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功率计算 无功补偿

HP静止式进相器在球磨机电机上的应用及经济效益分析

      静止式进相器的开发及应用始于90年代,随着工业的快速发展,在我国,电机所耗电能占整个工业用电的60%~68%,电机等感性负载所引起的无功损耗是电网无功损耗的主要来源,而大中型电机又是许多工矿企业的主要用电设备,因此,如何减少大中型电机造成的无功损耗成为许多工业企业节能降耗的关键。而静止式进相器应用范围极为广泛,可在水泥、化工、钢铁、冶金、矿山等行业中,用作各种负载的绕线式异步电机的无功就地补偿,它采用先进的交变频技术和微机控制技术,可靠

高。通过在球磨机配套主电机(型号YRl600-8、功率:l600kW、电压:l0kV)上使用静止式进相器,其能够将电机效率提高而且节能效果显著,同时使电机温升降低,使用寿命延长。 

OL静止式进相器图片.jpg

一、HP静止式进相器工作原理

电机在某一负载下运行时,其转子电流为l2e,定子电流为Ile,向量图如图l所示,图中:U:电压向量;Il:定子电流向量;I2

进相器向量图.png 

1 向量图 

转子电流向量;Im:激磁电流向量;Ile:定子电流额定向量;l2e:转子电流额定向量;Ф1:电机额定功率因数角;Ф2:补偿后功率因数角。激磁电流Im由关系式Im=Ile-I2e,从向量图可得出Im。当在转子回路串接静止式进相器附加电势后,转子电流的相位变为图中的12。由于负载不变,激磁电流Im不变。此时定子电流Il由关系式Il=Im+I2,从向量图中可以看出Il功率因数角和幅值都比I le小,说明电机的功率因数有所提高,定子电流有所下降,达到对电机补偿的目的。

进相器原理框图.png 

静止式进相器原理框图 

HP系列静止式进相器是串接在电机转子回路中的,原理框图如图2。当电机运行时采集转子电流和同步电压信号,经微处理器CPU处理后给可控硅发出触发信号,由可控硅组成的交-交变频器降工频电源变为和转子电流同频率的电势叠加在电机转子回路中,改变转子电流与转子电压的相位关系,通过磁场进而改变电机定子电流与定子电压相位关系,减小功率因数角,最终使电机本身的功率因数得以提高,定子电流得以下降。大大改善了电机的运行状况。显著降低了电机自身的损耗。 

二、 静止式进相器的优越性 

静止式进相器对电机的无功功率补偿与电机定子侧并联电容器补偿有本质的不同。电容补偿和进相器补偿的原理图分别如图3和图4,图中将电机进行了等效简化,RlXl为电机定子等效电路的电阻和电感,R2X2为电机转子等效电路的电阻和电感,C为就地补偿的电容,Uf为进相器的等效电路,M为电机的接线点。可以看出:电容补偿所起的作用是向电机提供无功功率,减少电机从电网中吸收的无功功率,从而减少电网的无功输入,电网的功率因数得到提高。但是电机的无功消耗并没有减少,电机定子电流及其功率因数没有变化,即电机的运行状况没有任何变化。进相器的补偿作用是在转子回路中加入一个附加电势,改变转子电流有转子电压的相位关系,通过磁场进而改变定子电流与定子电压的相位关系,减少电机的无功消耗。这样,电机的温升也随着降低,过载能力相应提高,台时产量提高,能耗下降。

进相器原理介绍3.png                            

                   电容补偿原理图     图静止式进相器补偿图 

静止式进相器与自激(旋转)式进相机也不同。静止式进相器是机电一体化的产物,采用先进的交-交变频技术和微机、可控硅控制技术,可自动跟踪电机运行状态的变化并自动调整相关参数以达到最佳的补偿效果。而且静止式进相器从根本上克服了自激式进相机“整流子”结构特别怕尘埃、寿命短、维修频繁的缺点,其进相机构无转动部件,没有换向器,不怕灰尘,可靠性高,使用寿命长,维修方便。 

三、进相器安装使用注意事项:

  静止式进相器在安装使用过程中应该注意的是:

  (1)进相器柜体必须要有良好的散热条件,经常检查轴流风机的运行情况,发现异常及时维修或更换。

  (2)进相器上的电流表、功率因数表应该直接从电机定子回路上的电流互感器、电压互感器上取信号,要求所用电流互感器副边的额定电流为 5A、电压互感器副边的额定电压为1OOV

  (3)电动机带负荷起动结束后,进相器控制单元指示灯正常后才能投入进相器。投入运行后,如果发现电机定子电流波动较大,应立即退相,检修正常后才能再次投入使用。

  (4)定期检查进相器内部元器件的情况,发现问题及时处理。

  (5)严禁频繁进相、退相,每次重复操作时间间隔不少于2min

四、静止式进相器使用经济效益分析

  使用进相器前,电机实际定子平均电流 100A,功率因数0.85左右,使用后,电机实际定子平均电流下降到 85A,降幅达l5%,功率因数由0.85提高到0.96,提高了l3%。

  通过试验测量,使用进相器后每小时可节电50kWh。每月设备运转率按75%,地方工业用电按0.6元/kWh计算。一年可节省电费为:365×24×0.75×50×0.6=19.71万元,经济效益非常可观。

五、结束语

    襄阳欧陆机电生产的HP静止式进相器作为绕线式异步电机的无功就地补偿设备,补偿性能远优于电容补偿,不仅提高了线路的功率因数,更重要的是提高了电机本身的功率因数;综合性能优于自激(旋转)式进相机,微机控制可自动跟踪电机运行状态变化并自动调整相关参数使补偿效果最佳,它无转动部件因而适应环境的能力更强;具有故障自动保护功能,操作简单,维修保养不影响生产。特别适合球磨机用的大中型绕线式异步电机,具有良好使用和推广价值。


点击次数:  更新时间:2017-04-25 17:08:31  【打印此页】  【关闭