【资料】高压电动机就地无功补偿的计算和分析VIP

高压电动机就地无功补偿的核算和剖析【摘要】介绍了电动机在不同负载率的工况下无功补偿容量的核算方法，对现在在容量核算中存在的问题做了剖析，并且举例阐明了在电动机负载率改变时，功率因数、功率输入功率参数对补偿容量的影响，一起提出了在核算补偿容量时应注重的一些问题。【关键词】高压电动机；负载率；补偿容量核算；剖析1前语由于电动机就功补偿节能作用显著，因而运用十分广泛。关于低压电动机一般额外功率较小，在补偿容量核算方面要求不是很严厉。而高压（(6000V~10000V)电动机的额外功率都很大，从几百千瓦到几千千瓦，乃至到达上万千瓦。规划部分选用这些高压大功率电动机时，一般在挑选额外功率时都留有必定的裕量，所以大部分电动机都不是在额外工况下运转。这就给咱们提出一个很重要的问题：电动机不是在满载工况下运转，当负载发生改变时，怎样精确地核算率因数、功率以及补偿容量，怎么剖析这些参数之间的联系。由于电动机的功率很大，用户对补偿作用要求很严厉。再者是对单台电动机进行补偿，负载状况清楚，依据用户的要求核算出来的补偿容量，其投运后的作用应该是满足要求的。可是近几年发现在对电动机就地无功补偿的容量核算面，存在一些值得商讨的问题：一是在运用补偿容量核算的公式中，概念不清；二是将补偿设备的额外容量误以为设备实践输出容量；三是电动机制作厂样本中给出的功率因数、功率等参数均为规划值（或称核算值)，而不是确保值。这些要素都影响补偿容量的核算，然后影响实践补偿作用。2典型电动机的补偿容量核算和剖析2.1电机各项数据和规划部分选取的补偿容量某市供水泵站，水泵电机的数据如表1所示（电动机厂家供给)，用户要求配置就地无功补偿设备，要求补偿后的功率因数要到达0.92。依据用户要求，某规划单位依照额外工况核算补偿容量如下：Q=PN【tan-1(cos0.806)_tan-1(cos0.92)】=1250x0.308=385kvar注：在此公式中，用PN不对，具体参看后边4.1。为了确保补偿作用，选取补偿容量为：Q=400kvar但补偿设备实践投入运转后，功率因数不光达不到0.92,并且连0.9都达不到，仅为0.89。这个功率因数还要遭到供电部分的罚款，因而用户很不满足。为了剖析原因，规划单位和用户以及电机厂家一起剖析，找原因。电机厂家也供给了该电机的具体参数，如表1。表1水泵电机的各项数据（规划值）类型Y6305功率因数cosφ0.806转子损耗5.62kW额外功率PN1250kW额外功率95.7%铁芯损耗23.34kW额外电压UN10000V空载电流I037.62A机械损耗4.19kW额外电流IN94A定子损耗16.01kW杂散损耗6.25kW2.2电动机在额外工况时的损耗核算电动机的总损耗：参阅《钢上》P303例题ΣPN=定子损耗+转子损耗+铁芯损耗+机械损耗+杂散损耗=16.01+5.62+23.34+4.19+6.25=55.41kW电动机的固定损耗：P0=铁芯损耗+机械损耗=23.34+4.19=27.53Kw电动机的可变损耗（拖动负载有用功率损耗）：Pk=总损耗-固定损耗=PN–P0=55.41-27.53=27.88kW2.3电动机实践输出功率和负载率核算首先在现场对电动机的电流进行了实测，成果电动机的定子实践电流I1=71A，阐明电动机不是在满载工况下运转，在这种状况下电动机的参数核算如下：电动机实践输出功率：参阅《钢上》P303例题电动机实践负载系数：(百分数表明的负载系数，这儿为β=70%)2.4电动机在负载率β=70%，P2=875kW时电动机的各项参数核算和补偿容量的核算：对应于P2时电动机的总损耗：ΣPn=β2Pk+P0=0.72x27.88+27.53=41.2kW对应于P2时电动机的实践输入功率：P1=P2+ΣP=875+41.2=916kW对应于P2时电动机的实践功率因数：在这种状况下，假如将功率因数补偿到0.92，所需无功容量为：2.5剖析原因规划部分选用补偿设备的容量为400KVR，并且要求装备电抗率为6%的电抗器(24kvA)串联6%电抗器后，电容器的额外电压应选11kV，即Uc=11kv。