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    新闻动态

    高压电动机无功就地补偿装置节能应用

    2016/10/11 16:01:20

    1.前言


      电动机无功就地补偿是一项重要的节能措施,低压异步电动机的就地补偿技术以三机一泵(风机乐鱼app官网、空气压缩机、球磨机和水泵)为重点乐鱼app官网,在我国已较为广泛地推广应用,并取得良好节能效果和经济效益乐鱼app官网乐鱼app官网,是实施国家标准GB/T12497-1990《三相异步电动机经济运行》乐鱼app官网,推动节能工作的一项重要措施乐鱼app官网乐鱼app官网。高压电动机的额定容量较大乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,年运行小时数较多,如实施无功就地补偿乐鱼app官网,则节能效果更为显著乐鱼app官网,但就国内目前情况来看乐鱼app官网,还处于刚起步阶段乐鱼app官网,方兴未艾乐鱼app官网。为此乐鱼app官网乐鱼app官网,对高压异步电动机的无功功率就地补偿问题进行一次调研分析和研究乐鱼app官网,实属十分必要乐鱼app官网。这项新技术的进一步推广应用,必将获得显著的经济效益。


    2.应用状况量化分析


      国家标准GB/T12497-1990《三相异步电动机经济运行》第5.1条对电动机乐鱼app官网,额定电压的选择规定:单台容量在200KW以下时乐鱼app官网,选用低压异步电动机乐鱼app官网乐鱼app官网;容量在200~355KW之间乐鱼app官网乐鱼app官网,如条件许可,宜选用高压异步电动机;容量在355KW以上时必需选用高压异步电动机乐鱼app官网乐鱼app官网。高压异步电动机价格高乐鱼app官网乐鱼app官网,控制设备昂贵乐鱼app官网乐鱼app官网,但效率和功率因数较高乐鱼app官网,低压异步电动机及控制设备的价格便宜乐鱼app官网乐鱼app官网,但损耗较大乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,电能利用率低乐鱼app官网。国产Y系列6KV三相异步电动机的容量为220~2000KW乐鱼app官网乐鱼app官网,因此TBBGO高压就地补偿装置亦在上述范围内相应加以考虑。
    为了从实际出发进行量化分析乐鱼app官网乐鱼app官网,厦门冠欧电气有限公司调查了现场中实际使用的229组TBBGO高压无功就地补偿装置,其结果量化分析如下:高压电机无功补偿
    (1)229组TBBGO高压就地补偿装置中6KV电压等级的80组占35%,10KW电压等级的149组占65%乐鱼app官网乐鱼app官网。
    (2)按使用TBBGO高压就地补偿装置的行业分:用于自来水公司及引水工程泵站154组占67%乐鱼app官网,水泥企业25组占11%乐鱼app官网乐鱼app官网,钢铁企业11组占5%,造纸企业5组占2%乐鱼app官网,化工企业4组占1.7%乐鱼app官网,采矿企业3组占1.3%,其它27组占12%乐鱼app官网。
    (3)按TBBGO高压就地补偿装置的单组容量分:75~700KVAR的226组乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,其中以100乐鱼app官网、150乐鱼app官网、200乐鱼app官网、250乐鱼app官网、300KVAR五个容量等级使用最为广泛乐鱼app官网乐鱼app官网,共占总共229组的72.6%乐鱼app官网。非标的大容量组3组乐鱼app官网,其中:1200KVAR的一组乐鱼app官网乐鱼app官网,1400KVAR的2组乐鱼app官网。各不同单组容量的组数及所占比例乐鱼app官网乐鱼app官网。


    3.电气接线和结构特点


      用于无功就地补偿的TBBGO高压并联电容器装置的结构十分简单乐鱼app官网,为了节约柜体的空间乐鱼app官网,尽量选用带内部放电电阻的三相并联电容器乐鱼app官网,由于补偿装置与电动机绕组直接相连接乐鱼app官网,以电动机绕组作为切断后的放电装置乐鱼app官网,不需另行附装放电线圈乐鱼app官网。用户可根据装设地点的条件,选择所需的配套设备乐鱼app官网乐鱼app官网。在被调查的229组补偿装置中,有84组带1%~13%的串联电抗器L乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,占总组数的36.7%乐鱼app官网乐鱼app官网。小容量的干式电抗器可装于补偿箱内,油浸式串联电抗器则装于箱外。附装氧化锌避雷器的补偿装置有71组乐鱼app官网,占总组数的31%乐鱼app官网。附装电流互感器和电流表的补偿装置有87组乐鱼app官网乐鱼app官网,占总组数的38%。

      TBBGO高压就地补偿装置也可以根据实际需要乐鱼app官网乐鱼app官网,同时选择两种或三种的上述配套设备。就是补偿装置和电动机之间不再装设开关设备乐鱼app官网,为了显示其运行状态乐鱼app官网,均装有高压带电显示装置乐鱼app官网,其显示器和电流表装于相面。


