【资料】高压电动机就地无功补偿的计算和分析

高压电动机就地无功补偿的核算和剖析

【摘要】介绍了电动机在不同负载率的工况下无功补偿

容量的核算方法，对现在在容量核算中存在的问题做了剖析，并且举例阐明了在电动机负载率改变时，功率因数、功率输入功率参数对补偿容量的影响，一起提出了在核算补偿容量时应注重的一些问题。

【关键词】高压电动机；负载率；补偿容量核算；剖析 1

前语

由于电动机就功补偿节能作用显著，因而运用十分广泛。关于低压电动机一般额外功率较小，在补偿容量核算方面要求不是很严厉。而高压（(6000V~10000V )电动机的额外功率都

很大，从几百千瓦到几千千瓦，乃至到达上万千瓦。

规划部分选用这些高压大功率电动机时，一般在挑选额

外功率时都留有必定的裕量，所以大部分电动机都不是在额外工况下运转。

这就给咱们提出一个很重要的问题：电动机不是在满载

工况下运转，当负载发生改变时，怎样精确地核算率因数、功率以及补偿容量，怎么剖析这些参数之间的联系。由于电动机的功率很大，用户对补偿作用要求很严厉。再者是对单台电动

机进行补偿，负载状况清楚，依据用户的要求核算出来的补偿容量，其投运后的作用应该是满足要求的。

可是近几年发现在对电动机就地无功补偿的容量核算面，存在一些值得商讨的问题：一是在运用补偿容量核算的公式中，概念不清；二是将补偿设备的额外容量误以为设备实践输出容量；三是电动机制作厂样本中给出的功率因数、功率等参数均为规划值（或称核算值)，而不是确保值。这些要素都影响补

偿容量的核算，然后影响实践补偿作用。

2 典型电动机的补偿容量核算和剖析

2.1电机各项数据和规划部分选取的补偿容量

某市供水泵站，水泵电机的数据如表1所示（电动机厂

家供给)，用户要求配

置就地无功补偿设备，要求补偿后的功率因数要到达0.92。

依据用户要求，某规划单位依照额外工况核算补偿容量如下：Q = P N【tan-1(cos 0.806 )_ tan-1(cos 0.92 )】 = 1250 x 0.308 = 385 kvar

注：在此公式中，用PN不对，具体参看后边4.1。

为了确保补偿作用，选取补偿容量为：

Q = 400 k var

但补偿设备实践投入运转后，功率因数不光达不到 0.92,并且连0.9都达不到，仅为0.89。这个功率因数还要遭到供

电部分的罚款，因而用户很不满足。

为了剖析原因，规划单位和用户以及电机厂家一起剖析，找原因。电机厂家也供给了该电机的具体参数，如表1。

表1 水泵电机的各项数据（规划值）

类型Y6305 功率因数cosφ0.806 转子损耗 5.62 kW

额外功率PN 1250 kW 额外功率95.7% 铁芯损耗23.34 kW

额外电压UN 10000 V 空载电流I037.62 A 机械损耗 4.19 kW

额外电流IN 94 A 定子损耗16.01 kW 杂散损耗 6.25 kW

2.2 电动机在额外工况时的损耗核算电动机的总损耗：

参阅《钢上》P303 例题

ΣP N =定子损耗+转子损耗+铁芯损耗+机械损耗 +杂散损耗= 16.01 +5.62 +23.34 +4.19 +6.25= 55.41 kW

电动机的固定损耗：

P0 =铁芯损耗 +机械损耗= 23.34 + 4.19 =27.53 Kw

电动机的可变损耗（拖动负载有用功率损耗）：

Pk = 总损耗-固定损耗 = P N–P0= 55.41 -27.53 = 27.88 kW

2.3 电动机实践输出功率和负载率核算

首先在现场对电动机的电流进行了实测，成果电动机的定子实践电流I1 =71A，阐明电动机不是在满载工况下运转，在这种状况下电动机的参数核算如下：

电动机实践输出功率：参阅《钢上》P303例题

电动机实践负载系数： (百分数表明的负载系数，这儿为β=70% )

2.4 电动机在负载率β=70%，P2 =875 kW时电动机的各项参数核算和补偿容量的核算：

对应于P2时电动机的总损耗：

ΣPn =β2 Pk + P0 = 0.72 x 27.88 +27.53 =41.2kW

对应于P2时电动机的实践输入功率：

P1 =P2+ΣP =875 +41.2 =916kW

对应于P2时电动机的实践功率因数：

在这种状况下，假如将功率因数补偿到0.92，所需无功容量为：

2.5 剖析原因

规划部分选用补偿设备的容量为400KVR，并且要求装备电抗率为6%的电抗器 (24kvA)串联6%电抗器后，电容器的额外电压应选11kV，即U c=11kv。

电容器实践接受电压（电容器三角形接法，《钢上》

P418 10-5）：

这儿U N是补偿设备的母线电压10KV。

电容器实践输出容量(电工学推导)：

补偿设备实践输出容量：

Qbc = 电容器实践输出容量-电抗器容量 = 374 - 24 = 350 kvar

可以看出Qbc(350kva)比Q (430kva)的容

量少80kvar，约20%左右，所以达不到预期作用。该电动机在负载率为70%、补偿容量为350kvar时，经核算这时的电动机

体系的功率因数为0.89，

cosφ= = 0.89 配三P22 1-59

这儿Qc = P1*tg-1（cos0.745）= 916 x 0.895 = 820 (kvar)

Qbc = 电容器实践输出容量-电抗器容量 = 374 - 24 = 350 kvar

与实践运转中的功率因数相符。由于电动机体系的功率

因数低于0.9,所以还要遭到供电部分罚款，因而用户不满足。

通过剖析和核算，将设备的额外容量改为500kvar ，依

然串联6%的电抗器，设备实践输出容量为438kvar ，投入运

转后，功率因数到达0.92，用户很满足。

3 对典型电动机在不同负载率时补偿容量核算

前面的这台水泵电机，这种容量和类型运用很遍及，因

而咱们无妨设其负载

10，20，30，40，50，60，70，80，90，求出相应的η、cos 和补偿容量 Q 的值，如表 2所示。