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1、高壓電機無功補償方式研究 摘要:隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展,電機作為一種必不可少的設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用,為了保證電機的正常運行,無功補償技術(shù)是最基本的先決條件之一。例如:若一座水泥廠日產(chǎn)量能達到2500噸左右,那么它至少得配有10臺左右的高壓電機。因此,根據(jù)筆者多年來的相關(guān)行業(yè)工作經(jīng)驗,結(jié)合我國高壓電機行業(yè)實際情況,先對我國無功補償技術(shù)的發(fā)展歷程進行分析,然后對比分析集中自動補償方式與就地電容或進相機補償,提出了一系列積極地意見,希望可以起到拋磚引玉的作用,繼而推動我國高壓電機行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。關(guān)鍵詞:無功補償發(fā)展歷程集中自動補償就地電容或進相機中圖分類號:TF351文獻標(biāo)識碼:A文章編號
2、:6前言:近年來,隨著社會的不斷發(fā)展,經(jīng)濟的不斷進步,大量的電機設(shè)備得到了廣泛的應(yīng)用,使得無功補償技術(shù)也得到了長足的發(fā)展。該技術(shù)可以在將有用功率所占比例升高的同時將無功功率所占的比例降得很低,繼而提高了電機的效率。例如,一座日產(chǎn)2500噸左右的水泥廠,如果將全部的高壓電機都使用無功補償技術(shù),甚至可以達到產(chǎn)量不變、降低一半左右電能的目標(biāo),這是一個非常高效的數(shù)字。繼而通過對比集中自動補償方式以及就低電容補償進行對比分析,通過分析其利弊,方便在實際的工作中,選擇最合適的補償方式,為我國電力事業(yè)的蓬勃發(fā)展注入新的動力。1.無功補償技術(shù)的發(fā)展歷程縱觀無功補償技術(shù)的發(fā)展歷程,依據(jù)無功補償裝置執(zhí)行元件
3、、補償原理以及補償效果的不同,可將其發(fā)展歷程分為以下幾個階段。第一階段,20實際三十年代,出現(xiàn)了世界上第一種無功補償裝置——并聯(lián)電容器,以及另一種同樣可以達到動態(tài)無功補償效果的裝置——同步調(diào)相機。第二階段,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,電抗器制造工藝的逐步提高,出現(xiàn)了一種特殊的裝置——磁飽和電抗器。第三階段,時間為20世紀(jì)70年代初,由于晶閘管的大量開發(fā)應(yīng)用,出現(xiàn)了新型的無功補償裝置——靜止無功補償裝置(SVC)。6第四階段,20世紀(jì)80年代,伴隨著自換相變流電路的發(fā)展,出現(xiàn)了最新一代的無功補償裝置——靜止無功發(fā)生器(SVG)。最新一代的SVG具有體積小、反應(yīng)速度快等優(yōu)點,可以在感性到容性的整
4、個范圍內(nèi)進行連續(xù)的無級調(diào)節(jié)、在欠壓條件下仍然可以有效地發(fā)出無功功率等優(yōu)點。自從1980年日本研發(fā)出采用強迫換相晶閘管橋式電路的SVG后,我國科研工作者也對此產(chǎn)生了濃厚的興趣,并且為之付出了很多的努力。2.集中自動補償方式2.1集中自動補償方式的主要內(nèi)容;通過將并聯(lián)電容器直接安裝在高壓電動機的高壓母線上的方法叫做高壓電機的集中自動補償方式。該方式補償效益高而且便于維修保養(yǎng),而且適用于那些距離變電所較遠或者在線路末端的用戶,起到了補償作用的同時也減小無功損耗,而且可以根據(jù)負荷的大小進行自動調(diào)節(jié),使電動機保持在一個較高的功率因數(shù)上,避免了無謂的電力損耗。由于變壓器和線路的內(nèi)阻乘以電流的平方等于
5、該線路的損耗。假設(shè)功率因數(shù)可以從1/4升高到1,同時變壓器和補償后線路的電流降低到之前的3/4,則線路的損耗率就可以降低到之前的0.752,達到了補償前56%的水平。因此假設(shè)P1為高壓側(cè)的損耗,P2為低壓側(cè)的損耗,并且通過二瓦算法可以計算得到線路的總損耗,為:P1+P2=P總=I12*R1+I22*R2=(1/25)2*I22*R1+I22*R2=(1.6*10-3*R1+R2)*I22想要無功補償方式效果越好就要離負載越近。對于那些長期運行并且容量較大的電動機就應(yīng)該采用就地補償方式,直接提高工所需的無功功率,繼而降低線路電壓降和線損以及小少無功流量,最終達到改善電壓質(zhì)量、提高其功率因數(shù)
6、、降低線路損耗以及節(jié)能降耗的目的。62.2集中自動補償方式的作用有:可降低電動機的起動電流;可減少企業(yè)配網(wǎng)的有功功率損耗;可提升電動機的端電壓,提高電動機的效率;補償點的無功經(jīng)濟當(dāng)量最大,因而降損效果更好;可減少配電線路的導(dǎo)線截面和企業(yè)配電變壓器的容量;可減少供電網(wǎng)、配電變壓器、低壓配電線路的負荷電流。3.機旁就地電容或進相機補償3.1機旁就地電容或進相機補償?shù)慕榻B;電容補償是一種非常簡單的補償方式,就是在電動機的線路上并聯(lián)一個匹配的電容即可。進相機是一種專為大中型繞線式異步電機設(shè)計制作的就地?zé)o功功率補償裝置。它串接于電機轉(zhuǎn)子回路,用以提高功率因數(shù),可顯著降低電機和電網(wǎng)的無功及有功損耗,
7、改善電機的運行狀況,延長電機的使用壽命,對節(jié)約能源、降低單位產(chǎn)品成本、提高企業(yè)的經(jīng)濟效益具有重要意義。3.2進相機補償?shù)奶攸c有:電機定子側(cè)并聯(lián)電容,只能在電機之外的電網(wǎng)上對電機的無功功率進行補償,無法改善電機本身的運行狀態(tài);可使異步電動機的功率因數(shù)提高到接近于1,電機定子電流減少15%-20%左右,其性能優(yōu)于傳統(tǒng)的電容補償和旋轉(zhuǎn)式進相機;6在電機轉(zhuǎn)子側(cè)串接進相器進相之后,電機定子側(cè)的電流可大幅度下降,功率因數(shù)顯著提高,電機溫升降低,