在工礦企業(yè)供電系統(tǒng)中，大部分負(fù)載為功率因數(shù)僅為0.7～0.85的中小型低壓三相異步電動機(jī)，導(dǎo)致供電系統(tǒng)功率因數(shù)較低，使得電源設(shè)備的容量不能夠得到充分利用，增大了輸電線路的損耗。為了降低供電系統(tǒng)的無功消耗，提高供電系統(tǒng)的供電能力與供電質(zhì)量，往往采取對供電線路進(jìn)行集中補(bǔ)償或者同步補(bǔ)償，但是，這只可以解決因企業(yè)外電網(wǎng)供電線路中傳送的無功負(fù)荷所帶來的問題，卻沒有改善企業(yè)內(nèi)部供電線路的功率因數(shù)及線路損耗。

 

    1、低壓異步電動機(jī)就地無功補(bǔ)償?shù)脑?/a>

    由于在電感負(fù)載中產(chǎn)生的滯后無功電流和在電容負(fù)載中產(chǎn)生的超前無功電流能夠進(jìn)行相互補(bǔ)償，因此在電動機(jī)電源終端并聯(lián)一個(gè)適當(dāng)容量的電容器就能使電動機(jī)所需大部分無功電流由并聯(lián)的電容器供給，從而使輸配電線路上的總電流得以減少，線路的損耗得到降低。

 

    從異步電動機(jī)的等效電路中可知，異步電動機(jī)在運(yùn)行時(shí)所需要的無功功率由勵(lì)磁支路所需的無功功率與負(fù)荷支路所需的無功功率兩部分組成。對于異步電動機(jī)主要為勵(lì)磁支路所需的無功功率，當(dāng)負(fù)荷由零到滿載時(shí)，其變化會很小，隨著負(fù)荷的增加會略有下降;但是負(fù)荷支路所需的無功功率會隨負(fù)荷的增加而增加，其值一般也會要比勵(lì)磁支路所需的無功功率要小，通常情況下，異步電動機(jī)容量越小，其相對的比例也就越小。

 

    在電動機(jī)正常工作時(shí)，設(shè)線路輸送的有功功率P為恒定的，視在功率為S1，無功功率為Q1，功率因數(shù)為COSφ。如果對該電動機(jī)的無功功率進(jìn)行就地補(bǔ)償，從而使其視在功率為S2，無功功率為Q2。因此，在就地并聯(lián)安裝了一個(gè)Qc=(Q1-Q2)的無功電容量后，電動機(jī)從電源吸收的無功功率就會由原來的Q1減少到Q2，視在功率S2將會小于S1，從而使得功率因數(shù)得到提高。因此，在無功功率機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償后，就相當(dāng)于減少了線路輸送的視在功率。

 

    2、三相低壓異步電動機(jī)就地無功補(bǔ)償的優(yōu)缺點(diǎn)

 

    其好處：(1)簡單、價(jià)廉。由于只是在電動機(jī)上并聯(lián)一臺合適的專用電容器，而不需外加其它任何保護(hù)裝置，因此便于推廣;(2)在提高低壓電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低線損的同時(shí)，還可以提高供電電網(wǎng)的功率因數(shù)，降低配電網(wǎng)的線損;(3)對于用戶來講，不僅節(jié)約了內(nèi)線損耗，減少了電費(fèi)，還可以避免因功率因數(shù)不合格而罰款;(4)由于補(bǔ)償電容器是隨電動機(jī)投切，因此只要補(bǔ)償?shù)碾娙萜魅萘颗渲眠m當(dāng)，就不會存在無功過補(bǔ)償?shù)默F(xiàn)象，具有較為理想的補(bǔ)償效果。

 

    缺點(diǎn)為：(1)如果電動機(jī)經(jīng)常停用，那么電容器的利用率及經(jīng)濟(jì)效益將會相應(yīng)的降低;(2)因?yàn)槭欠稚惭b，所以對于集中安裝所需的電容量就較大，每千乏的投資也會較大;(3)若補(bǔ)償量選擇過大，可能會使電機(jī)過勵(lì)而損壞;(4)電容器在設(shè)備附近容易受振動的影響。

 

    3、典型的無功補(bǔ)償方式

 

    3.1 集中補(bǔ)償

 

