【資料】高壓電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)挠?jì)算和分析

高壓電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)暮怂愫推饰觥菊拷榻B了電動(dòng)機(jī)在不同負(fù)載率的工況下無(wú)功補(bǔ)償容量的核算方法，對(duì)現(xiàn)在在容量核算中存在的問(wèn)題做了剖析，并且舉例闡明了在電動(dòng)機(jī)負(fù)載率改變時(shí)，功率因數(shù)、功率輸入功率參數(shù)對(duì)補(bǔ)償容量的影響，一起提出了在核算補(bǔ)償容量時(shí)應(yīng)注重的一些問(wèn)題?！娟P(guān)鍵詞】高壓電動(dòng)機(jī)；負(fù)載率；補(bǔ)償容量核算；剖析1前語(yǔ)由于電動(dòng)機(jī)就功補(bǔ)償節(jié)能作用顯著，因而運(yùn)用十分廣泛。關(guān)于低壓電動(dòng)機(jī)一般額外功率較小，在補(bǔ)償容量核算方面要求不是很嚴(yán)厲。而高壓（(6000V~10000V)電動(dòng)機(jī)的額外功率都很大，從幾百千瓦到幾千千瓦，乃至到達(dá)上萬(wàn)千瓦。規(guī)劃部分選用這些高壓大功率電動(dòng)機(jī)時(shí)，一般在挑選額外功率時(shí)都留有必定的裕量，所以大部分電動(dòng)機(jī)都不是在額外工況下運(yùn)轉(zhuǎn)。這就給咱們提出一個(gè)很重要的問(wèn)題：電動(dòng)機(jī)不是在滿載工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)負(fù)載發(fā)生改變時(shí)，怎樣精確地核算率因數(shù)、功率以及補(bǔ)償容量，怎么剖析這些參數(shù)之間的聯(lián)系。由于電動(dòng)機(jī)的功率很大，用戶對(duì)補(bǔ)償作用要求很嚴(yán)厲。再者是對(duì)單臺(tái)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償，負(fù)載狀況清楚，依據(jù)用戶的要求核算出來(lái)的補(bǔ)償容量，其投運(yùn)后的作用應(yīng)該是滿足要求的。可是近幾年發(fā)現(xiàn)在對(duì)電動(dòng)機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)娜萘亢怂忝?，存在一些值得商討的?wèn)題：一是在運(yùn)用補(bǔ)償容量核算的公式中，概念不清；二是將補(bǔ)償設(shè)備的額外容量誤以為設(shè)備實(shí)踐輸出容量；三是電動(dòng)機(jī)制作廠樣本中給出的功率因數(shù)、功率等參數(shù)均為規(guī)劃值（或稱核算值)，而不是確保值。這些要素都影響補(bǔ)償容量的核算，然后影響實(shí)踐補(bǔ)償作用。2典型電動(dòng)機(jī)的補(bǔ)償容量核算和剖析2.1電機(jī)各項(xiàng)數(shù)據(jù)和規(guī)劃部分選取的補(bǔ)償容量某市供水泵站，水泵電機(jī)的數(shù)據(jù)如表1所示（電動(dòng)機(jī)廠家供給)，用戶要求配置就地?zé)o功補(bǔ)償設(shè)備，要求補(bǔ)償后的功率因數(shù)要到達(dá)0.92。依據(jù)用戶要求，某規(guī)劃單位依照額外工況核算補(bǔ)償容量如下：Q=PN【tan-1(cos0.806)_tan-1(cos0.92)】=1250x0.308=385kvar注：在此公式中，用PN不對(duì)，具體參看后邊4.1。為了確保補(bǔ)償作用，選取補(bǔ)償容量為：Q=400kvar但補(bǔ)償設(shè)備實(shí)踐投入運(yùn)轉(zhuǎn)后，功率因數(shù)不光達(dá)不到0.92,并且連0.9都達(dá)不到，僅為0.89。這個(gè)功率因數(shù)還要遭到供電部分的罰款，因而用戶很不滿足。為了剖析原因，規(guī)劃單位和用戶以及電機(jī)廠家一起剖析，找原因。電機(jī)廠家也供給了該電機(jī)的具體參數(shù)，如表1。