1 前言
電動機無功就地補償是一項重要的節(jié)能措施,低壓異步電動機的就地補償技術(shù)以三機一泵(風機、空氣壓縮機、球磨機和水泵)為重點,在我國已較為廣泛地推廣應(yīng)用,并取得良好節(jié)能效果和經(jīng)濟效益,是實施國家標準gb/t12497-1990《三相異步電動機經(jīng)濟運行》,推動節(jié)能工作的一項重要措施。高壓電動機的額定容量較大,年運行小時數(shù)較多,如實施無功就地補償,則節(jié)能效果更為顯著,但就國內(nèi)目前情況來看,還處于剛起步階段,方興未艾。為此,對高壓異步電動機的無功功率就地補償問題進行一次調(diào)研分析和研究,實屬十分必要。這項新技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用,必將獲得顯著的經(jīng)濟效益。
2 應(yīng)用狀況量化分析
國家標準gb/t12497-1990《三相異步電動機經(jīng)濟運行》第5.1條對電動機,額定電壓的選擇規(guī)定:單臺容量在200kw以下時,選用低壓異步電動機;容量在200~355kw之間,如條件許可,宜選用高壓異步電動機;容量在355kw以上時必需選用高壓異步電動機。高壓異步電動機價格高,控制設(shè)備昂貴,但效率和功率因數(shù)較高,低壓異步電動機及控制設(shè)備的價格便宜,但損耗較大,電能利用率低。國產(chǎn)y系列6kv三相異步電動機的容量為220~2000kw,因此高壓就地補償裝置亦在上述范圍內(nèi)相應(yīng)加以考慮。
為了從實際出發(fā)進行量化分析,我們調(diào)查了現(xiàn)場中實際使用的229組高壓無功就地補償裝置,其結(jié)果量化分析如下:
。1)229組高壓就地補償裝置中6kv電壓等級的80組占35%,10kw電壓等級的149組占65%。
。2)按使用高壓就地補償裝置的行業(yè)分:用于自來水公司及引水工程泵站154組占67%,水泥企業(yè)25組占11%,鋼鐵企業(yè)11組占5%,造紙企業(yè)5組占2%,化工企業(yè)4組占1.7%,采礦企業(yè)3組占1.3%,其它27組占12%。
(3)按高壓就地補償裝置的單組容量分:75~700kvar的226組,其中以100、150、200、250、300kvar五個容量等級使用最為廣泛,共占總共229組的72.6%。非標的大容量組3組,其中:1200kvar的一組,1400kvar的2組。各不同單組容量的組數(shù)及所占比例,見表1。
3 電氣接線和結(jié)構(gòu)特點
用于無功就地補償?shù)母邏翰⒙?lián)電容器裝置的結(jié)構(gòu)十分簡單,其電氣接線如圖1所示,為了節(jié)約柜體的空間,盡量選用帶內(nèi)部放電電阻的三相并聯(lián)電容器,由于補償裝置與電動機繞組直接相連接,以電動機繞組作為切斷后的放電裝置,不需另行附裝放電線圈。用戶可根據(jù)裝設(shè)地點的條件,選擇所需的配套設(shè)備。在被調(diào)查的229組補償裝置中,有84組帶1%~13%的串聯(lián)電抗器l,占總組數(shù)的36.7%。小容量的干式電抗器可裝于補償箱內(nèi),油浸式串聯(lián)電抗器則裝于箱外。附裝氧化鋅避雷器的補償裝置有71組,占總組數(shù)的31%。附裝電流互感器和電流表的補償裝置有87組,占總組數(shù)的38%。就地補償裝置也可以根據(jù)實際需要,同時選擇兩種或三種的上述配套設(shè)備。
某公司帶串聯(lián)電抗器的就地補償箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面圖如圖2所示,其外形尺寸見表2。
就是補償裝置和電動機之間不再裝設(shè)開關(guān)設(shè)備,為了顯示其運行狀態(tài),均裝有高壓帶電顯示裝置,其顯示器和電流表裝于相面。
4 補償容量的選擇
國家標準gb50052-1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第5.0.10條規(guī)定:“接在電動機控制設(shè)備側(cè)電容器的額定電流,不應(yīng)超過電動機勵磁電流的0.9倍,其饋電線截面和過電流保護裝置的整定值,應(yīng)按電動機一電容器組的電流確定!鄙鲜鲆(guī)定與iec標準831的規(guī)定相一致,其原因是為了防止當電動機切斷電源后,尚未停止轉(zhuǎn)動的過程中,由于電容器產(chǎn)生的自激磁造成的過電壓,使電機受到損壞。
選擇就地補償裝置容量qc的計算公式有二。
(1)按電動機的空載電流選擇
式中:qc—補償容量,kvar;
u—電動機額定電壓,kv;
i0—電動機空載電流,a
(2)按電動機補償前后的功率因數(shù)選擇
