电机就地补偿

曾信林

[摘 要]电动机无功功率就地补偿技术是国家推广的一项节电项目。大力推广这一新技术，对节能具有十分重要的意义。在油田矿区，由于低压供电负荷距离变电所较远，采用电动机无功功率就地补偿技术除了节约电能外，还可降低线路压降、改善电压质量。

[关键词]无功功率；就地补偿；电容器；电动机

中图分类号：TU683 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）45-0034-01

1、电动机就地补偿容量的选择

电动机就地补偿容量的选择，一般应以空载时补偿其功率因数至1为宜，不能以负荷情况计算。因为以空载情况补偿，则满载时仍为滞后。若以负荷情况补偿至cos=1，空载（或轻载）时势必过补偿（即功率因数超前）。过补偿的电动机在切断电源后，由于电容器之放电供给电动机以励磁，能使仍在旋转的电动机成为感应发电机，而使电压超出额定电压好多倍，对电动机的绝缘和电容器的绝缘都不利，因此，感应电动机就地补偿的电容器容量可由下式确定：

QC≤1.732UNI0

式中：QC—就地补偿电容器的三相总容量，kvar；

UN—电动机的额定电压，kV；

I0—电动机的空载电流，A。

2、压电网无功补偿经济效益分析

电网实现无功补偿后，不仅降低配变用电设备的损耗，而且使高低压配电电流减少，导致线损率的降低，同时主变铜损及上一级输电线路的导线损失降低。

2.1 节省企业电费开支

提高功率因数对企业的直接经济效益是明显的，因为国家电价制度中，从合理利用有限电能出发，对不同企业的功率因数规定了要求达到的不同数值，低于规定的数值，需要多收电费，高于规定数值，可相应地减少电费。可见，提高功率因数对企业有着重要的经济意义。

2.2 提高设备的利用率

对于原有供电设备来讲，在同样有功功率下，因功率因数的提高，负荷电流减少，因此向负荷传送功率所经过的变压器、开关和导线等供配电设备都增加了功率储备，从而满足了负荷增长的需要；如果原网络已趋于过载，由于功率因数的提高，输送无功电流的减少，使系统不致于过载运行，从而发挥原有设备的潜力；对尚处于设计阶段的新建企业来说则能降低设备容量，减少投资费用，在一定条件下，改善后的功率因数可以使所选变压器容量降低。因此，使用无功补偿不但减少初次投资费用，而且减少了运行后的基本电费。

2.3 降低系统的能耗

作业区现有工频运行的抽油机井85口，大多数为37KW或45KW的三相交流异步电动机，所采用的无功补偿方式为电动机并联12var或16Kvar的自愈式电容器组。当电动机投入相应的电容器组时，电动机的功率因数能达到0.90以上，基本达到电力部门对低压系统力率的要求。但是由于各种原因，现作业区损坏和控制系统故障的电容器组有19组，将这19组故障的電容器组经过从新布线和元器件更换已全部恢复运行。年节约电网损耗电量W节=IQ2RT=（256*1.5）2*0.0175*100/50/1000*3*24*345+（256*1.5/25）2*0.0283*15000/90/1000*3*24*345=155840KW.h，由于加装电容器组，减少单井变压器容量100-63=37KVA两台，年节约容量费W4=37*2*18.85=16739（元）

2.4 改善电压质量

以线路末端只有一个集中负荷为例，假设线路电阻和电抗为R、X，有功和无功为P、Q，则电压损失ΔU为：

△U=（PR+QX）/Ue×10-3（KV）两部分损失：PR/Ue→输送有功负荷P产生的；QX/Ue→输送无功负荷Q产生的；

配电线路：X=（2～4）R，△U大部分为输送无功负荷Q产生的

变压器：X=（5～10）RQX/Ue=（5～10）PR/Ue变压器△U几乎全为输送无功负荷Q产生的

以看出，若减少无功功率Q，则有利于线路末端电压的稳定，有利于大电动机的起动。因此，无功补偿能改善电压质量（一般电压稳定不宜超过3%）。但是如果只追求改善电压质量来装设电容器是很不经济的，对于无功补偿应用的主要目的是改善功率因数，减少线损，调压只是一个辅助作用。

2.5 增加变压器的容量

三相异步电动机通过就地补偿后，由于电流的下降，功率因数的提高，从而增加了变压器的容量，计算公式如下：

△S=P/COSj1×[（COSj2/COSj1）-1]

如一台额定功率为155KW水泵的电机，补前功率因数为0.857，补偿后功率因数为0.967，根据上面公式计算其增容量为：

（155÷0.857）×[（0.967÷0.857）-1]=24KVA

3、在生产中的应用效果

针对油田井下低压电动机经常因供电距离太远造成起动困难的问题，就采用了电动机无功功率就地补偿技术。为了提升负载端电压，适当增加补偿电容器的容量，电容器组使用单独的真空接触器控制。真空接触器由电动机控制接触器的辅助接点控制通断，当电动机脱离电源时电容器也脱离电动机。电容器组应设专用放电电阻或AD15型长寿节能电容放电信号灯。

经过应用，解决了油区内5口油井因无功电流大，抽油机因热保护而频繁停运而造成减产问题。专门制作一组电容器补偿柜进行就地补偿，减少电动机的实际工作电流，降低抽油机控制柜的温度，保证了抽油机安全、平稳、低耗运行。

电动机采用无功功率就地补偿技术具有很多优点，可以节约有功电量8%～15%，节约无功功率50%～80%；还能够减少线路输送电流15%～30%，达到进一步节约线路损耗和变压器损耗的目的。电容器的就地无功补偿技术对生产的作用积极如文所述，我们在日常的工作中要注意巡视检查电容器组的运行情况，对于失效、损坏及控制电路故障的电容器要及时恢复其运行状态，确保电容补偿技术经济、合理、安全可靠，达到节约电能的目的。endprint