表1水泵電機(jī)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)（規(guī)劃值）類型Y6305功率因數(shù)cosφ0.806轉(zhuǎn)子損耗5.62kW額外功率PN1250kW額外功率95.7%鐵芯損耗23.34kW額外電壓UN10000V空載電流I037.62A機(jī)械損耗4.19kW額外電流IN94A定子損耗16.01kW雜散損耗6.25kW2.2電動(dòng)機(jī)在額外工況時(shí)的損耗核算電動(dòng)機(jī)的總損耗：參閱《鋼上》P303例題ΣPN=定子損耗+轉(zhuǎn)子損耗+鐵芯損耗+機(jī)械損耗+雜散損耗=16.01+5.62+23.34+4.19+6.25=55.41kW電動(dòng)機(jī)的固定損耗：P0=鐵芯損耗+機(jī)械損耗=23.34+4.19=27.53Kw電動(dòng)機(jī)的可變損耗（拖動(dòng)負(fù)載有用功率損耗）：Pk=總損耗-固定損耗=PN–P0=55.41-27.53=27.88kW2.3電動(dòng)機(jī)實(shí)踐輸出功率和負(fù)載率核算首先在現(xiàn)場(chǎng)對(duì)電動(dòng)機(jī)的電流進(jìn)行了實(shí)測(cè)，成果電動(dòng)機(jī)的定子實(shí)踐電流I1=71A，闡明電動(dòng)機(jī)不是在滿載工況下運(yùn)轉(zhuǎn)，在這種狀況下電動(dòng)機(jī)的參數(shù)核算如下：電動(dòng)機(jī)實(shí)踐輸出功率：參閱《鋼上》P303例題電動(dòng)機(jī)實(shí)踐負(fù)載系數(shù)：(百分?jǐn)?shù)表明的負(fù)載系數(shù)，這兒為β=70%)2.4電動(dòng)機(jī)在負(fù)載率β=70%，P2=875kW時(shí)電動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)參數(shù)核算和補(bǔ)償容量的核算：對(duì)應(yīng)于P2時(shí)電動(dòng)機(jī)的總損耗：ΣPn=β2Pk+P0=0.72x27.88+27.53=41.2kW對(duì)應(yīng)于P2時(shí)電動(dòng)機(jī)的實(shí)踐輸入功率：P1=P2+ΣP=875+41.2=916kW對(duì)應(yīng)于P2時(shí)電動(dòng)機(jī)的實(shí)踐功率因數(shù)：在這種狀況下，假如將功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.92，所需無(wú)功容量為：2.5剖析原因規(guī)劃部分選用補(bǔ)償設(shè)備的容量為400KVR，并且要求裝備電抗率為6%的電抗器(24kvA)串聯(lián)6%電抗器后，電容器的額外電壓應(yīng)選11kV，即Uc=11kv。電容器實(shí)踐接受電壓（電容器三角形接法，《鋼上》P41810-5）：這兒UN是補(bǔ)償設(shè)備的母線電壓10KV。電容器實(shí)踐輸出容量(電工學(xué)推導(dǎo))：補(bǔ)償設(shè)備實(shí)踐輸出容量：Qbc=電容器實(shí)踐輸出容量-電抗器容量=374-24=350kvar可以看出Qbc(350kva)比Q(430kva)的容量少80kvar，約20%左右，所以達(dá)不到預(yù)期作用。該電動(dòng)機(jī)在負(fù)載率為70%、補(bǔ)償容量為350kvar時(shí)，經(jīng)核算這時(shí)的電動(dòng)機(jī)體系的功率因數(shù)為0.89，cosφ==0.89配三P221-59這兒Qc=P1*tg-1（cos0.745）=916x0.895=820(kvar)Qbc=電容器實(shí)踐輸出容量-電抗器容量=374-24=350kvar與實(shí)踐運(yùn)轉(zhuǎn)中的功率因數(shù)相符。由于電動(dòng)機(jī)體系的功率因數(shù)低于0.9,所以還要遭到供電部分罰款，因而用戶不滿足。通過(guò)剖析和核算，將設(shè)備的額外容量改為500kvar，依然串聯(lián)6%的電抗器，設(shè)備實(shí)踐輸出容量為438kvar，投入運(yùn)轉(zhuǎn)后，功率因數(shù)到達(dá)0.92，用戶很滿足。