异步电动机的无功补偿
电动机就地无功补偿
电动机就地无功补偿
工矿企业消耗的无功功率中,异步电动机约占70％,因此对于异步电动机采用就地无功功率补偿以提高供电系统的功率因数,节约电能,减少运行费用以及提高电能质量,就有重要的意义;
电动机无功功率就地补偿的作用
就地补偿是在异步电动机附近设置电容器,对异步电动机进行无功功率补偿,这是最有效的补偿方法;其作用：
可减少供电网,配电变压器,低压配电线路的负荷电流;
可减少配电线路的导线截面和企业配电变压器的容量;
可减少企业配变及配电网的功率损耗;
补偿点的无功经济当量最大,因而将损效果更好;
可降低电动机的起动电流;
电动机无功功率就地补偿方式
将电容器装在箱内,至于电动机附近,对其进行单独就地补偿;将电容器直接接到电动机的端子上或保护设备的末端,称为直接单独就地补偿;将电容器接到保护设备的前端,采用控制设备,电容器采用熔断器保护,称为控制式单独就地补偿;
电动机无功功率就地补偿的应用范围
长期连续运行的电动机,经常轻载或空载运行的电动机;
离供电变压器距离较远的电动机,一般不小于10米,
单台容量较大的电动机,一般高压电动机不小于90千瓦,低压动机不小于千瓦;
Y系列380伏三相异步电动机就地补偿电容器容量kvar。
低压异步电动机就地无功补偿的好处及可行性
功电 流大部分由并联的电容器供给， 从而减 压质量， 也增加了 产品数量及质量；
少输配电 线路上的总电流， 降低线路损耗。 ｆ因为补偿电容器随电动机投切， ５ ） 只要 由于并联电容器在异步电动机的额定 设电动机正常Ｔ作时， 线路输送的有功 补偿的电容器容量配置适当， 不存在无功过 电压下， 所产生的无功功率小于异步电动机 功率 Ｐ 是恒定的， 无功功率为 Ｑ ， １ 视在功率 补偿 有较为理想的补偿效果。 在额定电压下空载时需要的励磁功率 当电 为 ｓ， １功率因数为 Ｃ Ｓ 。若对该电动机的 Ｏｔ ｐ 压上升时， 电容器所产生的无功功率随电压 三、 三相 低 压异 步 电动机 就地 无功功率进行就地补偿， 使其无功功率为 的平方增加，而异步电动机因铁芯的磁饱 无功 补偿 的可行性 Ｑ， ２视在功率为Ｓ。 ２这时可以看出， 就地并联 和。 其需要的无功功率增加将大于电容器的
２ ． 采用三相低压异步电动机就地无功补 的无功功率， 当负荷从由零到满载时， 其变 产生过补偿。
其 也就是说仅 ｆ简单、 １ ） 价低。因为只是在电动机上并 支路所需的无功功率随负荷增加而增加， 动机空载无功功率要略小一点，
２１第５ 霉 豳 ０年 期 墨 １
妻 ＡＵＯ＇Ｎ Ｅ＆ＯＨ ＯＬ ＧＹ ｌ 。 ；ＥＯ 蜊Ｏ 科 … ＴＥ Ｎ Ｓ … 。
很快下降到零， 在电网电压复现时． 就不会
ｆ提高了 ４ ） 低压线路的功率因数， 减少末 出现过电压。因此， 异步电动机与电容器并 动机与电容器应同时投入或断开。
当 容量的电容器。 就可以使电动机所需的无 端电压波动， 改善了用户的电压， 提高了电 联之间不能加装熔断器保护或开关， 异步电
异步电动机的无功功率补偿技术
由于线路传送 电流小 了， 系统的线路电压损失相应减
约工业生 产的 ５％ ０ 左右的能量．但跟其他负载相 比，其产 生 的功 率因数低得多。 为防止 由此产生的对电 力变压 器和 电力电缆 的损耗．必须要提高功率 因数。
电网 中的电气设备和电动机 、 变压器等属于既有电感
Ｊ ，有利于系统电压的稳定，有利于大电机起动。 Ｊ ＼
释放 能量时， 感性负荷吸收能量， 而感性负荷 释放能量时， 容性 装置 吸收能量 ，能量在相互转换 ． 感性 负荷 所吸 收的 无功功 率可由容性装置 输出的无功功 率中得到 补偿 ， 该电
Ｒｅ ｌ Ｐｏ ｒ ａ ・ ｗｅ
Ｓ Ａ ｐ ａ ｅ ｔ Ｐｏ ｅ ｐ ｒｎ ・ ｗ ｒ
功率因数是大部分人 比较 关心的话题 ， 但是有时却经
用 ，提 高电能质量，符 合我国节约 能源 的国策 ，同时亦给 企 业带来经济效益。
一
电母线上，补偿供电范围 内的无功功率。
（ ）组合就地补偿 二 电容器接在高压配电装置或动 力箱的毋线上 ， 对附近 的电动 机进行无功补偿。 （ ）单独就地补偿 三
