论文部分内容阅读
【摘 要】无功就地补偿电节装置由星三角闭路切换启动控制装置和无功就地补偿两部分组成。该装置应用目前最先进的工业控制元件PLC进行控制，应用闭路星三角启动控制限制了冲击电压和冲击电流，使得较大电动机可以去掉自藕变压器减少启动过程的有功和无功消耗。该装置是PLC控制、无功就地补偿于一体，控制外部线路简单故障点少，节电率可达10%。在纯梁采油一矿注水管理区的纯三注1#和纯十注2#注水泵电机安装使用后，不但节电效果较为明显，而且降低了电机的机械劳损，更能有效的降低电机设备的维修成本，减少了电机的发热，延长了电机的使用寿命和变压器的寿命。
【关键词】：电机 节电装置 无功补偿 应用 效果
中图分类号：TM301.2
纯梁采油厂一矿注水管理区所管辖的注水站中，用于注水泵驱动的电动机绝大多数是110KW和185KW的三相低压异步交流电动机，此类电机具有成本低、坚固耐用、可靠性高、使用简便等特点，但也存在着较大的问题就是：高启动电流及它未能在启动和运行时将电机扭力配合负荷扭力，在启动时，电机会残生150-200%扭力，方可于瞬间将转速提升至最高速，因而容易导致电机受损。与此同时，它可耗用大6-8倍的额定电流，影响了供电电源的稳定性，每当电机长时间处于半负荷状态，其线圈会出现漏磁效应，导致电机性能下降，亦是电机浪费电能的主要因素。
一、无功就地补偿节电装置概述
本装置由星三角闭路切换启动控制装置和无功就地补偿两部分组成。
1、星三角闭路切换启动控制装置由PLC控制，可对电动机进行过压保护；欠压保护；欠载保护；断相保护；三相电流不平衡保护；堵转保护；接地保护。较大的电动机用普通的星三角启动，在星角切换时电动机绕组有暂短的开路过程此时绕组里有一定的残压，当角接接触器吸合电动机相当于二次启动，此时的启动电压与绕组里的残压相叠加将产生很高的冲击电压和很大的冲击电流，这将加快电动机变压器绕组和供电导线的老化速度，使其绝缘程度降低缩短使用寿命。闭路星三角启动原理是在星角切换时加进过度电阻，切换中没有开路过程限制了冲击电压和冲击电流。
2、三相低压异步电动机无功就地补偿通过在电动机上并联一台合适的专用电容器把电动机所需要的无功电流局限在电动机设备的最终端，实现无功功率就地平衡，使得整个变配电网络的功率因数都比较高，有效地减少输配电线路的无功损耗。为了提高三相异步电动机就地无功补偿的安全性，提供了一种三相异步电动机无功就地补偿方案：1用耐压高损耗小的自愈式电力电容器做补偿元件，2用灭弧型熔断器做保护元件，3用三个单相的自愈式电力电容器分别并联到电动机的三相绕组上。由于用三个单相的自愈式电力电容器分别并联到电动机的三相绕组上，当电动机在星角切换时及任何暂态过渡过程中都不会有过电压和谐波放大现象，电容器向电动机提供无功功率的同时还起到过滤谐波的作用，提高了设备运行的安全性，使得三相异步电动机无功就地补偿装置真正实现了免护安全运行。
二、无功就地补偿节电装置特点
1、本装置应用目前最先进的工业控制元件PLC进行控制，用电动机监控器进行全功能保护充分利用计算机技术，使得控制线路简单直观便于维护可有效地降低故障。
2、由于应用闭路星三角启动控制限制了冲击电压和冲击电流，使得较大电动机可以去掉自藕变压器减少启动过程的有功和无功消耗。
3、本装置就地补偿可节约10-15%电动机得功率因数可提高到0.95。
4、本装置是PLC控制、无功就地补偿于一体的控制装置。控制与无功补偿相互隔离、结构合理造价低，运行安全可靠用PLC程序控制外部线路简单故障点少，节电率可达10%。
三、现场應用
纯梁采油厂采油一矿注水管理区各注水站均配套普通110KW的电动机和185KW电动机运行生产，耗能很高。2009年3月20号分别在纯三注1号泵装上SZX-A型节电控制装置，在纯十注2号泵装上SZX-B型节电控制装置，替代原配套的电动机工频控制柜。经过两年多的应用，在2012年3月20号经东营市天海科技开发有限公司的技术人员用电参数综合测试仪，测试验证发现具有相当好的节能效果，SZX-A和SZX-B型节电控制装置比原用的工频控制柜节电10%左右。
1、实际测量效果电参数测试对比表和节电量对比表（见表1、表2）
2、节电效果
1）纯三注1#三柱塞泵110KW配套电机更换了无功就地补偿节电装置后，电机日节电量为264KWh，则一年可节约电费：264×365（天）×0.6062（电费）=5.8万元。2）纯十注2#五柱塞泵185KW配套电机更换了无功就地补偿节电装置后，电机日节电量为444KWh，则一年可节约电费：444×365（天）×0.6273（电费）=10.2万元
四、结论
