提高異步電動機自然功率因數降低電能損耗

感應電動機的功率因數有兩種，即自然功率因數和總功率因數。自然功率因數就是設備本身固有的功率因數，其值決定于本身的用電參數(如：結構，用電性質等)。倘若自然功率因數偏低，不能滿足標準和節約用電的要求，就需設置人工補償裝置來提高功率因數，這時的功率因數叫總功率因數。由于設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是首要的任務。在農網中消耗無功功率比重最多的是感應電動機，約占60%以上，因此，研究如何提高農網中電動機的自然功率因數，減少輸送的無功負荷，降損節能，提高運行效率，很有必要。本文擬探討這個問題。










1　嚴格控制電動機容量，提高設備負載率，達到合理運行










(1) 合理選用電動機容量，提高自然功率因數和效率，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，使之與機械負載功率相匹配，提高電動機的負載率，是改善其自然功率因數的主要方法之一。










電動機的負載率與功率因數的關系如表1所示：










表1










負載率 0 0.25 0.5 0.75 1






cosф 0.2 0.5 0.77 0.85 0.88















由表1可知，隨著負載率的提高，電動機自然功率因數也就提高了，也就是說，合理選擇電動機容量，能提高其功率因數，達到節約電能之目的。










電動機當其處于最佳負載率狀態下運行時，其效率最高，自然功率因數最大。










(2)合理使用電動機，提高自然功率因數和效率，降低功率損失。










可以對輕負荷電動機容量下調，即將負荷不足的大容量電動機進行替換。










當電動機的負載率kfz＜40%時，可以調換：當40%＜kfz＜70%時，則需通過技術經濟比較后，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　對輕負荷電動機實行降壓運行，提高自然功率因數和效率，降低功率損失










當負載系數kfz＜50%時，應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。










不同負載率改接前后效率和功率因數的變化，如表2、表3所示。










表2　感應電動機定子繞組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　感應電動機定子繞組Δ-Y變接后的功率因數變化










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















當電動機負載系數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和效率，達到降低電能損耗的目的。由于農網中絕大部分是小容量輕載異步電動機，故此法很適于農網中使用。










3　低壓網絡電能(功率)損失的降低










由于異步電動機自然功率因數的提高，可以減少低壓網絡中輸送的無功負荷，從而降低其電能損失。










4　結束語










在農村電力網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，電力企業有責任，也有義務指導客戶做好此項工作。




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