電動(dòng)機(jī)隨機(jī)補(bǔ)償及補(bǔ)償容量的確定

劉 苛，劉天齊（.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心（南陽(yáng)校區(qū)），河南 南陽(yáng) 473000；.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司，鄭州 45006）

電動(dòng)機(jī)隨機(jī)補(bǔ)償及補(bǔ)償容量的確定

劉 苛1，劉天齊2
（1.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司技能培訓(xùn)中心（南陽(yáng)校區(qū)），河南 南陽(yáng) 473000；2.國(guó)網(wǎng)河南省電力公司鄭州供電公司，鄭州 450016）

感應(yīng)電動(dòng)機(jī)是消耗無(wú)功最多的低壓用電設(shè)備，故對(duì)于油田抽油機(jī)、礦山提升機(jī)、港口卸船機(jī)等廠(chǎng)礦企業(yè)的較大容量電動(dòng)機(jī)，應(yīng)該實(shí)施就地?zé)o功補(bǔ)償，即隨機(jī)補(bǔ)償。與其它補(bǔ)償方式相比，隨機(jī)補(bǔ)償更能體現(xiàn)以下優(yōu)點(diǎn)：（1）線(xiàn)損率可減少20%；（2）改善電壓質(zhì)量，減小電壓損失，進(jìn)而改善用電設(shè)備啟動(dòng)和運(yùn)行條件；（3）釋放系統(tǒng)能量，提高線(xiàn)路供電能力。

關(guān)健詞：補(bǔ)償意義；補(bǔ)償容量；電動(dòng)機(jī)隨機(jī)補(bǔ)償

1　電動(dòng)機(jī)隨機(jī)補(bǔ)償?shù)囊饬x

隨電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償，即隨機(jī)械負(fù)荷和用電設(shè)備補(bǔ)償，將電容器直接并聯(lián)在電動(dòng)機(jī)上，用以補(bǔ)償電動(dòng)機(jī)的無(wú)功消耗。據(jù)統(tǒng)計(jì)，縣級(jí)農(nóng)網(wǎng)中約有60%的無(wú)功功率消耗在電動(dòng)機(jī)上，因此，搞好電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償，使其無(wú)功就地平衡，既能減少配電線(xiàn)路的損耗，同時(shí)還可以提高電動(dòng)機(jī)的出力。

無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕绞绞峭ㄟ^(guò)并聯(lián)電容器以提高供電的功率因數(shù)，功率因數(shù)對(duì)于無(wú)功補(bǔ)償工作來(lái)說(shuō)，是一個(gè)相當(dāng)重要的基本概念。無(wú)功補(bǔ)償?shù)哪康?，就在于提高功率因?shù)。

［例1-01］在50Hz、380V的電路中，接有電感性負(fù)荷，負(fù)荷的功率P=20kW，功率因數(shù)0.6，試求電路中的電流？

如果負(fù)荷兩端并聯(lián)電容器C=374μF，求電路的電流及功率因數(shù)？具體接線(xiàn)見(jiàn)圖1-01。

解:設(shè)未并聯(lián)電容器時(shí)電流為I1，已知功率因數(shù)cos?1=0.6

圖　1-01

則

接入電容后，設(shè)電容支路上的電流為Ic，則

因?yàn)樨?fù)荷支路的電流不變，故電路總電流I為

此時(shí)電流滯后于電壓的相位為?2=26°

所以cos?2=cos?26°=0.9

即并聯(lián)電容后，整個(gè)電路的功率因數(shù)從0.6提高到0.9，電路的電流則從87.7A降為58.5A，降低了33.3%。

［例1-01］形象地說(shuō)明了當(dāng)電路的負(fù)荷端并聯(lián)電容器后，功率因數(shù)提高，電路的電流減少?？傠娏髯冃〖葴p少了對(duì)電源電流的需求，又相應(yīng)地減小線(xiàn)路上的功率損耗。這就是提高功率因數(shù)對(duì)電路的意義及實(shí)質(zhì)。

［案例1-01］隨機(jī)補(bǔ)償實(shí)例：

某縣葛寨鄉(xiāng)煙澗二臺(tái)區(qū)440戶(hù)，1560人，配電變壓器l00kVA，每月供電量1.3～1.6萬(wàn)kWh，低壓線(xiàn)損率近年來(lái)一直穩(wěn)定在12%～12.9%。

