電動機隨機補償及補償容量的確定

劉 苛，劉天齊（.國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心（南陽校區(qū)），河南 南陽 473000；.國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司，鄭州 45006）

電動機隨機補償及補償容量的確定

劉 苛1，劉天齊2
（1.國網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心（南陽校區(qū)），河南 南陽 473000；2.國網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司，鄭州 450016）

感應(yīng)電動機是消耗無功最多的低壓用電設(shè)備，故對于油田抽油機、礦山提升機、港口卸船機等廠礦企業(yè)的較大容量電動機，應(yīng)該實施就地?zé)o功補償，即隨機補償。與其它補償方式相比，隨機補償更能體現(xiàn)以下優(yōu)點：（1）線損率可減少20%；（2）改善電壓質(zhì)量，減小電壓損失，進(jìn)而改善用電設(shè)備啟動和運行條件；（3）釋放系統(tǒng)能量，提高線路供電能力。

關(guān)健詞：補償意義；補償容量；電動機隨機補償

1　電動機隨機補償?shù)囊饬x

隨電動機補償，即隨機械負(fù)荷和用電設(shè)備補償，將電容器直接并聯(lián)在電動機上，用以補償電動機的無功消耗。據(jù)統(tǒng)計，縣級農(nóng)網(wǎng)中約有60%的無功功率消耗在電動機上，因此，搞好電動機的無功補償，使其無功就地平衡，既能減少配電線路的損耗，同時還可以提高電動機的出力。

無功補償?shù)闹饕绞绞峭ㄟ^并聯(lián)電容器以提高供電的功率因數(shù)，功率因數(shù)對于無功補償工作來說，是一個相當(dāng)重要的基本概念。無功補償?shù)哪康模驮谟谔岣吖β室驍?shù)。

［例1-01］在50Hz、380V的電路中，接有電感性負(fù)荷，負(fù)荷的功率P=20kW，功率因數(shù)0.6，試求電路中的電流？

如果負(fù)荷兩端并聯(lián)電容器C=374μF，求電路的電流及功率因數(shù)？具體接線見圖1-01。

解:設(shè)未并聯(lián)電容器時電流為I1，已知功率因數(shù)cos?1=0.6

圖　1-01

則

接入電容后，設(shè)電容支路上的電流為Ic，則

因為負(fù)荷支路的電流不變，故電路總電流I為

此時電流滯后于電壓的相位為?2=26°

所以cos?2=cos?26°=0.9

即并聯(lián)電容后，整個電路的功率因數(shù)從0.6提高到0.9，電路的電流則從87.7A降為58.5A，降低了33.3%。

［例1-01］形象地說明了當(dāng)電路的負(fù)荷端并聯(lián)電容器后，功率因數(shù)提高，電路的電流減少。總電流變小既減少了對電源電流的需求，又相應(yīng)地減小線路上的功率損耗。這就是提高功率因數(shù)對電路的意義及實質(zhì)。

［案例1-01］隨機補償實例：

某縣葛寨鄉(xiāng)煙澗二臺區(qū)440戶，1560人，配電變壓器l00kVA，每月供電量1.3～1.6萬kWh，低壓線損率近年來一直穩(wěn)定在12%～12.9%。

該臺區(qū)三相動力用戶多，有面粉加工、電磨、煤球加工、軋油、軋花、電焊、帶鋸等8戶，電動機42臺194kW。農(nóng)網(wǎng)改造以來盡管做了大量努力，低壓線損卻一直居高不下。

葛寨供電所將情況反映給縣電業(yè)局營銷部，營銷部在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)該臺區(qū)實際情況，決定將其作為局低壓降損試點，以隨機無功補償為突破口，把線損降下來。

經(jīng)過設(shè)備調(diào)研、補償規(guī)劃、技術(shù)培訓(xùn)、宣傳發(fā)動，某年10月底安裝自愈式金屬化膜并聯(lián)電容器30臺，進(jìn)行隨機無功補償。

運行10天，抄表核算：購電量3200kWh，售電量2920kWh，損失電量280kWh，線損率8.75%，比以前平均值12.5%下降了3.75%，降幅達(dá)30%。

2　電動機就地補償?shù)娜萘康拇_定

（1）電動機的無功補償一般采用就地補償方式，電容器隨電動機的運行和停止投退。（2）電動機隨機補償?shù)膽?yīng)由以往的7.5KW擴(kuò)大到5.5KW及以下。（3）單臺電動機的無功補償，一般是將電動機空載時的功率因數(shù)補償?shù)?。

因為電動機空載時的無功負(fù)荷最小，補償后在滿載時的功率因數(shù)仍為滯后狀態(tài)。否則，如果將電動機滿載時功率因數(shù)補償?shù)?，在其空載或輕載時就會使功率因數(shù)超前，出現(xiàn)過補償現(xiàn)象。

如果電動機過補償，在切斷電動機電源后，使仍在旋轉(zhuǎn)著的電動機變成了“異步發(fā)電機”，此時繞組中的電壓值將高出額定電壓幾倍，即出現(xiàn)過電壓現(xiàn)象，并持續(xù)較長時間，這種現(xiàn)象稱為電動機的自勵磁現(xiàn)象。它將危及電動機及電容器本身絕緣。

（4）電動機無功補償容量的確定

1）從提高功率因數(shù)需要確定補償容量：如果電力網(wǎng)最大負(fù)荷月的平均有功功率為Pav，補償前的功率因數(shù)為補償后的功率因數(shù)則補償容量可用下述公式計算為

［例1-02］一臺容量為5.5kW的三相交流異步電動機，額定電壓380V，頻率50Hz，功率因數(shù)0.8，若使功率因數(shù)提高0.9，試確定其補償容量？

解:根據(jù)公式（公式1-01），補償容量為

答：功率因數(shù)0.8提高到0.9，需補償電容器容量為1.463kvar。

2）電動機無功補償容量可按下式確定：

對于慣性小的：Qc=（0.93-0.97）1.732UeIo （kvar）

對于慣性大的：Qc=（0.90-0.95）1.732UeIo （kvar）

式中：

Qc—電動機的無功補償容量，（kvar）；

Ue—電動機的額定電壓，kV

Io—電動機的空載電流，A。可用鉗形電流表測出或查出有關(guān)手冊，或按電動機額定電流的的25%估算。

3）電動機無功補償容量也可按下式粗略估算：

式中Pe--電動機額定功率，kW，可從電動機銘牌查出。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.155

劉苛（1964-），男，高級實習(xí)指導(dǎo)教師、電力電纜技師。