多大功率电动机能直接启动？
实际工作当中经常遇到同行问类似问题，30kW电动机能直接启动吗？多大功率以上电动机不能直接启动？或者说多大以下可以直接启动？
下面主要在压降影响层面探讨如何这个问题，同时兼顾其他因素影响。
以最常见的笼型电动机为例，全压启动是最简单、最经济、最可靠的启动方式，只要符合规定的条件，就应采用。主要考虑两个条件，配电母线压降和额定容量在变压器的占比。别无其它条件，某些教材、手册和设计院的经验值规定实为画蛇添足。诸如电动机额定容量超变压器容量3%和多少千瓦以上不能直接启动的说法恐不够严谨！
30kW电动机能直接启动吗？如果是30kVA的杆变，显然不能，如果是大厦中2500kVA的干变，显然可以。如果是630kVA的箱变，行不行？如何判断？
知识储备一：50055的2.2.2 交流电动机起动时，配电母线上的电压应符合下列规定：
配电母线上接有照明或其他对电压波动较敏感的负荷，电动机频繁起动时，不宜低于额定电压的90％；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85％。
配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，不应低于额定电压的80％。
配电母线上未接其他用电设备时，可按保证电动机起动转矩的条件决定；对于低压电动机，尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
知识储备二：常见机械所需的启动转矩为额定转矩的12%-150%的大范围变化，相应的笼型电动机端子电压约为35%-120%。
知识储备三：从过去30kVA的杆变，到小区630kVA的箱变，直到大厦中2500kVA的干变，相差近百倍！
知识储备四：计算公式，电动机启动时母线压降百分数=变压器短路阻抗百分值*（启动电流+启动时刻变压器已有负荷电流）/变压器额定电流
知识储备五：一般变压器负载率不宜超85%,按最不利情况，考虑变压器正常负载率在80%-85%，当电动机额定容量不超变压器额定容量2%时，也就是启动容量不超变压器额定容量的15%的情况下，变压器低压侧电压仍然略高于380V，计算中可按380V计算，结果偏保守。当电动机启动容量占比与负载率之和超过100%时，需要考虑变压器本身的压降。
现在变压器容量一般较大，所以不超变压器额定容量30%一般不用校验，也非常容易校验。因此主要需要考虑的是电动机回路的压降不影响其他负荷，在上级配电箱处的压降才对其它负荷有影响。核心在于电动机7倍（一般启动倍数最大7倍左右，按最不利的7倍考虑）容量对电网电压影响满足要求就能直接启动。
实例一（基本条件：变压器1000kVA，Uk=6%，变压器负载率75%）：
启动电流按7倍，不频繁启动，母线不低于标称85%，基本原理是欧姆定律，天正软件或手动计算都不难，此处不详述。例如电动机30kW，直接启动按7倍考虑，低压配电室动力箱计算负荷150kW，从变压器到动力箱按200米，电缆3*185+2*95，正常运行按150kW计算，到动力箱压降为3.7%。动力箱到电动机100米，电缆3*35+2*16，正常运行时动力箱到电动机压降为1.4%。启动时，变压器到动力箱压降为8.1%，动力箱到电动机压降为9.8%。本例直接启动对配电系统的影响是动力箱所带负荷在启动过程中比正常运行电压暂降（8.1%-3.7%=4.4%）4.4%，启动时动力箱处电压为标称电压的（100%-8.1%=91.9%）91.9%，电动机端电压为标称电压0.38kV的82.1%（100%-8.1%-9.8%=82.1%），满足直接启动要求。
总结表格（按上面实例的条件，只是供电距离作为变量）：
正常运行状态 干线压降 配电母线电压百分值 支线压降 电动机端电压百分值
100米 1.85% 98.15% 1.40% 96.75%
200米 3.70% 96.30% 2.80% 93.50%
300米 5.55% 94.45% 4.20% 90.25%
400米 7.40% 92.60% 5.60% 87.00%
500米 9.25% 90.75% 7.00% 83.75%
600米 11.10% 88.90% 8.40% 80.50%
700米 12.95% 87.05% 9.80% 77.25%
800米 14.80% 85.20% 11.20% 74.00%