电容器实践接受电压（电容器三角形接法，《钢上》P41810-5）：这儿UN是补偿设备的母线电压10KV。电容器实践输出容量(电工学推导)：补偿设备实践输出容量：Qbc=电容器实践输出容量-电抗器容量=374-24=350kvar可以看出Qbc(350kva)比Q(430kva)的容量少80kvar，约20%左右，所以达不到预期作用。该电动机在负载率为70%、补偿容量为350kvar时，经核算这时的电动机体系的功率因数为0.89，cosφ==0.89配三P221-59这儿Qc=P1*tg-1（cos0.745）=916x0.895=820(kvar)Qbc=电容器实践输出容量-电抗器容量=374-24=350kvar与实践运转中的功率因数相符。由于电动机体系的功率因数低于0.9,所以还要遭到供电部分罚款，因而用户不满足。通过剖析和核算，将设备的额外容量改为500kvar，依然串联6%的电抗器，设备实践输出容量为438kvar，投入运转后，功率因数到达0.92，用户很满足。3对典型电动机在不同负载率时补偿容量核算前面的这台水泵电机，这种容量和类型运用很遍及，因而咱们无妨设其负载10，20，30，40，50，60，70，80，90，求出相应的η、cos和补偿容量Q的值，如表2所示。其间电动机空载无功功率《钢上》P305(6-40)按表2数值绘出曲线如图1所示。图1Y630-8电动机的负载率与功率因数、功率、补偿容量的联系曲线表2和图1表明了电动机典型数据。实践上由于各个生产厂家在规划、制作工艺以及用料上的差异而使数值略有不同，但可以以为这些参数随负载率下降而改变的规则则相差不大的。从表2和图1可知，跟着负载率下降，即电动机输出功率削减，电动机的功率和功率因数也跟着下降，而补偿容量稍有添加，这是由于依据4.1项中的核算公式，可知尽管功率因数下降（功率因数低需求的补偿无功添加），但由于输入功率也下降，因而总的补偿容量改变不大。在负载率大于60%时，仅比额外工况添加10%左右的补偿容量。4在核算和确认补偿容量时应注重的问题4．1正确地运用公式依据国家规范《GB/T12497-2006三相异步电动机经济运转》，在该规范中“6.4.1电动机无功功率补偿的核算”已给出公式如下：Qc=P1(tgφ-tgφ1)式中：Qc——就地补偿的无功功率，kvarP1——电动机实践输入功率，kW;cosφ——电动机补偿前的功率因数；cosφ1逐个电动机补偿后预期到达的功率因数。应当着重的是:公式顶用的是电动机的输入功率P1，不是电动额外功率PN。P1中包含电动机的损耗，而PN是指电动机的轴上输出功率，这有很大差异。在运用该公式时，P1电动机的输入功率在电机铭牌中没有，而PN电动机额外功率和电动机功率η可以查到。因而可以通过核算出P1，即如把PN作为P1来核算时，其成果是补偿容量偏小。当电动机功率较小，并且功率又很高时，对补偿量影响不大。但关于容量较大，并且功率又较低（如8级以上）的电动机，则对补偿容量的影响就很大了。这个差错取决电动机的功率参数，一般可达负差5%〜8左右。在公式中对运用P1仍是PN，不仅是数量上的差异，首要还有概念上的混杂。4.2电动机参数引起的差错电动机生产厂家的样本和技术资料中，给出的功率因数、功率以及最大转矩参数，基本上都按规划值（或称为核算值)。这个规划值都比电动机制作后的实践