淺析電動機無功功率就地補償

趙云明

摘 要：加強對三項異步電動機的運行管理，提高運行功率因數和綜合效率，減少線路損耗勢在必行。電動機無功功率就地補償對變配電系統的節約變配電損耗都有積極作用，有效地減少了配電線路的功率損耗。

關鍵詞：無功功率 ； 就地補償； 電容器； 電動機

1、電動機就地補償容量的選擇

電動機就地補償容量的選擇，一般應以空載時補償其功率因數至1為宜，不能以負荷情況計算。因為以空載情況補償，則滿載時仍為滯后。若以負荷情況補償至cos=1，空載（或輕載）時勢必過補償（即功率因數超前）。過補償的電動機在切斷電源后，由于電容器之放電供給電動機以勵磁，能使仍在旋轉的電動機成為感應發電機，而使電壓超出額定電壓好多倍，對電動機的絕緣和電容器的絕緣都不利，因此，感應電動機就地補償的電容器容量可由下式確定：

QC≤1.732UNI0

式中：QC—就地補償電容器的三相總容量，kvar；

UN—電動機的額定電壓，kV；

I0—電動機的空載電流，A。

2.壓電網無功補償經濟效益分析

電網實現無功補償后，不僅降低配變用電設備的損耗，而且使高低壓配電電流減少，導致線損率的降低，同時主變銅損及上一級輸電線路的導線損失降低。

2.1節省企業電費開支

提高功率因數對企業的直接經濟效益是明顯的，因為國家電價制度中，從合理利用有限電能出發，對不同企業的功率因數規定了要求達到的不同數值，低于規定的數值，需要多收電費，高于規定數值，可相應地減少電費。可見，提高功率因數對企業有著重要的經濟意義。

2.2提高設備的利用率

對于原有供電設備來講，在同樣有功功率下，因功率因數的提高，負荷電流減少，因此向負荷傳送功率所經過的變壓器、開關和導線等供配電設備都增加了功率儲備，從而滿足了負荷增長的需要；如果原網絡已趨于過載，由于功率因數的提高，輸送無功電流的減少，使系統不致于過載運行，從而發揮原有設備的潛力；對尚處于設計階段的新建企業來說則能降低設備容量，減少投資費用，在一定條件下，改善后的功率因數可以使所選變壓器容量降低。因此，使用無功補償不但減少初次投資費用，而且減少了運行后的基本電費。

2.3降低系統的能耗

作業區現有工頻運行的抽油機井85口，大多數為37KW或45KW的三相交流異步電動機，所采用的無功補償方式為電動機并聯12var或16Kvar的自愈式電容器組。當電動機投入相應的電容器組時，電動機的功率因數能達到0.90以上，基本達到電力部門對低壓系統力率的要求。但是由于各種原因，現作業區損壞和控制系統故障的電容器組有19組，將這19組故障的電容器組經過從新布線和元器件更換已全部恢復運行。年節約電網損耗電量W節=IQ2RT=（256*1.5）2*0.0175*100/50/1000*3*24*345+（256*1.5/25）2*0.0283*15000/90/1000*3*24*345=155840KW.h，由于加裝電容器組，減少單井變壓器容量100-63=37KVA兩臺，年節約容量費W4=37*2*18.85=16739（元）

2.4改善電壓質量。

以線路末端只有一個集中負荷為例，假設線路電阻和電抗為R、X，有功和無功為P、Q，則電壓損失ΔU為：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV） 兩部分損失：PR/ Ue→輸送有功負荷P產生的；QX/Ue→輸送無功負荷Q產生的；

配電線路：X=（2～4）R，△U大部分為輸送無功負荷Q產生的

變壓器：X=（5～10）R QX/Ue=（5～10） PR/ Ue 變壓器△U幾乎全為輸送無功負荷Q產生的

以看出，若減少無功功率Q，則有利于線路末端電壓的穩定，有利于大電動機的起動。因此，無功補償能改善電壓質量（一般電壓穩定不宜超過3%）。但是如果只追求改善電壓質量來裝設電容器是很不經濟的，對于無功補償應用的主要目的是改善功率因數，減少線損，調壓只是一個輔助作用。

2.5三相異步電動機通過就地補償后，由于電流的下降，功率因數的提高，從而增加了變壓器的容量

計算公式如下：

△S=P/ COSφ1×[（ COSφ 2/ COSφ1）-1]

如一臺額定功率為155KW水泵的電機，補前功率因數為0.857，補償后功率因數為0.967，根據上面公式計算其增容量為：

（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA

電容器的就地無功補償技術對單位的作用積極如文所述，我們在日常的工作中要注意巡視檢查電容器組的運行情況，對于失效、損壞及控制電路故障的電容器要及時恢復其運行狀態，確保電容補償技術經濟、合理、安全可靠，達到節約電能的目的。