900米 16.65% 83.35% 12.60% 70.75%
启动状态
100米 4.05% 95.95% 9.80% 86.15%
200米 8.10% 91.90% 19.60% 72.30%
300米 12.15% 87.85% 29.40% 58.45%
400米 16.20% 83.80% 39.20% 44.60%
500米 20.25% 79.75%
600米 24.30% 75.70%
700米 28.35% 71.65%
800米 32.40% 67.60%
900米 36.45% 63.55%
一般情况推导：
正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值电动机不宜超±5％额定电压，不应超±7％额定电压。按上表正常运行状态干线和支线各200米，末端93.5%，满足要求。启动状态下干线末端（动力箱处）电压为标称电压的91.9%＞85%，电动机端电压为标称电压的72.3%＞35%，满足要求。
按启动状态考虑，由上表可知，只要干线和支线长度均不超300米，即可满足启动是母线电压不低于标称的85%（87.85%＞85%），电动机端电压不低于标称的35%（58.45%＞35%）。当然实际设计中，尽量不要卡在临界值，供电距离过长也不合理。（供电半径不宜超250米，有时候300-400米也比较常见）
变压器到低压配电室干线300米，低压配电室到电动机支线300米，在常见建筑电气中算距离非常远的了，这样30kW电动机直接启动都能满足压降要求。一般距离和功率均比这个小，所以都可以满足要求。这就是一些设计院经验值的由来，如电动机不超变压器容量的3%可以直接启动，或者按启动倍数为7推导出来一般也是3%左右，因为这个值可以满足供电距离五六百米的直接启动要求，所以当供电距离较近，或电动机与变压器低压母线直接相连时，这个值过于保守，并不合理。
由本节表格不难推导，当电动机功率为55kW时，供电距离干线和支线都在100米内的话，按知识储备四的公式考虑变压器的压降7%，再加干线压降8%，支线压降20%，动力箱处电压百分值为（105%-7%-8%=90%）90%满足直接启动压降要求，电动机端电压（105%-7%-8%-20%=70%）70%满足直接启动要求。
当电动机直接与变压器母线连接时，直接按知识储备四的公式计算。以本例基本条件：变压器1000kVA，Uk=6%，变压器负载率75%来计算可以直接启动的最大功率，按启动倍数7考虑(本处电动机额定功率用P表示，电动机功率因数一般为0.75-0.8左右，额定电流非常接近2P，变压器额定电流非常接近容量的1.5倍，实际计算时按实际情况，本处仅为推导用，不影响推导结果)。
105%-6%*（P*2*7+1000*1.5*75%）/（1.5*1000）＞85%
计算得出P＜259kW（按电动机最大值启动后变压器正常工作负载率已经高于100%，此处仅为压降计算示例），根据启动时端电压不能低压35%，也就是说线路压降不超（85%-35%=50%）50%来确定供电距离。
当上述示例电动机启动前变压器负载率为50%（300kW电动机启动后，负载率约为85%）时
105%-6%*（P*2*7+1000*1.5*50%）/（1.5*1000）＞85%
计算得出P＜304kW（按电动机最大值启动后变压器负载率约为84%）。由此可以看出当正常运行时变压器负载率不大于85%（规范要求变压器负载率不宜高于85%，所以一般是不高于85%，一般宜75%-85%，不应低于60%）时，电动机直接与变压器母线连接的额定容量不超变压器容量30%的，一般可以直接启动。（本例只是一般原理推导和计算，在工程应用中近似估算可以直接引用30%这个结果。例如占变压器容量20%的电动机与变电所低压母线直接相连时，无需计算，可以直接确定可以直接启动。当需准确计算或卡在30%的边缘时应注意变压器本身参数差异，应按实际参数和上述公式计算）
下表引自传三：
当变压器空载，也就是说电动机有专用变压器时，负载率带入0，只需要考虑电动机端电压不低于35%。
105%-6%*（P*2*7）/（1.5*1000）＞35%（欢迎加入电气设计学习交流群，群号：524732530，进群禁止打广告，谢谢。）
