浅析电动机无功功率就地补偿

赵云明

摘 要：加强对三项异步电动机的运行管理，提高运行功率因数和综合效率，减少线路损耗势在必行。电动机无功功率就地补偿对变配电系统的节约变配电损耗都有积极作用，有效地减少了配电线路的功率损耗。

关键词：无功功率 ； 就地补偿； 电容器； 电动机

1、电动机就地补偿容量的选择

电动机就地补偿容量的选择，一般应以空载时补偿其功率因数至1为宜，不能以负荷情况计算。因为以空载情况补偿，则满载时仍为滞后。若以负荷情况补偿至cos=1，空载（或轻载）时势必过补偿（即功率因数超前）。过补偿的电动机在切断电源后，由于电容器之放电供给电动机以励磁，能使仍在旋转的电动机成为感应发电机，而使电压超出额定电压好多倍，对电动机的绝缘和电容器的绝缘都不利，因此，感应电动机就地补偿的电容器容量可由下式确定：

QC≤1.732UNI0

式中：QC—就地补偿电容器的三相总容量，kvar；

UN—电动机的额定电压，kV；

I0—电动机的空载电流，A。

2.压电网无功补偿经济效益分析

电网实现无功补偿后，不仅降低配变用电设备的损耗，而且使高低压配电电流减少，导致线损率的降低，同时主变铜损及上一级输电线路的导线损失降低。

2.1节省企业电费开支

提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。

2.2提高设备的利用率

对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，負荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

2.3降低系统的能耗

作业区现有工频运行的抽油机井85口，大多数为37KW或45KW的三相交流异步电动机，所采用的无功补偿方式为电动机并联12var或16Kvar的自愈式电容器组。当电动机投入相应的电容器组时，电动机的功率因数能达到0.90以上，基本达到电力部门对低压系统力率的要求。但是由于各种原因，现作业区损坏和控制系统故障的电容器组有19组，将这19组故障的电容器组经过从新布线和元器件更换已全部恢复运行。年节约电网损耗电量W节=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，由于加装电容器组，减少单井变压器容量100-63=37KVA两台，年节约容量费W4=37*2*18.85=16739（元）

2.4改善电压质量。

以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV） 两部分损失：PR/ Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；

配电线路：X=（2～4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器：X=（5～10）R QX/Ue=（5～10） PR/ Ue 变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的

以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。

2.5三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量

计算公式如下：

△S=P/ COSφ1×[（ COSφ 2/ COSφ1）-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：

（155÷0.857） ×[（0.967 ÷0.857）-1]=24KVA

电容器的就地无功补偿技术对单位的作用积极如文所述，我们在日常的工作中要注意巡视检查电容器组的运行情况，对于失效、损坏及控制电路故障的电容器要及时恢复其运行状态，确保电容补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。