而目前較為常用的設計方法是把所有起重機的電機功率求和，然后以求和的結果來作為單臺電機，這樣很容易導致在對供電干線和滑觸線進行選擇的時候出現偏大的現象，在一定程度上造成了資源的浪費，因此我們必須要加強重型低壓起重機組的電氣設計策略的研究，本文認為應該從負荷計算、尖峰電流計算以及滑觸線的選型三個方面來加強重型低壓起重機組的電氣設計，同時要注意安裝必要的保護措施，進行人性化的設計，保證各個機構能夠精確調速，只有這樣才能真正提高重型低壓起重機組的電氣設計的質量。