該臺(tái)區(qū)三相動(dòng)力用戶(hù)多，有面粉加工、電磨、煤球加工、軋油、軋花、電焊、帶鋸等8戶(hù)，電動(dòng)機(jī)42臺(tái)194kW。農(nóng)網(wǎng)改造以來(lái)盡管做了大量努力，低壓線(xiàn)損卻一直居高不下。

葛寨供電所將情況反映給縣電業(yè)局營(yíng)銷(xiāo)部，營(yíng)銷(xiāo)部在調(diào)查研究的基礎(chǔ)上，根據(jù)該臺(tái)區(qū)實(shí)際情況，決定將其作為局低壓降損試點(diǎn)，以隨機(jī)無(wú)功補(bǔ)償為突破口，把線(xiàn)損降下來(lái)。

經(jīng)過(guò)設(shè)備調(diào)研、補(bǔ)償規(guī)劃、技術(shù)培訓(xùn)、宣傳發(fā)動(dòng)，某年10月底安裝自愈式金屬化膜并聯(lián)電容器30臺(tái)，進(jìn)行隨機(jī)無(wú)功補(bǔ)償。

運(yùn)行10天，抄表核算：購(gòu)電量3200kWh，售電量2920kWh，損失電量280kWh，線(xiàn)損率8.75%，比以前平均值12.5%下降了3.75%，降幅達(dá)30%。

2　電動(dòng)機(jī)就地補(bǔ)償?shù)娜萘康拇_定

（1）電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償一般采用就地補(bǔ)償方式，電容器隨電動(dòng)機(jī)的運(yùn)行和停止投退。（2）電動(dòng)機(jī)隨機(jī)補(bǔ)償?shù)膽?yīng)由以往的7.5KW擴(kuò)大到5.5KW及以下。（3）單臺(tái)電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償，一般是將電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?。

因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)空載時(shí)的無(wú)功負(fù)荷最小，補(bǔ)償后在滿(mǎn)載時(shí)的功率因數(shù)仍為滯后狀態(tài)。否則，如果將電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)載時(shí)功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?，在其空載或輕載時(shí)就會(huì)使功率因數(shù)超前，出現(xiàn)過(guò)補(bǔ)償現(xiàn)象。

如果電動(dòng)機(jī)過(guò)補(bǔ)償，在切斷電動(dòng)機(jī)電源后，使仍在旋轉(zhuǎn)著的電動(dòng)機(jī)變成了“異步發(fā)電機(jī)”，此時(shí)繞組中的電壓值將高出額定電壓幾倍，即出現(xiàn)過(guò)電壓現(xiàn)象，并持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間，這種現(xiàn)象稱(chēng)為電動(dòng)機(jī)的自勵(lì)磁現(xiàn)象。它將危及電動(dòng)機(jī)及電容器本身絕緣。

（4）電動(dòng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償容量的確定

1）從提高功率因數(shù)需要確定補(bǔ)償容量：如果電力網(wǎng)最大負(fù)荷月的平均有功功率為Pav，補(bǔ)償前的功率因數(shù)為補(bǔ)償后的功率因數(shù)則補(bǔ)償容量可用下述公式計(jì)算為

［例1-02］一臺(tái)容量為5.5kW的三相交流異步電動(dòng)機(jī)，額定電壓380V，頻率50Hz，功率因數(shù)0.8，若使功率因數(shù)提高0.9，試確定其補(bǔ)償容量？

解:根據(jù)公式（公式1-01），補(bǔ)償容量為

答：功率因數(shù)0.8提高到0.9，需補(bǔ)償電容器容量為1.463kvar。

2）電動(dòng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償容量可按下式確定：

對(duì)于慣性小的：Qc=（0.93-0.97）1.732UeIo （kvar）

對(duì)于慣性大的：Qc=（0.90-0.95）1.732UeIo （kvar）

式中：

Qc—電動(dòng)機(jī)的無(wú)功補(bǔ)償容量，（kvar）；

Ue—電動(dòng)機(jī)的額定電壓，kV

Io—電動(dòng)機(jī)的空載電流，A?？捎勉Q形電流表測(cè)出或查出有關(guān)手冊(cè)，或按電動(dòng)機(jī)額定電流的的25%估算。

3）電動(dòng)機(jī)無(wú)功補(bǔ)償容量也可按下式粗略估算：

式中Pe--電動(dòng)機(jī)額定功率，kW，可從電動(dòng)機(jī)銘牌查出。

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.14.155

劉苛（1964-），男，高級(jí)實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師、電力電纜技師。