    4.补偿容量的选择


      国家标准GB50052-1995《供配电系统设计规范》第5.0.10条规定:“接在电动机控制设备侧电容器的额定电流乐鱼app官网,不应超过电动机励磁电流的0.9倍乐鱼app官网乐鱼app官网,其馈电线截面和过电流?乐鱼app官网乐鱼app官网;ぷ爸玫恼ㄖ道钟鉧pp官网乐鱼app官网,应按电动机一电容器组的电流确定乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网。”上述规定与IEC标准831的规定相一致乐鱼app官网乐鱼app官网,其原因是为了防止当电动机切断电源后,尚未停止转动的过程中乐鱼app官网乐鱼app官网,由于电容器产生的自激磁造成的过电压,使电机受到损坏。
    选择就地补偿装置容量QC的计算公式有二乐鱼app官网。
    (1)按电动机的空载电流选择


    式中:QC—补偿容量乐鱼app官网,KVAR乐鱼app官网;
    U—电动机额定电压乐鱼app官网,KV乐鱼app官网;
    I0—电动机空载电流乐鱼app官网乐鱼app官网,A
    (2)按电动机补偿前后的功率因数选择

    就地补偿算法
    式中:P—电动机的额定功率乐鱼app官网乐鱼app官网,KW乐鱼app官网乐鱼app官网;
    COSΦ1—补偿前的功率因数乐鱼app官网;
    COSΦ2—补偿后的功率因数
      两种计算方法取得的QC值结果往往并不一致乐鱼app官网,如按第二种方法算出的QC值小于第一种方法的计算结果乐鱼app官网乐鱼app官网,则以第二种方法计算结果为准,如第二种方法算出的QC值大于第一种方法的计算结果时乐鱼app官网,以第一种计算方法算出的结果为准乐鱼app官网乐鱼app官网,补偿率KB=QC/P乐鱼app官网。
    对Y系列6KV三相异步电动机的补偿容量和补偿率的推荐值亦可从表3中查得。表3中的QC值是按公式(2)取COSΦ2=0.95时计算出来的乐鱼app官网,为了充分利用制造厂现成规格的产品乐鱼app官网,QC增减±2KVAR对补偿结果影响不大乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网。另外乐鱼app官网乐鱼app官网,表3中查得的数值仍应与公式(1)计算所得的QC值相比较乐鱼app官网乐鱼app官网,如大于公式(1)计算结果时乐鱼app官网,仍以公式(1)的计算值为准。对YR系列异步电动机亦可用表3进行QC值的选择乐鱼app官网,作为参考乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网。
    KB值与电动机容量的关系:
    电动机容量越大,其功率因数越高乐鱼app官网,则TANΦ1值越小乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,KB值也越小。例如6KV4级的220KW电动机QC=90KVAR乐鱼app官网乐鱼app官网,KB=0.41而2000KW电动机QC=500KVAR,KB=0.25乐鱼app官网乐鱼app官网。
    KB值与电动机转速的关系:
    极数越高则补偿率越高乐鱼app官网乐鱼app官网,以6KV500KW电动机为例乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,4极时QC=170KVAR乐鱼app官网,KB=0.34乐鱼app官网乐鱼app官网;6极时QC=200KVAR,KB=0.4乐鱼app官网;8极时QC=250KVAR乐鱼app官网乐鱼app官网,KB=0.50;10极时QC=270KVAR,KB=0.54乐鱼app官网乐鱼app官网;12极时QC=290KAVR乐鱼app官网,KB=0.58乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网。


    5. TBBGO高压无功就地补偿的经济效益


    TBBGO高压电动机无功就地补偿的经济效益主要有以下四个方面:高压电机无功补偿装置

    (1)由于提高功率因数减少的电费支出乐鱼app官网乐鱼app官网;

    (2)由于无功电流分量的减少乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,降低了电能传输的损耗乐鱼app官网乐鱼app官网;

    (3)有利于充分利用供电设备的容量乐鱼app官网,减少用电贴费的支出;

    (4)减少了电能传输产生的电压损失乐鱼app官网。其中以第1乐鱼app官网、2项为主乐鱼app官网乐鱼app官网。有关补偿设备的投资回收期乐鱼app官网乐鱼app官网,与年利用小时有关乐鱼app官网,对经常处于运行状态的水泵类设备来讲乐鱼app官网,就地补偿设备的投资回收期一般为0.5~1年左右乐鱼app官网,举两个实例加以说明:
    (1)上海某水厂三泵站乐鱼app官网乐鱼app官网,装有6KV乐鱼app官网乐鱼app官网、630KW、8极异步电动机4台乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,每台装设250KVAR的TBBGO高压就地补偿电容器装置,装设后功率因数由0.8上升到0.946乐鱼app官网乐鱼app官网乐鱼app官网,电流值由48A下降为40.7A乐鱼app官网乐鱼app官网,每小时可节电58.8KW·H,每年节电5.08×105KW·H乐鱼app官网乐鱼app官网,节约电费约14万元。
    (2)温州某水厂泵站乐鱼app官网,装有6KV乐鱼app官网乐鱼app官网、1000KW、10极异步电动机4台乐鱼app官网,每台装设400KVAR的TBBGO高压就地补偿电容装置乐鱼app官网,装设后功率因数由0.823上升到0.957,电流值由50.9A下降为32.1A乐鱼app官网,补偿后每小时可节电73.6KW·H乐鱼app官网,每年节电6.35×105KW·H乐鱼app官网乐鱼app官网,节约电费约18万元乐鱼app官网。
     


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