功功率补偿技术济探讨
摘 交流异步电机广泛工业民系统少电机负荷率低常处轻载空载状态功功率消耗功功率电浪费严重采功补偿提高功率数节约电减少运行费效措施文功补偿种类特点作济效益等进行述
交流异步电机工业民建筑系统中应广泛民范围中运行机械连续运行调速操作频繁场合风机水泵冷冻机结构简单易维护异步电动机工矿企业中少电动机负荷率低常处轻载空载状态功率数普遍高负荷率低功率数愈低功功率相功功率百分更显著浪费电异步电动机采功功率补偿提高功率数节约电减少运行费提高电质量符合国节约源国策时企业带济效益
1 功功率补偿种类特点
11 集中补偿
高低压配电设置干组电容器电容器接配电母线补偿供电范围功功率图1示12 组合补偿(分散补偿)电容器接高压配电装置动力箱母线附电动机进行功补偿图2示
13 单独补偿
电容器装箱放置电动机附单独补偿图3电容器直接接电动机端子保护设备末端般需电容器操作保护设备称直接单独补偿图3a常操作者采接触器非常操作者采空气断路器高压电容器直接单独补偿宜采真空开关图4采控制设备电动机控制开关操作电容器必须采装熔丝装熔断器采控制设备图5示控制式单独补偿降压起动逆运行等特殊操作求电动机
2 功功率补偿作
21 改善功率数相应减少电费
根国家水电部物价局颁布功率数调整电费办法规定三种功率数标准值相应减少电费：
(1)高压供电电单位功率数09
(2)低压供电电单位功率数085
(3)低压供电农业户功率数08
根办法补偿功率数分超出095094092宜超值电费没减少相反初次设备增加济
22 降低系统耗
功率数提高减少线路损耗变压器铜耗
设R线路电阻ΔP1原线路损耗ΔP2功率数提高线路损耗线损减少
ΔPΔP1－ΔP23R(I12－I22)(1)
原损失减少百分数
(ΔPΔP1)×100％1－(I2I1)2·100％(2)
式中I1P( 3 U1cosφ1)I2P( 3 U2cosφ2)
补偿功率数提高U2 >U1分析方便认U2≈U1
θ[1－(cosφ1cosφ2)2]·100％(3)
功率数08提高09时通式计算求功损耗降低21％左右
输送功率P 3UIcosφ变情况cosφ提高I相降低设I1补偿前变压器电流I2补偿变压器电流铜耗分ΔP1ΔP2铜耗电流方成正
ΔP1ΔP2I22I12
P1P2认U2≈U1时 I2I1cosφ1cosφ2
知功率数08提高09时铜耗相原80％
23 减少线路压降
线路传送电流系统线路电压损失相应减利系统电压稳定(轻载时防止超前电流电压升高)利电机起动
24 增加供电功率减少电贴费
原供电设备讲样功功率cosφ提高负荷电流减负荷传输功率变压器开关导线等配电设备增加功率储备发挥设备潜力新建项目说降低变压器容量减少投资费时减少运行基电费
3 补偿集中补偿技术济分析
31 电容补偿技术应注意问题
(1)防止产生励
采电容器补偿电动机切断电源电动机惯性作继续运行时电容器放电电流成励磁电流果电容补偿电动机磁场励产生电压图6示防止产生励式选电容
QC09 3UI0
(2)防止电压
电容器补偿容量会引起电网电压升高会导致电容器损坏国联电容器国标规定：工频长期电压值超11倍额定电压必须符合QC< 01Ss条件
(3)防止产生谐振
(4)防止受系统谐波影响
谐波源供电线路应增设电抗器等措施谐波影响致造成电容器损坏
32 两者较(见表)
表见补偿较集中补偿更具节效果
4 电容补偿控制安装方式选择
41 补偿集中补偿关规定
(1)GB12497—90三相异步电动机济运行第76条规定：50kW电动机应进行功率数补偿
(2)GB3485—83评估企业合理电技术导第29条规定：100kW电动机补偿功功率
(3)GB50052—95供配电设计规范第5035010规定
(4)国外电委员会法规专业学报均类似规定刊载
42 电容补偿方式选择
采联电容器作工功补偿量减少线损电压损失宜衡低压部分功宜低压电容器补偿高压部分功宜高压电容器补偿容量较负荷稳常电设备功功率宜补偿补偿基功电容器组宜配变电集中补偿工业生产机械化动化程度高流水线容量机组场宜分散补偿
43 电容器组投切方式选择
电容器组投切方式分手动动两种
补偿低压基功常年稳定投切次数少高压电容器组宜采手动投切避免补偿轻载时电压高易造成设备损坏宜采动投切高低压补偿效果相时宜采低压动补偿装置
44 功动补偿调节方式
节者采功功率参数调节三相衡时采功率数参数调节改善电压偏差者应电压参数调节功功率时间稳定变化者时间参数调节
