淺析電動機無功功率就地補償

趙云明

摘 要：加強對三項異步電動機的運行管理，提高運行功率因數(shù)和綜合效率，減少線路損耗勢在必行。電動機無功功率就地補償對變配電系統(tǒng)的節(jié)約變配電損耗都有積極作用，有效地減少了配電線路的功率損耗。

關鍵詞：無功功率 ； 就地補償； 電容器； 電動機

1、電動機就地補償容量的選擇

電動機就地補償容量的選擇，一般應以空載時補償其功率因數(shù)至1為宜，不能以負荷情況計算。因為以空載情況補償，則滿載時仍為滯后。若以負荷情況補償至cos=1，空載（或輕載）時勢必過補償（即功率因數(shù)超前）。過補償?shù)碾妱訖C在切斷電源后，由于電容器之放電供給電動機以勵磁，能使仍在旋轉的電動機成為感應發(fā)電機，而使電壓超出額定電壓好多倍，對電動機的絕緣和電容器的絕緣都不利，因此，感應電動機就地補償?shù)碾娙萜魅萘靠捎上率酱_定：

QC≤1.732UNI0

式中：QC—就地補償電容器的三相總容量，kvar；

UN—電動機的額定電壓，kV；

I0—電動機的空載電流，A。

2.壓電網(wǎng)無功補償經濟效益分析

電網(wǎng)實現(xiàn)無功補償后，不僅降低配變用電設備的損耗，而且使高低壓配電電流減少，導致線損率的降低，同時主變銅損及上一級輸電線路的導線損失降低。

2.1節(jié)省企業(yè)電費開支

提高功率因數(shù)對企業(yè)的直接經濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發(fā)，對不同企業(yè)的功率因數(shù)規(guī)定了要求達到的不同數(shù)值，低于規(guī)定的數(shù)值，需要多收電費，高于規(guī)定數(shù)值，可相應地減少電費。可見，提高功率因數(shù)對企業(yè)有著重要的經濟意義。

2.2提高設備的利用率

對于原有供電設備來講，在同樣有功功率下，因功率因數(shù)的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經過的變壓器、開關和導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要；如果原網(wǎng)絡已趨于過載，由于功率因數(shù)的提高，輸送無功電流的減少，使系統(tǒng)不致于過載運行，從而發(fā)揮原有設備的潛力；對尚處于設計階段的新建企業(yè)來說則能降低設備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數(shù)可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。

2.3降低系統(tǒng)的能耗

作業(yè)區(qū)現(xiàn)有工頻運行的抽油機井85口，大多數(shù)為37KW或45KW的三相交流異步電動機，所采用的無功補償方式為電動機并聯(lián)12var或16Kvar的自愈式電容器組。當電動機投入相應的電容器組時，電動機的功率因數(shù)能達到0.90以上，基本達到電力部門對低壓系統(tǒng)力率的要求。但是由于各種原因，現(xiàn)作業(yè)區(qū)損壞和控制系統(tǒng)故障的電容器組有19組，將這19組故障的電容器組經過從新布線和元器件更換已全部恢復運行。年節(jié)約電網(wǎng)損耗電量W節(jié)=IQ2RT=（256*1.5）2*0.0175*100/50/1000*3*24*345+（256*1.5/25）2*0.0283*15000/90/1000*3*24*345=155840KW.h，由于加裝電容器組，減少單井變壓器容量100-63=37KVA兩臺，年節(jié)約容量費W4=37*2*18.85=16739（元）

2.4改善電壓質量。

以線路末端只有一個集中負荷為例，假設線路電阻和電抗為R、X，有功和無功為P、Q，則電壓損失ΔU為：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV） 兩部分損失：PR/ Ue→輸送有功負荷P產生的；QX/Ue→輸送無功負荷Q產生的；

配電線路：X=（2～4）R，△U大部分為輸送無功負荷Q產生的

變壓器：X=（5～10）R QX/Ue=（5～10） PR/ Ue 變壓器△U幾乎全為輸送無功負荷Q產生的

以看出，若減少無功功率Q，則有利于線路末端電壓的穩(wěn)定，有利于大電動機的起動。因此，無功補償能改善電壓質量（一般電壓穩(wěn)定不宜超過3%）。但是如果只追求改善電壓質量來裝設電容器是很不經濟的，對于無功補償應用的主要目的是改善功率因數(shù)，減少線損，調壓只是一個輔助作用。

2.5三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數(shù)的提高，從而增加了變壓器的容量

計算公式如下：

△S=P/ COSφ1×[（ COSφ 2/ COSφ1）-1]

如一臺額定功率為155KW水泵的電機，補前功率因數(shù)為0.857，補償后功率因數(shù)為0.967，根據(jù)上面公式計算其增容量為：

（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA

電容器的就地無功補償技術對單位的作用積極如文所述，我們在日常的工作中要注意巡視檢查電容器組的運行情況，對于失效、損壞及控制電路故障的電容器要及時恢復其運行狀態(tài)，確保電容補償技術經濟、合理、安全可靠，達到節(jié)約電能的目的。