水泥生產(chǎn)中電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償技術(shù)的應(yīng)用
電動(dòng)機(jī)利用電容進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康氖翘岣唠妱?dòng)機(jī)功率因數(shù),減少無(wú)功功率和線(xiàn)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(guò)檢測(cè)電動(dòng)機(jī)線(xiàn)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(guò)經(jīng)濟(jì)測(cè)算來(lái)確定。
1 無(wú)功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的合理確定
無(wú)功補(bǔ)償經(jīng)濟(jì)當(dāng)量指的是每補(bǔ)償1kV·A的無(wú)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(cè)算比較,確定合理的無(wú)功補(bǔ)償量Qk。
在實(shí)際工作中,我們對(duì)Y系列的7.5、10、18.5、22、32kW的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行補(bǔ)償試驗(yàn),用加權(quán)平均值測(cè)繪了功率因數(shù)與單位補(bǔ)償容量的變化曲線(xiàn),從曲線(xiàn)變化規(guī)律可分析出:當(dāng)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.96以上時(shí),功率因數(shù)每增加0.01時(shí),需用的無(wú)功補(bǔ)償容量將增加數(shù)倍。功率因數(shù)補(bǔ)償過(guò)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(shí)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(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償時(shí),在電動(dòng)機(jī)合閘啟動(dòng)時(shí),有涌流現(xiàn)象存在。實(shí)驗(yàn)說(shuō)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(guò)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(guò)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(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行就地補(bǔ)償,電容受高次諧波干擾的來(lái)源,一是自身系統(tǒng)合閘產(chǎn)生的高頻振蕩帶來(lái)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(wú)害的程度。多組電容器所產(chǎn)生的合閘涌流,有時(shí)能使電路中相應(yīng)的開(kāi)關(guān)或自身?yè)p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(shí),基波電流和諧波電流分量的疊加,使電流波形畸變,同時(shí)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(huì)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(dòng)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(dòng)機(jī)的接線(xiàn)
對(duì)于直接啟動(dòng)或經(jīng)自耦降壓器啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī),采用電容器進(jìn)行補(bǔ)償?shù)慕泳€(xiàn)方法是:將電容器組成“△”形聯(lián)接后,再與電動(dòng)機(jī)的電源線(xiàn)并聯(lián)。
對(duì)于采用“Y-△”方式啟動(dòng)的電動(dòng)機(jī),用電容器進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的接線(xiàn)方法是:電容器聯(lián)接成△,并直接并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)每相線(xiàn)圈的出線(xiàn)端子上,這樣在運(yùn)行時(shí)才能保持電容器和電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的接法一致。
4 電容器就地補(bǔ)償必須注意的問(wèn)題
1)配用電容器就地補(bǔ)償裝置的電動(dòng)機(jī),不允許通過(guò)電源反相或調(diào)整兩相線(xiàn)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(dòng)機(jī)上不宜采用就地補(bǔ)償技術(shù)。
3)啟動(dòng)頻繁的電動(dòng)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_(tái)電動(dòng)機(jī),不得同時(shí)啟動(dòng),且間隔時(shí)間大于涌流時(shí)間10倍以上。
5)如因故障對(duì)補(bǔ)償系統(tǒng)進(jìn)行緊急停機(jī)檢修時(shí),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(dòng)機(jī)為Y180L-4,Pe=22kW,Ue=380V,Ie=42.5A,ηe=92.5%,cosΦ=0.85,電源線(xiàn)為25mm2的銅芯聚乙烯電纜,L=350m,銅線(xiàn)電阻率ρ=1.67×10-2Ω·mm2/m。
補(bǔ)償步驟如下:
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