异步电动机的无功补偿方法
[摘要] 本文对异步电动机就地无功补偿的优缺点及注意事项作简要介绍,着重对电动机无功 就地 补 偿 容 量 的 确 定 进 行系统分析.在实践中有较高参考价值。 [关锐词l 电动机;无功补偿;补偿容量 1 概述
异步 电 动 机实行单机补偿的主要优点是:①减小供电网、配电变压器以及低压配电线路的负荷电 流;②减小配电线路的导线截面和企业配电变压器的容量;③减少配电网的功率损耗和电能损耗;④补 偿点的无功经济当量最大,因而降损效果最好;⑤降低电动机启动时通过配电网的电流,减少交流接触 器的火花,提高控制设备的工作可靠性,并延长被补偿设备和控制设备的使用寿命;⑥使运行电压偏低 处的电动机的运行电压得到改善。 单机 补 偿 的缺点是①若电机经常停用,则电容器的利用率和经济效益相应降低;⑧较集中补偿所需 电容器容量较大,且单位补偿设备的综合投资较大;③电容器装在用电设备附近,可能会受到用电设备 展动等影响;④若补偿容蚤选择不当,可能由于自励磁使电动机损坏。 基于 以 上 理由,单机补偿方法主要适用于年运行时间较长的电动机,同时应和分组补偿与集中补偿 的方法相配合,以取得最佳的技术经济效益。 单机 补 偿 的接线方法,电容器可直接与电动机的引出线端子相接,电容器和电动机之间不需装设任 何开关设备。当电动机从电像断开后,其定子线圈即为电容器的放电电阻,因此,不需专设电容器放电 装置。 2 补偿容量的确定 2.1按 功率 因 数标准计算补偿容量的公式为 Qc=PEeW8(tgp,一tg,2)(*二,
Qc=PW8(tgp,一tg,2)(*二,) 丫 (1) 式中 ,Q c 为所孺的补偿容里(kvar);P e ,R与 ,分别为电动机铭牌额定功率(KW),负载率以及效率。 例1 一台 JZR63-10电动机领定功率P,= 6 5kW,平均负荷率0=92.3%,平均效率,?= 88.1%, 额定电压U,= 3 80V,额定电流1,= 133A,空载电流la= 7 3.8A ,额定功率因数为0.77,实测功率因数为 0.75。若要求补偿后的功率因数达到0.90,试确定补偿容量。 解 按 式 (1)可求得所需补偿容量为 1一, 。_p.Rr _ ._、_PIP;l1 We 一石、咭甲且一199+2, 一石一l ,/ ___z二丁一i一 乍 l, 甲LU。望1 ‘口S p2 ·收稿日期;2002一10一20 作奋 简介:攀庆裸(19“一》。jy.谭洲招育供t公;l 行那i9l+tlt,s +84Fa ·62 · 万方数据 班庆禄异步电动机的无功补偿方法 65 x 0.923 一0.881 0_.175:一1-了俞一,,二27(kvar) 选用 2 7kv ar电容器,补偿电容电流Ic= 2 7/万x0.38)=4 1(A ),与空载电流Io= 73.8( A)相比相 差很大。 这个 例 子 说明,对空载电流大的电动机,即气隙大的起重冶金型电动机,如NU,JZ,JZR系列电动 机,若按功率因数标准进行补偿,不能满足无功就地补偿的要求。 2.2按电动机空载电流计算补偿容f 按补 偿 电 动机空载电流计算补偿容量,可以防止切断电源后,电容器放电供给电动机以励磁而产生 的过电压问题,其补偿容量的计算公式为 Q。 二万 U Io (k var ) ( 2 ) 式中 , U, 为电动机定子额定电压(kV);l o为电动机的空载电流(A), 电动 机 的 铭牌或有关手册中一般都不提供电动机的空载电流,可由实恻方法确定,也可以按如下的 经验公式计算.其表达式为 Io = I,c osT ,(2 .2 6 一K co sp, )( A ) (3 ) 式中 。 I.为 电动机定子额定电流(A);c os y,为电动机额定功率因数,K为计算系数,当cosh,< 0.85 时,K二2.1;当cos",> 0.85时,K二2.15 电动 机 空 载电流k还可以控照瑞典通用电气公司推荐的估算方法求得,估算公式为 Io = 27, (1 一 cosos lq外, )( A) ( 4) 式中 I C OSH.