5 电容补偿容量选定
51 集中补偿容量确定
先进行负荷计算确定功功率P30功功率Q30补偿前然功率数cosφ1补偿功率数cosφ2
QCαP30(tgφ1－tgφ2)
α均负荷数
52 电动机补偿电容器容量确定
补偿电容器容量选择参数励磁电流电容器造成励选电容器容量必条件负载率越低功率数越低极数愈功率数越低容量愈功率数越低功功率消耗励磁电流负载率变化应考虑电动机容量极数两参数佳补偿效果式(4)计算
6 结合工程实例谈电容补偿应
某型项目中源中心例该项目设备装机容量约21000千瓦中高压电动机设备容量5400千瓦低压设备容量5000千瓦供电电源电压等级10kV着节高效方针初次尝试采燃汽轮机发电机组发电冷热电三联供做汽电生实现源综合利济分析采10kV作高压电动机供电电压等级投资较省时减少变电环节减少障点根负荷计算采六路10kV电源分高压电动机直配
项目中高压电动机空调系统中中央空调机组机外部设备——冷冻水循环泵冷水循环泵台设备设备单机容量离心机组单机达2810kW(5台)870kW(4台)冷冻水循环泵单机560kW(9台)冷冻水循环泵单机380kW(3台)然功率数08左右果10kV配电室集中补偿电容采高压功动补偿话容量电动机起停会10kV侧功率数稳定造成补偿引起系统电压升高时配电室冷冻机房高压电动机线路50m远140m线路损耗相观综合考虑高压动补偿元件技术价格均求高采高压电容器补偿电动机时投切高压电容器组放置电动机附电动机采耦降压起动方式高压补偿装置联电容器体采熔断器做保护装设避雷器电压保护串联电抗器抑制涌流谐波样做仅提高电动机功率数降低线路损耗时释放系统容量缩馈电电缆截面节约投资
低压设备二台1000kVA二台1600kVA变压器配出低压电机布置较分散变电变压器低压侧采电容器组集中动补偿然低压电动机容量补偿济效益设备锅炉房排水设备锅炉房设备冷冻机房集中环境较差理便低压配电室采功率数补偿较合适
7 总结
功功率进行补偿节效果目睹应程中应该技术济综合考虑根具体情况进行分析决定采集中补偿补偿两者综合采达电气设备济运行目
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摘 交流异步电机广泛工业民系统少电机负荷率低常处轻载空载状态功功率消耗功功率电浪费严重采功补偿提高功率数节约电减少运行费效措施文功补偿种类特点作济效益等进行述
交流异步电机工业民建筑系统中应广泛民范围中运行机械连续运行调速操作频繁场合风机水泵冷冻机结构简单易维护异步电动机工矿企业中少电动机负荷率低常处轻载空载状态功率数普遍高负荷率低功率数愈低功功率相功功率百分更显著浪费电异步电动机采功功率补偿提高功率数节约电减少运行费提高电质量符合国节约源国策时企业带济效益
1 功功率补偿种类特点
11 集中补偿
高低压配电设置干组电容器电容器接配电母线补偿供电范围功功率图1示12 组合补偿(分散补偿)电容器接高压配电装置动力箱母线附电动机进行功补偿图2示
13 单独补偿
电容器装箱放置电动机附单独补偿图3电容器直接接电动机端子保护设备末端般需电容器操作保护设备称直接单独补偿图3a常操作者采接触器非常操作者采空气断路器高压电容器直接单独补偿宜采真空开关图4采控制设备电动机控制开关操作电容器必须采装熔丝装熔断器采控制设备图5示控制式单独补偿降压起动逆运行等特殊操作求电动机
2 功功率补偿作
21 改善功率数相应减少电费
根国家水电部物价局颁布功率数调整电费办法规定三种功率数标准值相应减少电费：
(1)高压供电电单位功率数09
(2)低压供电电单位功率数085
(3)低压供电农业户功率数08
根办法补偿功率数分超出095094092宜超值电费没减少相反初次设备增加济
22 降低系统耗
功率数提高减少线路损耗变压器铜耗
设R线路电阻ΔP1原线路损耗ΔP2功率数提高线路损耗线损减少
ΔPΔP1－ΔP23R(I12－I22)(1)
原损失减少百分数
(ΔPΔP1)×100％1－(I2I1)2·100％(2)
式中I1P( 3 U1cosφ1)I2P( 3 U2cosφ2)
补偿功率数提高U2 >U1分析方便认U2≈U1
θ[1－(cosφ1cosφ2)2]·100％(3)
功率数08提高09时通式计算求功损耗降低21％左右
输送功率P 3UIcosφ变情况cosφ提高I相降低设I1补偿前变压器电流I2补偿变压器电流铜耗分ΔP1ΔP2铜耗电流方成正