關(guān)鍵詞:高壓 無功功率 就地補償 開發(fā) 應(yīng)用
1 前言
電動機無功就地補償是一項重要的節(jié)能措施,低壓異步電動機的就地補償技術(shù)以三機一泵(風機、空氣壓縮機、球磨機和水泵)為重點,在我國已較為廣泛地推廣應(yīng)用,并取得良好節(jié)能效果和經(jīng)濟效益,是實施國家標準gb/t12497-1990《三相異步電動機經(jīng)濟運行》,推動節(jié)能工作的一項重要措施。高壓電動機的額定容量較大,年運行小時數(shù)較多,如實施無功就地補償,則節(jié)能效果更為顯著,但就國內(nèi)目前情況來看,還處于剛起步階段,方興未艾。為此,對高壓異步電動機的無功功率就地補償問題進行一次調(diào)研分析和研究,實屬十分必要。這項新技術(shù)的進一步推廣應(yīng)用,必將獲得顯著的經(jīng)濟效益。
2 應(yīng)用狀況量化分析
國家標準gb/t12497-1990《三相異步電動機經(jīng)濟運行》第5.1條對電動機,額定電壓的選擇規(guī)定:單臺容量在200kw以下時,選用低壓異步電動機;容量在200~355kw之間,如條件許可,宜選用高壓異步電動機;容量在355kw以上時必需選用高壓異步電動機。高壓異步電動機價格高,控制設(shè)備昂貴,但效率和功率因數(shù)較高,低壓異步電動機及控制設(shè)備的價格便宜,但損耗較大,電能利用率低。國產(chǎn)y系列6kv三相異步電動機的容量為220~2000kw,因此高壓就地補償裝置亦在上述范圍內(nèi)相應(yīng)加以考慮。
為了從實際出發(fā)進行量化分析,我們調(diào)查了現(xiàn)場中實際使用的229組高壓無功就地補償裝置,其結(jié)果量化分析如下:
。1)229組高壓就地補償裝置中6kv電壓等級的80組占35%,10kw電壓等級的149組占65%。
。2)按使用高壓就地補償裝置的行業(yè)分:用于自來水公司及引水工程泵站154組占67%,水泥企業(yè)25組占11%,鋼鐵企業(yè)11組占5%,造紙企業(yè)5組占2%,化工企業(yè)4組占1.7%,采礦企業(yè)3組占1.3%,其它27組占12%。
(3)按高壓就地補償裝置的單組容量分:75~700kvar的226組,其中以100、150、200、250、300kvar五個容量等級使用最為廣泛,共占總共229組的72.6%。非標的大容量組3組,其中:1200kvar的一組,1400kvar的2組。各不同單組容量的組數(shù)及所占比例,見表1。
3 電氣接線和結(jié)構(gòu)特點
用于無功就地補償?shù)母邏翰⒙?lián)電容器裝置的結(jié)構(gòu)十分簡單,其電氣接線如圖1所示,為了節(jié)約柜體的空間,盡量選用帶內(nèi)部放電電阻的三相并聯(lián)電容器,由于補償裝置與電動機繞組直接相連接,以電動機繞組作為切斷后的放電裝置,不需另行附裝放電線圈。用戶可根據(jù)裝設(shè)地點的條件,選擇所需的配套設(shè)備。在被調(diào)查的229組補償裝置中,有84組帶1%~13%的串聯(lián)電抗器l,占總組數(shù)的36.7%。小容量的干式電抗器可裝于補償箱內(nèi),油浸式串聯(lián)電抗器則裝于箱外。附裝氧化鋅避雷器的補償裝置有71組,占總組數(shù)的31%。附裝電流互感器和電流表的補償裝置有87組,占總組數(shù)的38%。就地補償裝置也可以根據(jù)實際需要,同時選擇兩種或三種的上述配套設(shè)備。
某公司帶串聯(lián)電抗器的就地補償箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)斷面圖如圖2所示,其外形尺寸見表2。
就是補償裝置和電動機之間不再裝設(shè)開關(guān)設(shè)備,為了顯示其運行狀態(tài),均裝有高壓帶電顯示裝置,其顯示器和電流表裝于相面。
4 補償容量的選擇
國家標準gb50052-1995《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》第5.0.10條規(guī)定:“接在電動機控制設(shè)備側(cè)電容器的額定電流,不應(yīng)超過電動機勵磁電流的0.9倍,其饋電線截面和過電流保護裝置的整定值,應(yīng)按電動機一電容器組的電流確定!鄙鲜鲆(guī)定與iec標準831的規(guī)定相一致,其原因是為了防止當電動機切斷電源后,尚未停止轉(zhuǎn)動的過程中,由于電容器產(chǎn)生的自激磁造成的過電壓,使電機受到損壞。
選擇就地補償裝置容量qc的計算公式有二。
(1)按電動機的空載電流選擇
式中:qc—補償容量,kvar;
u—電動機額定電壓,kv;
i0—電動機空載電流,a
(2)按電動機補償前后的功率因數(shù)選擇