水泥生產(chǎn)中電動機(jī)就地補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用

電動機(jī)利用電容進(jìn)行無功補(bǔ)償?shù)哪康氖翘岣唠妱訖C(jī)功率因數(shù)，減少無功功率和線路損耗，補(bǔ)償方式有集中、分組和就地補(bǔ)償三種。水泥生產(chǎn)中，用電設(shè)備多且分散，宜采用就地補(bǔ)償方式。  

　　若要確定補(bǔ)償用電容器容量大小，須了解補(bǔ)償前后的功率因數(shù)。補(bǔ)償前的功率因數(shù)是通過檢測電動機(jī)線路中的電流Ｉ、電壓Ｕ及功率Ｐ，由得到的。而補(bǔ)償后的功率因數(shù)則需通過經(jīng)濟(jì)測算來確定。  

1　無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的合理確定  
　　無功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量指的是每補(bǔ)償1kV·A的無功功率，在系統(tǒng)中引起的有功功率損失的減少量。  
　　在實(shí)際應(yīng)用中，根據(jù)補(bǔ)償設(shè)施的投資量和節(jié)約電能的增加值，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)測算比較，確定合理的無功補(bǔ)償量Qk。  
　　
在實(shí)際工作中，我們對Y系列的7.5、10、18.5、22、32kW的電動機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償試驗(yàn)，用加權(quán)平均值測繪了功率因數(shù)與單位補(bǔ)償容量的變化曲線，從曲線變化規(guī)律可分析出：當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.96以上時，功率因數(shù)每增加0.01時，需用的無功補(bǔ)償容量將增加數(shù)倍。功率因數(shù)補(bǔ)償過高，增加了投資成本，技術(shù)上產(chǎn)生的諧波也較大，造成得不償失的后果。在理論和實(shí)踐中，我們初步認(rèn)為功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.95時最合適。  

2　合閘涌流及其高諧波的預(yù)防  

2.1　合閘涌流  
　　
用電容對電動機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償時，在電動機(jī)合閘啟動時，有涌流現(xiàn)象存在。實(shí)驗(yàn)說明，單獨(dú)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(lián)電容器組的合閘涌流可達(dá)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(dá)1500Hz。  

2.2　高次諧波  
　　
用電容器對電動機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償，電容受高次諧波干擾的來源，一是自身系統(tǒng)合閘產(chǎn)生的高頻振蕩帶來的高次諧波。二是系統(tǒng)中其它電氣設(shè)備產(chǎn)生的高次諧波。  

2.3　預(yù)防措施  
　　
一般合閘涌流持續(xù)在極短的幾毫秒內(nèi)，單獨(dú)一組的合閘涌流可降到無害的程度。多組電容器所產(chǎn)生的合閘涌流，有時能使電路中相應(yīng)的開關(guān)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(dǎo)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(dǎo)致電網(wǎng)產(chǎn)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(wǎng)質(zhì)量變差，導(dǎo)致電氣設(shè)備的損耗增加，效率降低，還會出現(xiàn)電氣設(shè)備絕緣老化，使用壽命縮短等不良故障。  
　　
預(yù)防的措施是在電動機(jī)就地補(bǔ)償?shù)碾娙萜鹘M里串聯(lián)電抗器，限制高次諧波和涌流，在電路里增設(shè)熔斷器，以保護(hù)電容。  
　　

串聯(lián)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(bǔ)償與電動機(jī)的接線  
　　
對于直接啟動或經(jīng)自耦降壓器啟動的電動機(jī)，采用電容器進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕泳€方法是：將電容器組成“△”形聯(lián)接后，再與電動機(jī)的電源線并聯(lián)。  
　　
對于采用“Y-△”方式啟動的電動機(jī)，用電容器進(jìn)行補(bǔ)償時的接線方法是：電容器聯(lián)接成△，并直接并聯(lián)在電動機(jī)每相線圈的出線端子上，這樣在運(yùn)行時才能保持電容器和電動機(jī)線圈的接法一致。  

4　電容器就地補(bǔ)償必須注意的問題  
　　1)配用電容器就地補(bǔ)償裝置的電動機(jī)，不允許通過電源反相或調(diào)整兩相線的方法實(shí)現(xiàn)其停機(jī)與反轉(zhuǎn)。  
　　2)在瞬間快速正反轉(zhuǎn)的電動機(jī)上不宜采用就地補(bǔ)償技術(shù)。  
　　3)啟動頻繁的電動機(jī)上不宜使用。  
　　4)在相距不遠(yuǎn)的同一電源里實(shí)施就地補(bǔ)償?shù)亩嗯_電動機(jī)，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(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行緊急停機(jī)檢修時，必須先人工放電。  
5　應(yīng)用舉例  
　　
我廠生產(chǎn)用水泵，配用的電動機(jī)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(bǔ)償步驟如下：