将 电容 器装于 箱内， 置在电动机附 近，对电机单独 放
．
也 就是 说电压和 电流在 同一个频率 时二者才是等 同
的。但是实际 上，电气系统 中的 电压和电流 都包含谐波，
收 稿 日期 ：２ ０ ．４０ ０ ７０ ．９ 作者简介 ：王树 恩 （９ ８） 男，汉族 ，呼伦 贝尔学院外 事办 ，助理工程师 。研 究方向：工业 电气自动化 。 １６一
Ｎｏ． ３
Ｖ０ ７ ｂ ｉｈ ｄ ｉ ｕ ｅ ２ ０
异步 电动机 的无功功率补偿技术
王 树 恩
（ 呼伦 贝 尔 学 院 内蒙 古 海拉尔区 ０ １０ ） ２ ０ ８
异步电动机起动时无功补偿电容投入对供电电源的影响
异步电动机起动时无功补偿电容投入对供电电源的影响在异步电动机起动时，为了降低起动电流和提高起动功率因数，通常会使用无功补偿电容投入。
这种补偿方式可以减少电机启动时对供电电源的影响，提高系统的功率因数，提高电网的利用效率。
在讨论无功补偿电容投入对供电电源的影响之前，我们先来了解一下无功补偿的基本原理。
无功补偿是通过在电源压力不变的情况下，将电动机所消耗的无功功率与电容器所提供的无功功率相抵消，使供电电源的功率因数提高。
这样做的目的是降低电动机的起动电流、减小电网的传输损耗、提高电网的供电质量。
无功补偿电容的投入使电动机的功率因数接近1，从而降低了电机的运行功率及导线截面积，提高了电动机的效率。
起动时电动机的功率因数较低，会产生较大的无功负载，而无功补偿电容投入后，则能减少这部分无功负载，减小电路的无效功率。
此外，无功补偿电容的投入还能提高电网的负荷容量，降低了输电线路的电流损耗，减小了电网中的电流谐波含量，提高了电网的稳定性和安全性。
同时，通过无功补偿电容的投入，还能减少谐波电流的出现，降低低电压和过负荷问题的发生概率，提高电源电压的稳定性。
然而，无功补偿电容投入对供电电源也会有一些不利影响。
首先，由于电容器的电流具有很大的谐波成分，它会增加电网的谐波电压，导致电网的电压波动增大。
这会对供电电源的稳定性造成一定的影响，可能对其他用户设备产生干扰，甚至引起电力系统的不稳定。
其次，无功补偿电容投入需要耗费一定的能量，当无功补偿电容的投入较大时，会增加电网的有功负荷。
这样就需要从电源中提供更多的有功功率来满足系统的需求，可能导致电网的负荷过大，使供电电源受到压力，影响供电质量。
综上所述，无功补偿电容投入对供电电源的影响是双重的。
它可以提高系统的功率因数，减少电机启动时对电源的冲击，降低电网传输损耗，提高电网的供电质量。
但同时，它也会增加电网的谐波电压，增加了电网的有功负荷，可能导致电网的不稳定。
因此，在使用无功补偿电容进行补偿时，需要根据实际情况综合考虑，选择合适的补偿方式和电容容量，以确保供电电源的稳定性和电网的安全性。
异步电动机无功补偿
摘要本文进行了异步电动机的运行特性分析，通过电路分析和数学推导建立了异步电动机的数学模型及等效电路。
阐述了三相异步电动机就地无功补偿的原理和作用。
最后，以8051单片微型机作为控制主体设计了智能型交流异步电动机就地无功补偿装置。
关键词：异步电动机；单片机；无功补偿；AD654芯片；功率因数AbStraCtBecause Of SUCh adVan土age Ofthe aSynchronous motOr aS Simple St，rUCture，thereliable running，the convenient service and cheap phce，n iS widely applied in alltradeS and occupatiOnS．n iS well known that motOr whiCh iS direct·on Starting haSmany malpracdces．When eleCtriCal machinery 1ight-lOading running，the power 10Seincreases，the e伍Ciency and power faCtors bOth greatly reduce．