水泥生產中電動機就地補償技術的應用

電動機利用電容進行無功補償的目的是提高電動機功率因數，減少無功功率和線路損耗，補償方式有集中、分組和就地補償三種。水泥生產中，用電設備多且分散，宜采用就地補償方式。 　　若要確定補償用電容器容量大小，須了解補償前后的功率因數。補償前的功率因數是通過檢測電動機線路中的電流Ｉ、電壓Ｕ及功率Ｐ，由 得到的。而補償后的功率因數則需通過經濟測算來確定。 1　無功補償經濟當量的合理確定 　　無功補償經濟當量指的是每補償1kV·A的無功功率，在系統中引起的有功功率損失的減少量。 　　在實際應用中，根據補償設施的投資量和節約電能的增加值，進行經濟測算比較，確定合理的無功補償量Qk。 　　 在實際工作中，我們對Y系列的7.5、10、18.5、22、32kW的電動機進行補償試驗，用加權平均值測繪了功率因數與單位補償容量的變化曲線，從曲線變化規律可分析出：當功率因數補償到0.96以上時，功率因數每增加0.01時，需用的無功補償容量將增加數倍。功率因數補償過高，增加了投資成本，技術上產生的諧波也較大，造成得不償失的后果。在理論和實踐中，我們初步認為功率因數補償到0.95時最合適。 2　合閘涌流及其高諧波的預防 2.1　合閘涌流 　　 用電容對電動機進行就地補償時，在電動機合閘啟動時，有涌流現象存在。實驗說明，單獨一組電容器的合閘涌流約為其額定電流的5～15倍，過電壓約為相電壓的2～3倍，振蕩頻率在250～4000Hz之間。多組并聯電容器組的合閘涌流可達到自身額定電流的20～55倍，過電壓值約為相電壓，振蕩頻率高達1500Hz。 2.2　高次諧波 　　 用電容器對電動機進行就地補償，電容受高次諧波干擾的來源，一是自身系統合閘產生的高頻振蕩帶來的高次諧波。二是系統中其它電氣設備產生的高次諧波。 2.3　預防措施 　　 一般合閘涌流持續在極短的幾毫秒內，單獨一組的合閘涌流可降到無害的程度。多組電容器所產生的合閘涌流，有時能使電路中相應的開關或自身損壞，或減少使用壽命。由于高次諧波的頻率很高，它能導致電容器的容抗減弱。這時，基波電流和諧波電流分量的疊加，使電流波形畸變，同時導致電網產生諧波電壓又與電源電壓疊加，使電壓畸變。這不僅造成電網質量變差，導致電氣設備的損耗增加，效率降低，還會出現電氣設備絕緣老化，使用壽命縮短等不良故障。 　　 預防的措施是在電動機就地補償的電容器組里串聯電抗器，限制高次諧波和涌流，在電路里增設熔斷器，以保護電容。 　　 串聯電抗器的電抗值： 　　 　　即電抗值約等于6%的容抗值。 熔絲額定電流值： 　　　　 IRe=(1.5～2.5)Ice 　　 Ice為電容器的額定電流。 3　電容就地補償與電動機的接線 　　 對于直接啟動或經自耦降壓器啟動的電動機，采用電容器進行補償的接線方法是：將電容器組成“△”形聯接后，再與電動機的電源線并聯。 　　 對于采用“Y-△”方式啟動的電動機，用電容器進行補償時的接線方法是：電容器聯接成△，并直接并聯在電動機每相線圈的出線端子上，這樣在運行時才能保持電容器和電動機線圈的接法一致。 4　電容器就地補償必須注意的問題 　　1)配用電容器就地補償裝置的電動機，不允許通過電源反相或調整兩相線的方法實現其停機與反轉。 　　2)在瞬間快速正反轉的電動機上不宜采用就地補償技術。 　　3)啟動頻繁的電動機上不宜使用。 　　4)在相距不遠的同一電源里實施就地補償的多臺電動機，不得同時啟動，且間隔時間大于涌流時間10倍以上。 　　5)如因故障對補償系統進行緊急停機檢修時，必須先人工放電。 5　應用舉例 　　 我廠生產用水泵，配用的電動機為Y180L-4，Pe=22kW，Ue=380V，Ie=42.5A，ηe=92.5%，cosΦ=0.85，電源線為25mm2的銅芯聚乙烯電纜，L=350m，銅線電阻率ρ=1.67×10-2Ω·mm2/m。 　　 補償步驟如下： 信息來源于：中國水泥網