ΔP1ΔP2I22I12
P1P2认U2≈U1时 I2I1cosφ1cosφ2
知功率数08提高09时铜耗相原80％
23 减少线路压降
线路传送电流系统线路电压损失相应减利系统电压稳定(轻载时防止超前电流电压升高)利电机起动
24 增加供电功率减少电贴费
原供电设备讲样功功率cosφ提高负荷电流减负荷传输功率变压器开关导线等配电设备增加功率储备发挥设备潜力新建项目说降低变压器容量减少投资费时减少运行基电费
3 补偿集中补偿技术济分析
31 电容补偿技术应注意问题
(1)防止产生励
采电容器补偿电动机切断电源电动机惯性作继续运行时电容器放电电流成励磁电流果电容补偿电动机磁场励产生电压图6示防止产生励式选电容
QC09 3UI0
(2)防止电压
电容器补偿容量会引起电网电压升高会导致电容器损坏国联电容器国标规定：工频长期电压值超11倍额定电压必须符合QC< 01Ss条件
(3)防止产生谐振
(4)防止受系统谐波影响
谐波源供电线路应增设电抗器等措施谐波影响致造成电容器损坏
32 两者较(见表)
表见补偿较集中补偿更具节效果
4 电容补偿控制安装方式选择
41 补偿集中补偿关规定
(1)GB12497—90三相异步电动机济运行第76条规定：50kW电动机应进行功率数补偿
(2)GB3485—83评估企业合理电技术导第29条规定：100kW电动机补偿功功率
(3)GB50052—95供配电设计规范第5035010规定
(4)国外电委员会法规专业学报均类似规定刊载
42 电容补偿方式选择
采联电容器作工功补偿量减少线损电压损失宜衡低压部分功宜低压电容器补偿高压部分功宜高压电容器补偿容量较负荷稳常电设备功功率宜补偿补偿基功电容器组宜配变电集中补偿工业生产机械化动化程度高流水线容量机组场宜分散补偿
43 电容器组投切方式选择
电容器组投切方式分手动动两种
补偿低压基功常年稳定投切次数少高压电容器组宜采手动投切避免补偿轻载时电压高易造成设备损坏宜采动投切高低压补偿效果相时宜采低压动补偿装置
44 功动补偿调节方式
节者采功功率参数调节三相衡时采功率数参数调节改善电压偏差者应电压参数调节功功率时间稳定变化者时间参数调节
5 电容补偿容量选定
51 集中补偿容量确定
先进行负荷计算确定功功率P30功功率Q30补偿前然功率数cosφ1补偿功率数cosφ2
QCαP30(tgφ1－tgφ2)
α均负荷数
52 电动机补偿电容器容量确定
补偿电容器容量选择参数励磁电流电容器造成励选电容器容量必条件负载率越低功率数越低极数愈功率数越低容量愈功率数越低功功率消耗励磁电流负载率变化应考虑电动机容量极数两参数佳补偿效果式(4)计算
6 结合工程实例谈电容补偿应
某型项目中源中心例该项目设备装机容量约21000千瓦中高压电动机设备容量5400千瓦低压设备容量5000千瓦供电电源电压等级10kV着节高效方针初次尝试采燃汽轮机发电机组发电冷热电三联供做汽电生实现源综合利济分析采10kV作高压电动机供电电压等级投资较省时减少变电环节减少障点根负荷计算采六路10kV电源分高压电动机直配
项目中高压电动机空调系统中中央空调机组机外部设备——冷冻水循环泵冷水循环泵台设备设备单机容量离心机组单机达2810kW(5台)870kW(4台)冷冻水循环泵单机560kW(9台)冷冻水循环泵单机380kW(3台)然功率数08左右果10kV配电室集中补偿电容采高压功动补偿话容量电动机起停会10kV侧功率数稳定造成补偿引起系统电压升高时配电室冷冻机房高压电动机线路50m远140m线路损耗相观综合考虑高压动补偿元件技术价格均求高采高压电容器补偿电动机时投切高压电容器组放置电动机附电动机采耦降压起动方式高压补偿装置联电容器体采熔断器做保护装设避雷器电压保护串联电抗器抑制涌流谐波样做仅提高电动机功率数降低线路损耗时释放系统容量缩馈电电缆截面节约投资
低压设备二台1000kVA二台1600kVA变压器配出低压电机布置较分散变电变压器低压侧采电容器组集中动补偿然低压电动机容量补偿济效益设备锅炉房排水设备锅炉房设备冷冻机房集中环境较差理便低压配电室采功率数补偿较合适
7 总结
功功率进行补偿节效果目睹应程中应该技术济综合考虑根具体情况进行分析决定采集中补偿补偿两者综合采达电气设备济运行目
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