如果供电距离非常近，可忽略线路压降，只考虑变压器压降计算得出P＜1250kW。所以变压器-电动机组是不需要校验压降的，只需要考虑最大电流。电动机专用变压器情况下，只要电动机容量不超变压器容量即可，经常启动或重载启动时，变压器容量应比电动机容量大15%-30%。详见配三第六章第四节内容。
注意本节知识储备一，以上是按电动机启动时配电母线电压不宜低于额定电压的85％，80%和90%的情况，读者可自行按上述方法计算。另外本节的数据也是有一定前提条件的，切忌生搬硬套，应活学活用。
笔者接触的图纸，很多18.5kW和22kW电动机不分供电距离，不看变压器容量，一律按超过15kW（有的设计院是以30kW为界限，各个设计院界限不同，这种内部规定节省了时间和精力，提高了效率。但牺牲了一定设计质量，有一些情况下未必合理，甚至错误！）不能直接启动考虑，增加造价的同时，降低了可靠性，非常不合理！非常可惜！谁说37kW不能直接启动？！！谁说55kW不能直接启动？！！（都应该结合实际去考虑，甲方和设计都应重点关注）
注意本节以上仅为某种条件下的近似推导，而且忽略了启动时的功率因数变化的影响，实际电动机启动时功率因数比正常运行时低，因此不能随意引用以上计算结论，仅做某种分析，理解用（详细计算可按配电手册第六章）。另外以上分析主要是针对变压器容量、电动机额定容量、启动容量之间的关系和压降的情况。实际当中还需考虑，较大电动机直接启动可能出现一些未知的影响，如较大电动机的一些控制可能对电压比较敏感，较小容量电动机可能因为直接启动导致需要选择长延时较大的开关，这样可能导致导线截面增大或灵敏度难满足。一定条件下，如变压器-电动机组，只需要变压器容量大于电动机容量即可满足直接启动和正常运行的需要，当经常启动或重载启动时，变压器容量需要比电动机容量大15%-30%。另一方面需要注意，30kW或更低不代表肯定满足直接启动的条件。例如变压器极小，30kVA，如果还带了其他负载，那么22kW不能直接启动也是很正常的事情。即使变压器不小，是2000kVA，但线路较远，直接启动压降太大，也可能导致无法直接启动。同时需要注意，变压器不同，性能不同，过载能力不同（过载时间和倍数都不同），电动机不同，启动曲线（启动倍数和启动时间）不同，都有影响，所以不能单纯而绝对的下结论，需要基本原理结合变压器和电动机的实际参数。需要综合考虑，不能单纯说多大能直接启动，多远能直接启动。另外当有条件时，大功率电动机应尽量靠近变压器。
实际工作当中经常遇到同行问类似问题，30kW电动机能直接启动吗？多大功率以上电动机不能直接启动？或者说多大以下可以直接启动？
下面主要在压降影响层面探讨如何这个问题，同时兼顾其他因素影响。
以最常见的笼型电动机为例，全压启动是最简单、最经济、最可靠的启动方式，只要符合规定的条件，就应采用。主要考虑两个条件，配电母线压降和额定容量在变压器的占比。别无其它条件，某些教材、手册和设计院的经验值规定实为画蛇添足。诸如电动机额定容量超变压器容量3%和多少千瓦以上不能直接启动的说法恐不够严谨！
30kW电动机能直接启动吗？如果是30kVA的杆变，显然不能，如果是大厦中2500kVA的干变，显然可以。如果是630kVA的箱变，行不行？如何判断？
知识储备一：50055的2.2.2 交流电动机起动时，配电母线上的电压应符合下列规定：
配电母线上接有照明或其他对电压波动较敏感的负荷，电动机频繁起动时，不宜低于额定电压的90％；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85％。
配电母线上未接照明或其他对电压波动较敏感的负荷，不应低于额定电压的80％。
配电母线上未接其他用电设备时，可按保证电动机起动转矩的条件决定；对于低压电动机，尚应保证接触器线圈的电压不低于释放电压。
知识储备二：常见机械所需的启动转矩为额定转矩的12%-150%的大范围变化，相应的笼型电动机端子电压约为35%-120%。
知识储备三：从过去30kVA的杆变，到小区630kVA的箱变，直到大厦中2500kVA的干变，相差近百倍！
知识储备四：计算公式，电动机启动时母线压降百分数=变压器短路阻抗百分值*（启动电流+启动时刻变压器已有负荷电流）/变压器额定电流
知识储备五：一般变压器负载率不宜超85%,按最不利情况，考虑变压器正常负载率在80%-85%，当电动机额定容量不超变压器额定容量2%时，也就是启动容量不超变压器额定容量的15%的情况下，变压器低压侧电压仍然略高于380V，计算中可按380V计算，结果偏保守。当电动机启动容量占比与负载率之和超过100%时，需要考虑变压器本身的压降。
