工礦企業電動機運行電壓的節能分析

何 平

（富順縣富益電力股份有限公司，四川 富順 643200）

電力是保證國家經濟發展的重要物質基礎，大力節約電能是廣大企業電氣技術工作者實現降低消耗的重要工作之一。加強企業用電管理，促進企業合理有效的使用電能，是節約電能的重要途徑。下面就電動機運行電壓的節能論述如下。

電機在額定狀態下運行時，其效率和功率因數都比較高，運行狀態是最合理的，所謂額定狀態是指電壓、頻率與負載都與銘牌數據相符，如果偏離時，其運行特性就會惡化。如異步電機在定額電壓、頻率、定額負載情況下正常運行時，功率因數為0.89，效率為0.875。當空載時，效率降為零，功率因數僅為0.2。運行電壓對電機的性能有很大影響，對于一般連續運轉的電機，制造廠保證電網電壓在±5%范圍內波動時，電機性能基本不變，但如果電網電壓偏離這個范圍時，會影響電機的各種性能，導致電機損耗增大，溫升增高，嚴重時電機不能正常運行。

下面，以異步電機為例，將電網電壓偏移對電機各項指標的影響，列于表1。

從表中的數據可以看出，電網電壓偏移，影響電動機轉矩及負荷電流，電壓下降10%，起動轉矩及逆轉轉矩就減少19%，額定電流增加11%。負荷電流增加，必將引起損耗增加及電動機溫升增大，電動機如果長期在這種狀況下運行，不僅效率下降2%，而且影響電機的使用壽命。

電壓偏移可以通過合理調整配電變壓器分接頭及加強對補償電容器的運行管理加以解決。如果偏移過大，又難以調節，則可以改變繞組接線方式借以調整繞組每相串聯匝數，以適應電壓偏移。

電網電壓的變化對電機性能的影響，類似電機繞組匝數變化時對電機性能的影響。例如，當電網電壓偏低時，相當于繞組匝數增多，從而引起氣隙磁密降低，使電機起動性能變壞，過載能力降低，出力降低，在滿負荷運行時，會引起電機因溫升高而發熱。當電網電壓偏高時，相當于電機繞組匝數減少，而使氣隙磁密增加，引起鐵損增加，功率因數降低，電機溫升增高。

表1

要解決上述問題，可按實際電壓改變電機繞組接線方式，使繞組每匝電壓保持設計值，使電機處于合理運行狀態，收到節電效果。

下面舉例說明改接線的方法。

例：一臺J2-91-8，40KW，8Y接電機，額定電壓為380V，由于電網電壓比額定電壓高20%，實際電壓為420V。此時，該臺電機要在此情況下運行，必將引起電機氣隙磁密和空載電流增加，效率將降低，如果將此臺電機8Y接改為4Y接，改接后每相匝數將增加20%，此時接入電網，雖然電網電壓效高，但電機每匝電壓和氣隙磁密度為設計值，則電機性能將不會改變。

此外，工礦企業中，由于配電不合理或三相電路上接有單相負荷，如果沒有做好負荷平衡工作，也會造成三相電壓不平衡，此三相不平衡電壓同樣會對電動機產生同樣影響。因此，合理調整三相電路上的負荷分配，也是節電的一項有效措施。

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