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                                就地补偿在大型电机上的节能应用

                                2016/10/11 15:53:00

                                1 前言


                                  众所周知,交流电能在输送和使用过程中,用于转换机械能、热能、光能等的那部分能量叫做有功功率,用于电路内电场与磁场交换的那部分能量叫做无功功率。有功消耗能量,无功不消耗能量。但无功有个平衡题目,电力系统的无功平衡是指系统中无功电源与无功负荷必须平衡,电力系统中的无功平衡对电力网的输电能力、稳定性水平、电能损耗和用户真个电压质量均有极大影响。电力系统的无功源为系统中所有发电机'>电机、并联电容器、高压输电线、调相机等的无功功率的总和。电力系统无功负荷为全系统各变电所及大型用户所带无功负荷,各变电所变压器'>变压器的感性无功功率及全系统输电线路感性无功功率之和。


                                2 无功就地补偿的实践


                                  攀钢动力厂给水车间于2010年7月份通过公司设备处在厦门冠欧电气有限公司订购了一套GOLC-60-3型的就地补偿装置,用于该车间15#水泵'>水泵机组JS128-8、155kW/294A低压电机'>电机上使用。安装后经过一个多月的时间运行,节能效果明显,现场使用SPDC-1000电能平衡测试仪测数据如下:

                                  通过这台电机安装就地补偿器的实践,可验证以下几个方面:
                                  ①某节能电器厂生产的无功就地补偿器性能和可靠性能满足现场生产的需要?
                                  ②安装就地补偿器后,是否会对原先的一套现场生产活动带来不利影响?如:电动机的更换修理、现场设备的点检活动、现场环境的治理等。
                                  ③就地补偿器的自身点检、维护的工作量有多大?
                                  ④安装就地补偿器后的实际效果,效益究竟如何?
                                  到目前为止,就地补偿装置经过一年多的运行使用,这几个方面都得到了很好的验证。首先该节能电器厂生产的就地补偿器运行至今未发生故障,证实该补偿装置能满足现场生产的要求,该装置已与现场融为一体,很自然地被设备点检、生产岗位工人接纳。实践证实,只要选择合适的位置规范安装,对原有一套现场生产活动无任何影响。就地补偿装置自身的维护工作量小,在这一年多时间内补偿器的点检、维护工作量基本为零。这台水泵'>水泵电机在安装就地补偿装置后,实际效果是功率因数进步到0.95以上,达到了补偿的目的。


                                3 电机安装就地补偿后经济效益评估低压电机就地补偿器


                                  三相异步电动机安装就地补偿器后所取得的综合效果是非常可观的,从几个方面可进行分析。
                                  ①该电机经过就地补偿后从现场测试数据看,电流下降了34A、功率因数进步到0.967、无功功率减少了49.05kvar,根据无功经济当量来分析无功经济当量值取0.1;该电机年运行8760小时,其年节电量为49.05×0.1×8710=42967.8kW·h,按产业用电0.465元/kW·h计算的节约电费19980元人民币,而这套就地补偿装置的投资用度在4500元(设备治理处的价格)左右,约需3个月就可回收投资。
                                  ②三相异步电动机通过就地补偿后,由于电流的下降,功率因数的进步,从而也就增加了变压器'>变压器的容量,计算公式如下:

                                  如这台水泵电机的额定功率155kW,补偿前功率因数为0.857,补偿后功率因数为0.967,根据上面的公式计算其增容量为:(155÷0.857)×(0.967÷0.857-1)≈24kVA,由此可见,异步电动机经过就地补偿后,其增容量是相当可观的,对企业今后扩大生产规模节约了投资用度。
                                  ③异步电动机通过就地补偿后,不但起到节电、增容的目的,由于电流的下降,还可以延长电机及相关电容器的使用寿命,降低电器设备的温升,延缓供配电线路老化,减少交流接触器火花,防止电器设备的事故,节约了维修用度,促进了安全生产。
                                  ④异步电动机经过就地补偿后,电机的效率也进步了,增加了电机的出力,进步了产量。
                                  实践证实,就地补偿装置是一种故障率低、维护量少、使用寿命长、一次投资终身受益的静止型电力设备,鉴于目前我公司电网无功不足的现状,故建议在公司内的电感性负载设备上可以推广安装使用就地补偿装置。具体做法:
                                1)测试低压电机功率因数低于0.85的;
                                2)测试高压电机功率因数低于0.90的;
                                3)测试动力变压器功率因数低于0.85的;
                                4)各系统按总装机容量的百分数有选择的进行。


                                4 无功就地补偿装置使用前后数据的对比分析


                                  1)由表1可以看出,安装DJWB无功就地补偿器后,电动机的运行电流由补前的240.3A降为206.3A,降低了34A,降幅为14%;电动机的功率因数从补前的0.857升高为补后的0.967,得到了明显的进步;其视在功率由补前的165.4降为141.8kVA由此可极大地增加变压器的出力。
                                  2)在补偿前此台电动机有功功率为141.8kW,补偿后为137.2kW,每年(365天)可节电40296kW·h,节约电费支出18738元(0.465元/kW·h),效益明显可观。


                                5 结束语


                                  无功就地补偿装置并不是一项新技术,但随着电力电容器制造技术的发展,国外一些工程师提出的供配电网络电感性负荷的无功缺额主要依靠就地补偿来解决的主张却是一种新观念。这种比较科学和高效的方法,在西方产业发达国家已被普遍接受,但我国大部分人还不理解,主要原因是利益区分模糊所致。
                                  无功就地补偿既有巨大的经济效益又关系到电力系统的持续性发展远景,我们应该扎扎实实地推广和使用这一技术措施,为节能降耗作出贡献。


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