现在变压器容量一般较大，所以不超变压器额定容量30%一般不用校验，也非常容易校验。因此主要需要考虑的是电动机回路的压降不影响其他负荷，在上级配电箱处的压降才对其它负荷有影响。核心在于电动机7倍（一般启动倍数最大7倍左右，按最不利的7倍考虑）容量对电网电压影响满足要求就能直接启动。
实例一（基本条件：变压器1000kVA，Uk=6%，变压器负载率75%）：
启动电流按7倍，不频繁启动，母线不低于标称85%，基本原理是欧姆定律，天正软件或手动计算都不难，此处不详述。例如电动机30kW，直接启动按7倍考虑，低压配电室动力箱计算负荷150kW，从变压器到动力箱按200米，电缆3*185+2*95，正常运行按150kW计算，到动力箱压降为3.7%。动力箱到电动机100米，电缆3*35+2*16，正常运行时动力箱到电动机压降为1.4%。启动时，变压器到动力箱压降为8.1%，动力箱到电动机压降为9.8%。本例直接启动对配电系统的影响是动力箱所带负荷在启动过程中比正常运行电压暂降（8.1%-3.7%=4.4%）4.4%，启动时动力箱处电压为标称电压的（100%-8.1%=91.9%）91.9%，电动机端电压为标称电压0.38kV的82.1%（100%-8.1%-9.8%=82.1%），满足直接启动要求。
总结表格（按上面实例的条件，只是供电距离作为变量）：
正常运行状态 干线压降 配电母线电压百分值 支线压降 电动机端电压百分值
100米 1.85% 98.15% 1.40% 96.75%
200米 3.70% 96.30% 2.80% 93.50%
300米 5.55% 94.45% 4.20% 90.25%
400米 7.40% 92.60% 5.60% 87.00%
500米 9.25% 90.75% 7.00% 83.75%
600米 11.10% 88.90% 8.40% 80.50%
700米 12.95% 87.05% 9.80% 77.25%
800米 14.80% 85.20% 11.20% 74.00%
900米 16.65% 83.35% 12.60% 70.75%
启动状态
100米 4.05% 95.95% 9.80% 86.15%
200米 8.10% 91.90% 19.60% 72.30%
300米 12.15% 87.85% 29.40% 58.45%
400米 16.20% 83.80% 39.20% 44.60%
500米 20.25% 79.75%
600米 24.30% 75.70%
700米 28.35% 71.65%
800米 32.40% 67.60%
900米 36.45% 63.55%
一般情况推导：
正常运行情况下，用电设备端子处电压偏差允许值电动机不宜超±5％额定电压，不应超±7％额定电压。按上表正常运行状态干线和支线各200米，末端93.5%，满足要求。启动状态下干线末端（动力箱处）电压为标称电压的91.9%＞85%，电动机端电压为标称电压的72.3%＞35%，满足要求。
按启动状态考虑，由上表可知，只要干线和支线长度均不超300米，即可满足启动是母线电压不低于标称的85%（87.85%＞85%），电动机端电压不低于标称的35%（58.45%＞35%）。当然实际设计中，尽量不要卡在临界值，供电距离过长也不合理。（供电半径不宜超250米，有时候300-400米也比较常见）
变压器到低压配电室干线300米，低压配电室到电动机支线300米，在常见建筑电气中算距离非常远的了，这样30kW电动机直接启动都能满足压降要求。一般距离和功率均比这个小，所以都可以满足要求。这就是一些设计院经验值的由来，如电动机不超变压器容量的3%可以直接启动，或者按启动倍数为7推导出来一般也是3%左右，因为这个值可以满足供电距离五六百米的直接启动要求，所以当供电距离较近，或电动机与变压器低压母线直接相连时，这个值过于保守，并不合理。
由本节表格不难推导，当电动机功率为55kW时，供电距离干线和支线都在100米内的话，按知识储备四的公式考虑变压器的压降7%，再加干线压降8%，支线压降20%，动力箱处电压百分值为（105%-7%-8%=90%）90%满足直接启动压降要求，电动机端电压（105%-7%-8%-20%=70%）70%满足直接启动要求。
