提高異步電動機自然功率因數(shù)降低電能損耗

感應(yīng)電動機的功率因數(shù)有兩種，即自然功率因數(shù)和總功率因數(shù)。自然功率因數(shù)就是設(shè)備本身固有的功率因數(shù)，其值決定于本身的用電參數(shù)(如：結(jié)構(gòu)，用電性質(zhì)等)。倘若自然功率因數(shù)偏低，不能滿足標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)約用電的要求，就需設(shè)置人工補償裝置來提高功率因數(shù)，這時的功率因數(shù)叫總功率因數(shù)。由于設(shè)置人工補償裝置需增加很多投資，所以提高電動機自然功率因數(shù)是首要的任務(wù)。在農(nóng)網(wǎng)中消耗無功功率比重最多的是感應(yīng)電動機，約占60%以上，因此，研究如何提高農(nóng)網(wǎng)中電動機的自然功率因數(shù)，減少輸送的無功負(fù)荷，降損節(jié)能，提高運行效率，很有必要。本文擬探討這個問題。










1　嚴(yán)格控制電動機容量，提高設(shè)備負(fù)載率，達(dá)到合理運行










(1) 合理選用電動機容量，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失。










"大馬拉小車"、輕載和空載運行情況，造成電動機自然功率因數(shù)偏低，耗用無功比例較大，損失電能增加。因此，合理選擇電動機容量，使之與機械負(fù)載功率相匹配，提高電動機的負(fù)載率，是改善其自然功率因數(shù)的主要方法之一。










電動機的負(fù)載率與功率因數(shù)的關(guān)系如表1所示：










表1










負(fù)載率 0 0.25 0.5 0.75 1






cosф 0.2 0.5 0.77 0.85 0.88















由表1可知，隨著負(fù)載率的提高，電動機自然功率因數(shù)也就提高了，也就是說，合理選擇電動機容量，能提高其功率因數(shù)，達(dá)到節(jié)約電能之目的。










電動機當(dāng)其處于最佳負(fù)載率狀態(tài)下運行時，其效率最高，自然功率因數(shù)最大。










(2)合理使用電動機，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失。










可以對輕負(fù)荷電動機容量下調(diào)，即將負(fù)荷不足的大容量電動機進(jìn)行替換。










當(dāng)電動機的負(fù)載率kfz＜40%時，可以調(diào)換：當(dāng)40%＜kfz＜70%時，則需通過技術(shù)經(jīng)濟比較后，再做決定，其主要判定條件是：










ΔPd1-ΔPd2＞0










式中ΔPd1-原有電動機的有功損失，kW










ΔPd1-替換電動機的有功損失，kW










2　對輕負(fù)荷電動機實行降壓運行，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失










當(dāng)負(fù)載系數(shù)kfz＜50%時，應(yīng)對電動機采用降壓運行，具體做法是將定子繞組由Δ改接為Y接線。










不同負(fù)載率改接前后效率和功率因數(shù)的變化，如表2、表3所示。










表2　感應(yīng)電動機定子繞組Δ-Y變接后的效率變化










ηY/η△ 1.27 1.1 1.06 1.04 1.02 1.01 1.005 1






kfz 0.1 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5















表3　感應(yīng)電動機定子繞組Δ-Y變接后的功率因數(shù)變化










cosф的 額定值 cosфY/cosф△






kfz=0.1 kfz=0.2 kfz=0.3 kfz=0.4 kfz=0.5






0.78 1.94 1.8 1.64 1.49 1.35






0.80 1.85 1.73 1.58 1.43 1.30






0.82 1.78 1.67 1.52 1.37 1.26






0.84 1.72 1.61 1.46 1.32 1.22






0.86 1.66 1.55 1.41 1.27 1.18






0.88 1.60 1.49 1.35 1.22 1.14






0.90 1.57 1.43 1.29 1.17 1.10






0.92 1.50 1.36 1.20 1.11 1.06















當(dāng)電動機負(fù)載系數(shù)kfz＜0.5時，由Δ改變Y接線降壓運行后，可提高電動機的自然功率因數(shù)和效率，達(dá)到降低電能損耗的目的。由于農(nóng)網(wǎng)中絕大部分是小容量輕載異步電動機，故此法很適于農(nóng)網(wǎng)中使用。










3　低壓網(wǎng)絡(luò)電能(功率)損失的降低










由于異步電動機自然功率因數(shù)的提高，可以減少低壓網(wǎng)絡(luò)中輸送的無功負(fù)荷，從而降低其電能損失。










4　結(jié)束語










在農(nóng)村電力網(wǎng)中合理選用和使用異步電動機以及對輕載電動機實行降壓運行，是一種無需任何投資或投資很少的切實可行的降損措施。它可以有效地提高電動機的自然功率因數(shù)和運行效率，降低電能損耗和減少運行費用，這對供用電雙方均有益處。因此，電力企業(yè)有責(zé)任，也有義務(wù)指導(dǎo)客戶做好此項工作。




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