TherefOre 讧haSextremely V讧a1 Signincance tO implement efieCUve COntrOl on aSyncbronous motOr，guaran“ng the secur讧y Ofthe eleCthCal machinery， avoiding th云eleCtriCal networkimpact，enabling讧economyrunninS．ThiS paper analyZe the model and equiValent Circun Ofthe aSynchronous motOLAnerdepic“ngthetheoryOftheaSynchronousmotOrreacdvepowercompensatiOno nthe spot，we deSignathe aSynchronousmotOrreacdvepowercompensatiOndeviCe ontheSpOtbasedon 8051 SingleChipMiCrocomputer．KeywordS：ASynchrOllOUS motOr； MiCrocompUter；AD654Chip；Power factOrReacUvepowercompensatiOn；引言随着我国工农业生产的迅速发展，电能的需求量越来越大，开发和节约能源已成当务之急。
低压配电系统中三相异步电机的无功功率就地补偿
６ 结
语
降低工矿 、 企业 内的低压 电网损 失 ， 约了能源 ， 少了 电费 节 减
支 出。
对 三相异步 电动 机进行无 功功率就 地补偿 ， 只需 要在 电 动机上并联合适 的 电容器 ， 不用 另外 加装 其它 的保 护装 置 ， 就可 以达到提 高功率 因数 保护 电动 机 的 目的 。降 低 了供 电 系统 的能耗 。提 高功率 因数 ， 减少 线路 及变 压器 的损 耗 ， 可 减少 了线路 的压 降， 降低 了电动机 的起动 电流 。有利 于线路 电压 的稳定 和大 电动机 的起 动 。提高 了电能质 量 ， 少 了电 减 费 的支 出。
周
妍 ： 压配电系统中三相异步电机的无功功率就地补偿 低
第１ 期
感性质的。在实际运行中 ， 电源供 给电动机 的总 电流是有 功 电流和无功 电流 的矢 量 和， 当电动 机处 于满 负荷运 行 时 ， 有 功电流大于无功 电流 ， 总电流 的功率 因数 较 高 ， 当负载 下 而 降时 ， 功电流减 小 ， 功 电 流基 本 不变 ， 以功 率 因数 降 有 无 所
有 功功率 ，Ｗ； ￣ ｋ ｔｂ ｇ 为补偿前计算负荷功率 因数角的正切值 功 率补偿 率 ， ｑ ｑ
ｋ ａ！ ｋ ｖ ｒ Ｗ
补偿前 ：ｏ６． ０ ７ ｃｓ ＝ ．５ 补偿后 ：ｏ￣ ： ．５ ｃｓ ， ０ ９ ｂ
查 表 １ ： ＝０ ５４ｋ Ａ ／ Ｗ ； ｑ ×Ｗ ＝ ．５ ９ 得 ｑ ． ５ Ｖ Ｒ ｋ Ｑ ＝ ０ ５４Ｘ ５
２１ ０ ２年 第 １ 期 （ ４ 第 ０卷 ）
黑
龙
江
水
利
科
技
Ｎｏ ． ０ｌ ．１ ２ ２
Ｈ ｉ ｎｊ ｎ ｃ ｎｅａｄＴｃ ｎｌ ｙｏ ｔ ｏｓｒａｃ ｅｌ ｇｉ ｇＳ ｉ ｃ ｎ ｅｈ ｏ ｇ ｆ ｏ ａ ｅ ｏ Ｗａｅ Ｃ ｎｅｖｎｙ ｒ
分析研究大型异步电动机的无功就地补偿
ｃｓ ： 。中 中
。ｎａ ｓｎ ｉａ
当接入主电机转子回路的进相机静止时，进相机相当于
个电抗器， 会使电机的功率因数降低。 电流ｉ在进相机中建 ｚ
ｒＫ
２２ ． 进相机（ 转子自激相位补偿机）
立旋转磁场 ，对电刷的转速 ： ｋ 。
数） 。
（ｋ Ｐ 为补偿机极对
对大中型绕线异步电动机用进相机提高功率因数 ， 可以
由Ｉ 减小到ｉ 。电机的定子铜耗减小 ， ｋ 效率提高 ， 过载能力增 大。由于主机转子电流通过静止电刷激磁， 所以电刷端的电 势或电压降始终与主机有相同的频率 ， 主电机功率因数的补 偿由进相机的转 向和转速决定。
图４
一
补偿前的功率因数
ｃ ｓ ｌ ｉａ ｏＯ ＝ｓｎ
补偿后的功率因数
如图 ４ 所示： 如果线路电流为ｉ ，电机电流
