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10kv电动机就地无功补偿容量计算

电能质量网谐波治理及无功补偿服务平台  来源:安徽中电电气  日期:2023-02-09
关键词:电动机就地无功补偿容量计算

由于电动机就地无功补偿节能效果显著,因此应用广泛。对于低压电动机一般额定功率较小,在补偿容量计算方面要求不是很严格。而高压电动机的额定功率动辄几百、几千、几万千瓦。一般情况下设计部门在选用电动机时都会留有一定的裕量,所以大部分电动机都不是在额定满载工况下运行。

这就意味着电动机不是在额定满载工况下运行,当负载发生变化时,怎样准确地计算功率因数、效率以及补偿容量,如何分析这些参数之间的关系。成为今天我们将要讲述的主要内容。

实例说明:某市排污水电站,水泵电机的主要数据如下:

用户要求配置就地无功补偿装置,要求补偿后的功率因数要达到0.92.

Q=PN *[tan(cos0.806)-1-tan(cos0.92)-1]=1250X0.308=385kvar

为确保补偿效果,取补偿容量为:Q=400kvar

但补偿装置实际投入运行后,功率因数不但达不到0.92,而且连0.90也达不到,仅为0.89,这个功率因数还要受到供电部门的罚款,因此用户寻求我司进行解决。

1.2电动机在额定工况时的损耗计算

电动机的总损耗:

∑PN=定子损耗+转子损耗+铁芯损耗+机械损耗+杂散损耗=16.04+5.62+23.34+4.19+6.25=55.44KW

电动机的固定损耗:

P0=铁芯损耗+机械损耗 =23.34+4.19=27.53KW

电动机的可变损耗:

PB=总损耗-固定损耗 =55.44-27.53=27.91KW

1.3 电动机实际输出功率和负载率计算

现场对电动机的电流进行了实测,结果电动机的定子实际电流I2=71A,说明电动机不是在满载工况下运行,在这种情况下电动机的参数计算如下:

P2=PN *(I22-I02)/(IN2-I02)=1250*(712-37.642)/(942-37.642)=875KW

电动机实际负载系数:

β=P2/PN=875/1250=0.7(负载率:以上百分数表示的负载系数,这里为0.7)

1.4 电动机在负载率β=70%,P2=875kw时电动机的各项参数计算和补偿容量的计算:

对应P2时电动机的总损耗:

∑P=K2*PB+P0=41.2KW

对应于P2时电动机的输入功率:

P1=P2+∑P =875+41.2=916KW

对应P2电动机的功率因数:cosθ2=P1/(3*UN*I2)=916/(3*10*71)=0.745

在这种情况下,降功率因数补偿到0.92所需无功容量为

Q1=P1*[tan(cos0.745)-1-tan(cos0.92)-1] =916*0.469=430kvar

1.5 分析原因

设计部门选用补偿装置的容量为400kvar,并且要求配置电抗率为6%的电抗器(24kvar),串联6%的电抗器后,电容器的额定电压应选11KV,即Uc=11kv

电容器实际承受电压:

Uc2=UN/(1-6%)=10/0.94=10.64KV

电容器实际输出容量:

Qc=(Uc22*Q)/Uc2=(10.642*400)/112=374kvar

装置实际输出容量:

Q2=电容器实际输出容量-电抗器容量 =374-24=350kvar

可以看出Q2(350kvar)比Q1(430kvar)的容量少80kvar(约百分之20左右),所以达不到预期效果。

经过分析和计算,我司技术人员将装置的额定容量改为500kvar,仍然串联6%的电抗器,装置实际输出容量443kvar,投入运行后,功率因数达到0.92.

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