分别为电动机的定子额定电流(A)和额定功率因数。 例 2 电 动机的技术参数如例1,试按补偿空载电流的方法确定补偿容量。 解 按 式 (2)可以得补偿容童Qc为 q =万 U ,lo=万x0 .38x 7 3.8=48.5(kvar) 可选 择 补 偿容量Qc=48--50(kvar), 2.3 水泵类负荷电动机无功补偿容t的确定 根据 大 量 实践证明,对于所带轴负荷能产生大的反向制动的电动机,如农用水泵类电动机、水泥行 业的球磨机电动机等,可按下式选择补偿容量q: ,F3U , I. < Q, < ,F 3U , I,s in。 二 fU ,I, 万 - co sz(p,(kvar) (,) 式中 , U 10 ,I ,, 与COSY.分别为电动机的额定电压(kV),空载电流(A),定子额定电流和额定功率 因数。 按式 ( 5) 确定泵类负荷电动机补偿容量,当电源切断后,不会发生过激而产生过电压的原因有两方 面: (1) 对 子农 村排灌用电动机来讲,尤其是平川大量探井和潜水泵,当电动机在带有水泵机械负荷的 情况下,电源切断时,由于所带轴负荷的反向制动,电动机转速将急剧下降。水泥厂的球磨电动机与水 泵电动机机械负荷相似。 (2) BS M I型自愈式并联电容器,即金属氧化膜并联电容器,内部装放电电阻,当电容器从电源上断 开后。即能进行放电,在1秒钟内端子上的残压降至50V以下。 例 3 用 公式(5)对例l进行补偿容量的计算。 解 按 式 (5)可以得到补偿容量QC为 · 63 · 万方数据 安徽电力职工大学学报第八卷第一期 Q。=54 u,r,sing,,=万u,r, J1 ros 甲. =f x0.38x 133x ./1一0.772=55.85(kvar) 选用 55k var电容器,实际补偿电流为83.5A,大于空载电流73.8A, 2.4 单机补偿容f的估算法 日本 《 电气 计算》杂志1980年第11期提供的单机补偿容量的经验计算公式为 Q。 一( 1一 今 )P, (kv ar) 气‘ 、 2 4 一 ,、 - -一 式中 , P, 为电动机的额定功率(KW). 按式 ( 6) 选择补偿容量时应住意以下三点: (1) 电 动 机容量大的选择下限,容量小的选择上限; (2) 配 电 电压高的电动机选择上限; (3) 对 于 375KW 以上的电动机,补偿容量的选择应满足下式 (6) Q,<告尸,(*二· (7) 按上 述 要 求选择补偿容量可以防止异步电动机自励磁。 2.5 水泥厂球.机及起,冶全型电动机补偿容f的确定 对于 8 极 水泥厂球磨机电动机补偿容量的经验计算公式为 Q, = 0 .6P , (kv ar ) ( 8) 式中 , P, 为电动机的额定功率(kW) 对于 10 极冶金型电动机补偿容量的经验计算公式为 Q。 = 0 .75 几 (9 ) 式中 . .P 为电动机的额定功率(KW), 综上 所 述 ,作者认为在一般情况下单机补偿容量可按式(2)选配,在一些特殊情况下可按式(5)选 配,而不会发生自激过电压现象。 3 异步电动机就地补偿袭里应注愈的问题 在改 装 、 设计、使用就地补偿装置时必须注意:电动机不得承受反转或反接制动;不得反复开、停、点 动或堵转;电动机仍在继续运转并产生相当大的反电势时不应再启动;不应装电容器用于吊车、电梯电 动机,或存在负载驱电动机、多速电动机的场合;应避免使用Y一△ 接线开路转换的减压启动器,因为 在上述种种情况下,电容器和电动机可能引起自激电压或峰值瞬变电流而被损坏。在用开路转换进行 变压或变速的场合下,应将电容器接在接触器的线路侧,或电容器采用与电动机启动器联锁的接触器来 转换。 [资 任 编 辑 :张 惠 忠 〕 |
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