当电动机直接与变压器母线连接时，直接按知识储备四的公式计算。以本例基本条件：变压器1000kVA，Uk=6%，变压器负载率75%来计算可以直接启动的最大功率，按启动倍数7考虑(本处电动机额定功率用P表示，电动机功率因数一般为0.75-0.8左右，额定电流非常接近2P，变压器额定电流非常接近容量的1.5倍，实际计算时按实际情况，本处仅为推导用，不影响推导结果)。
105%-6%*（P*2*7+1000*1.5*75%）/（1.5*1000）＞85%
计算得出P＜259kW（按电动机最大值启动后变压器正常工作负载率已经高于100%，此处仅为压降计算示例），根据启动时端电压不能低压35%，也就是说线路压降不超（85%-35%=50%）50%来确定供电距离。
当上述示例电动机启动前变压器负载率为50%（300kW电动机启动后，负载率约为85%）时
105%-6%*（P*2*7+1000*1.5*50%）/（1.5*1000）＞85%
计算得出P＜304kW（按电动机最大值启动后变压器负载率约为84%）。由此可以看出当正常运行时变压器负载率不大于85%（规范要求变压器负载率不宜高于85%，所以一般是不高于85%，一般宜75%-85%，不应低于60%）时，电动机直接与变压器母线连接的额定容量不超变压器容量30%的，一般可以直接启动。（本例只是一般原理推导和计算，在工程应用中近似估算可以直接引用30%这个结果。例如占变压器容量20%的电动机与变电所低压母线直接相连时，无需计算，可以直接确定可以直接启动。当需准确计算或卡在30%的边缘时应注意变压器本身参数差异，应按实际参数和上述公式计算）
下表引自传三：
当变压器空载，也就是说电动机有专用变压器时，负载率带入0，只需要考虑电动机端电压不低于35%。
105%-6%*（P*2*7）/（1.5*1000）＞35%（欢迎加入电气设计学习交流群，群号：524732530，进群禁止打广告，谢谢。）
如果供电距离非常近，可忽略线路压降，只考虑变压器压降计算得出P＜1250kW。所以变压器-电动机组是不需要校验压降的，只需要考虑最大电流。电动机专用变压器情况下，只要电动机容量不超变压器容量即可，经常启动或重载启动时，变压器容量应比电动机容量大15%-30%。详见配三第六章第四节内容。
注意本节知识储备一，以上是按电动机启动时配电母线电压不宜低于额定电压的85％，80%和90%的情况，读者可自行按上述方法计算。另外本节的数据也是有一定前提条件的，切忌生搬硬套，应活学活用。
笔者接触的图纸，很多18.5kW和22kW电动机不分供电距离，不看变压器容量，一律按超过15kW（有的设计院是以30kW为界限，各个设计院界限不同，这种内部规定节省了时间和精力，提高了效率。但牺牲了一定设计质量，有一些情况下未必合理，甚至错误！）不能直接启动考虑，增加造价的同时，降低了可靠性，非常不合理！非常可惜！谁说37kW不能直接启动？！！谁说55kW不能直接启动？！！（都应该结合实际去考虑，甲方和设计都应重点关注）
注意本节以上仅为某种条件下的近似推导，而且忽略了启动时的功率因数变化的影响，实际电动机启动时功率因数比正常运行时低，因此不能随意引用以上计算结论，仅做某种分析，理解用（详细计算可按配电手册第六章）。另外以上分析主要是针对变压器容量、电动机额定容量、启动容量之间的关系和压降的情况。实际当中还需考虑，较大电动机直接启动可能出现一些未知的影响，如较大电动机的一些控制可能对电压比较敏感，较小容量电动机可能因为直接启动导致需要选择长延时较大的开关，这样可能导致导线截面增大或灵敏度难满足。一定条件下，如变压器-电动机组，只需要变压器容量大于电动机容量即可满足直接启动和正常运行的需要，当经常启动或重载启动时，变压器容量需要比电动机容量大15%-30%。另一方面需要注意，30kW或更低不代表肯定满足直接启动的条件。例如变压器极小，30kVA，如果还带了其他负载，那么22kW不能直接启动也是很正常的事情。即使变压器不小，是2000kVA，但线路较远，直接启动压降太大，也可能导致无法直接启动。同时需要注意，变压器不同，性能不同，过载能力不同（过载时间和倍数都不同），电动机不同，启动曲线（启动倍数和启动时间）不同，都有影响，所以不能单纯而绝对的下结论，需要基本原理结合变压器和电动机的实际参数。需要综合考虑，不能单纯说多大能直接启动，多远能直接启动。另外当有条件时，大功率电动机应尽量靠近变压器。