3對(duì)典型電動(dòng)機(jī)在不同負(fù)載率時(shí)補(bǔ)償容量核算前面的這臺(tái)水泵電機(jī)，這種容量和類型運(yùn)用很遍及，因而咱們無(wú)妨設(shè)其負(fù)載10，20，30，40，50，60，70，80，90，求出相應(yīng)的η、cos和補(bǔ)償容量Q的值，如表2所示。其間電動(dòng)機(jī)空載無(wú)功功率《鋼上》P305(6-40)按表2數(shù)值繪出曲線如圖1所示。圖1Y630-8電動(dòng)機(jī)的負(fù)載率與功率因數(shù)、功率、補(bǔ)償容量的聯(lián)系曲線表2和圖1表明了電動(dòng)機(jī)典型數(shù)據(jù)。實(shí)踐上由于各個(gè)生產(chǎn)廠家在規(guī)劃、制作工藝以及用料上的差異而使數(shù)值略有不同，但可以以為這些參數(shù)隨負(fù)載率下降而改變的規(guī)則則相差不大的。從表2和圖1可知，跟著負(fù)載率下降，即電動(dòng)機(jī)輸出功率削減，電動(dòng)機(jī)的功率和功率因數(shù)也跟著下降，而補(bǔ)償容量稍有添加，這是由于依據(jù)4.1項(xiàng)中的核算公式，可知盡管功率因數(shù)下降（功率因數(shù)低需求的補(bǔ)償無(wú)功添加），但由于輸入功率也下降，因而總的補(bǔ)償容量改變不大。在負(fù)載率大于60%時(shí)，僅比額外工況添加10%左右的補(bǔ)償容量。4在核算和確認(rèn)補(bǔ)償容量時(shí)應(yīng)注重的問(wèn)題4．1正確地運(yùn)用公式依據(jù)國(guó)家規(guī)范《GB/T12497-2006三相異步電動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)》，在該規(guī)范中“6.4.1電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率補(bǔ)償?shù)暮怂恪币呀o出公式如下：Qc=P1(tgφ-tgφ1)式中：Qc——就地補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率，kvarP1——電動(dòng)機(jī)實(shí)踐輸入功率，kW;cosφ——電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償前的功率因數(shù)；cosφ1逐個(gè)電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償后預(yù)期到達(dá)的功率因數(shù)。應(yīng)當(dāng)著重的是:公式頂用的是電動(dòng)機(jī)的輸入功率P1，不是電動(dòng)額外功率PN。P1中包含電動(dòng)機(jī)的損耗，而PN是指電動(dòng)機(jī)的軸上輸出功率，這有很大差異。在運(yùn)用該公式時(shí)，P1電動(dòng)機(jī)的輸入功率在電機(jī)銘牌中沒(méi)有，而PN電動(dòng)機(jī)額外功率和電動(dòng)機(jī)功率η可以查到。因而可以通過(guò)核算出P1，即如把PN作為P1來(lái)核算時(shí)，其成果是補(bǔ)償容量偏小。當(dāng)電動(dòng)機(jī)功率較小，并且功率又很高時(shí)，對(duì)補(bǔ)償量影響不大。但關(guān)于容量較大，并且功率又較低（如8級(jí)以上）的電動(dòng)機(jī)，則對(duì)補(bǔ)償容量的影響就很大了。這個(gè)差錯(cuò)取決電動(dòng)機(jī)的功率參數(shù)，一般可達(dá)負(fù)差5%?8左右。在公式中對(duì)運(yùn)用P1仍是PN，不僅是數(shù)量上的差異，首要還有概念上的混雜。4.2電動(dòng)機(jī)參數(shù)引起的差錯(cuò)電動(dòng)機(jī)生產(chǎn)廠家的樣本和技術(shù)資料中，給出的功率因數(shù)、功率以及最大轉(zhuǎn)矩參數(shù)，基本上都按規(guī)劃值（或稱為核算值)。這個(gè)規(guī)劃值都比電動(dòng)機(jī)制作后的實(shí)踐