则： 转子回路总电流ｉ＝ ２ ＋ ｚ ＝ Ｂ 定子回路总电流 Ｉ ｉ Ｏ 。 ， ｓ ｋ ｒ
． ． ． ． ． ．
一
Ｉ＝ｏ （ Ｉ ＝ ｏ 一： ＋（ Ｉ ） Ｏ 。 Ｉ＋ 一 ２ Ｉ＋（ Ｉ） 一 ２ ＝ Ｌ ） ｓ ｋ
在一个周期 内吸收的功率 和释放 的功率相等称 为感性无 功。接在交流电路中的电容器， 在一个周期内， 上半周的充电 功率和下半周的放电功率相等称为容性无功。将电力电容器
并接在交流异步机的同一电路 ，当电感吸收能量时，正好电
容器在释放能量 ； 而电感放出能量时， 电容器却在吸收能量 ； 能量在它们之间互相交换即：三相异步电动机的感性无功可 以从电力电容器所输出的容性无功中得到补偿， 从而减小电 源输送的无功功率， 提高异步电动机的功率因数。
为ｉ， Ｍ电容器电流为ｉ ｃ 。则：
三相交流异步电动机的无功补偿
三相异步交流电动机的无功补偿邵宗岐北京时代集团公司摘要：三相交流异步电动机在工矿企业中应用广泛，无论高压还是低压电动机，采取就地无功补偿对电动机运行节能降损具有重要意义。
根据工程项目的实施，对电动机无功补偿容量的计算方法做了归纳总结，多项工程实践证明是切实可行的，实际应用也取得了良好的效果。
关键词：无功补偿; 空载电流; 负载率; 电动机效率Three Phases AC Asynchronous Motor’sReactive Power CompensationSHAO Zong-qiTime Group Incorporation Beijing ChinaAbstract：Three phase AC asynchronous motors are widely used in factories.Whether for high voltage motors or low voltage motors, it’s important to effectively spread individual correction of the power factor. According to the project in practical experience,the design method of the the reactive power correction is summarized.It has been proved by many projects and gained good purpose in practical applications.Keywords: reactive power compensation；no-load current； load factor； motor’s efficiency 概述在我国，三相异步电机用电量占全国发电总量的60∽70%,是主要用电负荷。
交流异步电动机无功功率补偿的技术探讨
交流异步电动机无功功率补偿的技术探讨一、引言随着电力系统的快速发展，电动机在工业生产中的应用越来越广泛。
然而，电动机在运行过程中会产生大量的无功功率，这不仅会浪费电能，还会影响电网的稳定性。
为了解决这一问题，交流异步电动机无功功率补偿技术应运而生。
二、交流异步电动机无功功率的产生原因交流异步电动机由于其结构和工作原理的特殊性，其运行过程中会产生大量的无功功率。
这主要是由于磁场旋转所引起的感应电动势所致。
当电动机负载变化时，感应电动势也会随之变化，从而导致无功功率的变化。
三、无功功率补偿技术原理为了消除交流异步电动机产生的无功功率，在实际应用中可以采用各种不同类型的无功补偿装置。
其中最常见的是容性补偿和感性补偿。
容性补偿是通过并联连接一个或多个固定或可调容量的电容器来实现；而感性补偿则是通过串联连接一个或多个固定或可调感抗器来实现。
无论是容性补偿还是感性补偿，其原理都是通过改变电路的阻抗来消除无功功率，从而提高电动机的功率因数。
四、交流异步电动机无功功率补偿技术的实现在实际应用中，交流异步电动机无功功率补偿技术可以通过以下几种方式来实现：1. 单台电动机无功补偿：对于单台电动机，可以采用并联连接一个或多个固定或可调容量的电容器来进行无功补偿。
这种方法简单易行，但需要根据不同负载情况进行调整。