    即在企業(yè)內(nèi)部配電室的0.4kV母線上集中安裝電容器實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償。此種補(bǔ)償方式的優(yōu)點(diǎn)：對于提高企業(yè)內(nèi)部的供電能力，節(jié)約變配電損耗有著積極作用。此外，可提高電源電網(wǎng)的功率因數(shù)。但是，由于企業(yè)內(nèi)部的電動機(jī)大都是通過低壓導(dǎo)線進(jìn)行連接而分散在各個(gè)生產(chǎn)車間，形成了企業(yè)內(nèi)部的輸配電網(wǎng)絡(luò)，所以大量的無功電流仍然會在企業(yè)內(nèi)部的輸配電線路中流動，使得這些無功電流在企業(yè)內(nèi)部所造成的損耗依然不能得到解決為該補(bǔ)償方式的一大缺點(diǎn)。

 

    3.2 隨機(jī)補(bǔ)償

 

    將一個(gè)適當(dāng)容量的電容器并聯(lián)在電動機(jī)的電源終端，通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)進(jìn)行同時(shí)投切。對于起動為Y起動的電動機(jī)，應(yīng)把補(bǔ)償電容器的三個(gè)接線端子與電動機(jī)的D4、D5、D6 三個(gè)端子相連，使得電動機(jī)在Y連接起動的同時(shí)也把三相電容器進(jìn)行短接起來，在起動完畢后，當(dāng)電動機(jī)進(jìn)入連接運(yùn)行時(shí)，電容器和電動機(jī)的繞組并聯(lián)，并投入到正常運(yùn)行。該補(bǔ)償方式具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)電動機(jī)所需的無功電流大部分可由并聯(lián)的電容器供給，使得輸配電線路上的總電流得到減少，降低線路的損耗，減少企業(yè)內(nèi)部的損耗。某些工作人員曾經(jīng)做過一個(gè)測試：一臺11kw電動機(jī)，在同樣的負(fù)荷情況下，電容器安裝前后的工作電流分別是為16A、14A。(2)具有占位小、投資少、配置安裝容易、維護(hù)簡單、事故率低等特點(diǎn)。(3)以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主，可較好的限制電網(wǎng)無功峰荷。

 

    4、應(yīng)注意的問題

 

    (1)要防止高次諧波電流對補(bǔ)償裝置的影響。無功就地補(bǔ)償裝置不適合同可控硅裝置安裝在同一變壓器系統(tǒng)下，這樣可有效的防止可控硅裝置所產(chǎn)生的高次諧波電流對補(bǔ)償裝置的損壞，同時(shí)，還可以防止補(bǔ)償裝置造成高次諧波分量增大，導(dǎo)致波形畸變及供電質(zhì)量惡化。

 

    (2)新裝補(bǔ)償器在投入運(yùn)行前必須作到：電容器應(yīng)接地良好，整體保護(hù)等處于正常狀態(tài);在初運(yùn)行時(shí)，對電容器應(yīng)進(jìn)行3次合閘試驗(yàn)，在拉閘后應(yīng)使其充分放電;此外，應(yīng)檢查三相電流的平衡情況，保證各相電流的相對差值不超過5% 。

 

    (3)對要安裝補(bǔ)償電容器的電動機(jī)，必須不能承受反轉(zhuǎn)或者反接制動。在電動機(jī)仍在繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，并產(chǎn)生相當(dāng)大的反電勢時(shí)，不能夠進(jìn)行再起動，應(yīng)當(dāng)避免電容器、電動機(jī)所產(chǎn)生自激電壓。

 

    (4)電動機(jī)在采用并聯(lián)電容器進(jìn)行就地補(bǔ)償后，應(yīng)當(dāng)按照實(shí)際來降低無功電流值，對于電機(jī)保護(hù)用的熱繼電器或者其它保護(hù)元件，必須重新給予整定。

 

    (5)當(dāng)周圍空氣中存在可燃成分時(shí)，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)的隔爆措施。

 

    5、結(jié)語

 

    低壓電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償是一種簡單、經(jīng)濟(jì)、可靠的無功補(bǔ)償方法，應(yīng)當(dāng)在廣大的鄉(xiāng)鎮(zhèn)和工礦企業(yè)中推廣提高了功率因數(shù)，降低了負(fù)荷電流及低壓電網(wǎng)的線損，使得電動機(jī)端電壓普遍得到提高，提供了供電質(zhì)量與供電能力，設(shè)備導(dǎo)線發(fā)熱現(xiàn)象得到極大改善，從而延長了設(shè)備的使用壽命，消除了事故隱患。

 

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