1、效率高、节能效果好。在所有的电机上和功率范围内，使用这种节电控制装置整体效率比工频控制节电量10%。2、通过削电压波形而降低电机电压，当电机的电压降低，磁损耗也就相对减少，有功损耗和无功损耗也相应减少。同时使电机的功率因数提高，降低了电机的定子电流，与电流的二次方成正比的供电线路损耗，电机绕组的铜损耗显著减少，电机的铁损下降，提高了电机的效率。3、该节电装置除了节省电能的功能以外，其内置的软启动更是降低了电机的机械劳损，更能有效的降低电机设备的维修成本，减少了电机的发热，延长了电机的使用寿命和变压器的寿命。
【关键词】：电机 节电装置 无功补偿 应用 效果
中图分类号：TM301.2
纯梁采油厂一矿注水管理区所管辖的注水站中，用于注水泵驱动的电动机绝大多数是110KW和185KW的三相低压异步交流电动机，此类电机具有成本低、坚固耐用、可靠性高、使用简便等特点，但也存在着较大的问题就是：高启动电流及它未能在启动和运行时将电机扭力配合负荷扭力，在启动时，电机会残生150-200%扭力，方可于瞬间将转速提升至最高速，因而容易导致电机受损。与此同时，它可耗用大6-8倍的额定电流，影响了供电电源的稳定性，每当电机长时间处于半负荷状态，其线圈会出现漏磁效应，导致电机性能下降，亦是电机浪费电能的主要因素。
一、无功就地补偿节电装置概述
本装置由星三角闭路切换启动控制装置和无功就地补偿两部分组成。
1、星三角闭路切换启动控制装置由PLC控制，可对电动机进行过压保护；欠压保护；欠载保护；断相保护；三相电流不平衡保护；堵转保护；接地保护。较大的电动机用普通的星三角启动，在星角切换时电动机绕组有暂短的开路过程此时绕组里有一定的残压，当角接接触器吸合电动机相当于二次启动，此时的启动电压与绕组里的残压相叠加将产生很高的冲击电压和很大的冲击电流，这将加快电动机变压器绕组和供电导线的老化速度，使其绝缘程度降低缩短使用寿命。闭路星三角启动原理是在星角切换时加进过度电阻，切换中没有开路过程限制了冲击电压和冲击电流。
2、三相低压异步电动机无功就地补偿通过在电动机上并联一台合适的专用电容器把电动机所需要的无功电流局限在电动机设备的最终端，实现无功功率就地平衡，使得整个变配电网络的功率因数都比较高，有效地减少输配电线路的无功损耗。为了提高三相异步电动机就地无功补偿的安全性，提供了一种三相异步电动机无功就地补偿方案：1用耐压高损耗小的自愈式电力电容器做补偿元件，2用灭弧型熔断器做保护元件，3用三个单相的自愈式电力电容器分别并联到电动机的三相绕组上。由于用三个单相的自愈式电力电容器分别并联到电动机的三相绕组上，当电动机在星角切换时及任何暂态过渡过程中都不会有过电压和谐波放大现象，电容器向电动机提供无功功率的同时还起到过滤谐波的作用，提高了设备运行的安全性，使得三相异步电动机无功就地补偿装置真正实现了免护安全运行。
二、无功就地补偿节电装置特点
1、本装置应用目前最先进的工业控制元件PLC进行控制，用电动机监控器进行全功能保护充分利用计算机技术，使得控制线路简单直观便于维护可有效地降低故障。
2、由于应用闭路星三角启动控制限制了冲击电压和冲击电流，使得较大电动机可以去掉自藕变压器减少启动过程的有功和无功消耗。
3、本装置就地补偿可节约10-15%电动机得功率因数可提高到0.95。
4、本装置是PLC控制、无功就地补偿于一体的控制装置。控制与无功补偿相互隔离、结构合理造价低，运行安全可靠用PLC程序控制外部线路简单故障点少，节电率可达10%。
三、现场應用
纯梁采油厂采油一矿注水管理区各注水站均配套普通110KW的电动机和185KW电动机运行生产，耗能很高。2009年3月20号分别在纯三注1号泵装上SZX-A型节电控制装置，在纯十注2号泵装上SZX-B型节电控制装置，替代原配套的电动机工频控制柜。经过两年多的应用，在2012年3月20号经东营市天海科技开发有限公司的技术人员用电参数综合测试仪，测试验证发现具有相当好的节能效果，SZX-A和SZX-B型节电控制装置比原用的工频控制柜节电10%左右。
1、实际测量效果电参数测试对比表和节电量对比表（见表1、表2）
2、节电效果
1）纯三注1#三柱塞泵110KW配套电机更换了无功就地补偿节电装置后，电机日节电量为264KWh，则一年可节约电费：264×365（天）×0.6062（电费）=5.8万元。2）纯十注2#五柱塞泵185KW配套电机更换了无功就地补偿节电装置后，电机日节电量为444KWh，则一年可节约电费：444×365（天）×0.6273（电费）=10.2万元
四、结论
1、效率高、节能效果好。在所有的电机上和功率范围内，使用这种节电控制装置整体效率比工频控制节电量10%。2、通过削电压波形而降低电机电压，当电机的电压降低，磁损耗也就相对减少，有功损耗和无功损耗也相应减少。同时使电机的功率因数提高，降低了电机的定子电流，与电流的二次方成正比的供电线路损耗，电机绕组的铜损耗显著减少，电机的铁损下降，提高了电机的效率。3、该节电装置除了节省电能的功能以外，其内置的软启动更是降低了电机的机械劳损，更能有效的降低电机设备的维修成本，减少了电机的发热，延长了电机的使用寿命和变压器的寿命。