2. 多台电动机集中式无功补偿：对于多台电动机，可以采用集中式无功补偿方式。
这种方式通常采用自动控制装置来控制各个电容器和感抗器的开关状态，从而实现对整个系统的无功补偿。
3. 分布式无功补偿：分布式无功补偿是指将各个电容器和感抗器分布在不同位置上进行无功补偿。
这种方式可以更好地适应复杂多变的负载情况，但需要更加复杂的控制系统。
五、交流异步电动机无功功率补偿技术的优点交流异步电动机无功功率补偿技术具有以下几个优点：1. 提高电网稳定性：通过无功补偿，可以减少电网中的无功功率，从而提高电网的稳定性。
2. 节约能源：通过无功补偿，可以减少电动机产生的无效负荷，从而节约能源。
三相低压异步电动机就地无功补偿
三相低压异步电动机就地无功补偿1、概述异步电动机功率因数很低，在电网负荷中异步电动机所占的比重较大，是城乡电网的主要无功负荷。
它使各级网损也相应增大，尽管在各级变电所、配电变及各厂矿企业内均装有集中无功补偿装置来提高功率因数，减少电网线损，但集中补偿不仅无法降低低压电网的线损，而且价格较贵。
特别是在乡镇，随着乡镇经济的发展，小型家庭式的生产方式在各地较为普遍，加上用户分散，低压网络较长，采用集中无功补偿，仍不能降低低压电网的线损。
低压电网的高线损率对正在实施的城乡电网同网同价政策带来困难，因此，必须对乡镇家庭的异步电动机推广低价的就地无功补偿。
三相低压异步电动机就地无功补偿就是一台与异步电动机特性相配合的电容器直接并联于该电动机，其保护仅利用原异步电动机的保护，不需要外加其它保护装置。
为实施城乡电网同网同价，应大力推广异步电动机就地无功补偿，建议电容器制造厂家应生产与异步电动机相配套的产品。
2、三相低压异步电动机就地无功补偿的好处用三相低压异步电动机就地无功补偿有以下好处：①简单、价低。
因为只是在电动机上并联一台合适的专用电容器就可，不需要外加其它保护装置，便于推广；②不仅能提高低压电网的功率因数，降低了线损，同时也提高了供电电网的功率因数，降低了配电网线损；③对用户来讲，节约了内线损耗，减少电费，同时可以不会因功率因数不合格而罚款（这对各厂矿企业内的异步电动机也同样）。
装置三相低压异步电动机专用无功补偿电容器，具有较好的经济效益；④提高了低压线路的功率因数，减少末端电压波动，改善了用户的电压，提高了电压质量，也增加了产品数量及质量；⑤因为补偿电容器随电动机投切，只要补偿的电容器容量配置适当，不存在无功过补偿，有较为理想的补偿效果。
用三相低压异步电动机就地无功补偿是一种经济、简单、高效、可靠的无功补偿方法，应在广大的乡镇和工矿企业推广。
为什么一个合适容量的电容器可以与异步电动机直接并联，而不需要外加其它保护装置，仅利用原异步电动机的保护就可，而且是一种经济的无功补偿。
异步电动机的无功补偿
晶闸管投切电容器（ Ｔ Ｓ Ｃ ） 是静止无功补偿技术的发展方向。 根据本 负荷侧无功电流幅值作为电力电容器的投切判据。基原理如下 ： 图２ 是 电容器 无功 补偿 系统示 意 图 。设 节点 电压 为 文提出的一种 Ｔ Ｓ Ｃ无功补偿装置 ， 分析了 Ｔ Ｓ Ｃ装置常用的主电路的特 点， 介绍了电容器投切判据与信号检测 、 零电压投入 以及晶闸管触发电 ｕ ｎ （ ｔ ） ＝ 、 ／ Ｕ ｓ ｉ ｎ ｗ ｔ （ ３ ） 路等关键问题的解决方案。 本文着重介绍设计方案中主电路选择 、 信号 ｉ （ ｔ ） ＝ 、 ／ Ｉ ｓ ｉ ｎ （ ｗ ｔ ＋ ｑ ￣ ） （ ４ｌ 检测、 投切判据 、 零电压投切 、 晶闸管触发电路等 Ｔ Ｓ Ｃ装置的关键技术 负荷电流为 ， 即
・
３１ ０・
科 技 论 坛
异步 电动机 的无功补偿
孙 成
（ 大庆 油 田 电力 集 团油 田 热 电厂 发 电二 分 厂 ， 黑龙 江 大 庆 １ ６ ３ ０ ０ ０ ）
摘 要： 以下 对 三相 低 压 异 步 电动 机 就 地 无 功补 偿 进 行 了分 析 。 关键词 ： 电动机 ； 无 功 补偿 ； 设 计
件建 立磁 场 占用 的 电能 ， 电容器 建立 电场所 占的 电能 ． 电流 在 电感元 件
一
次） 。
中作功时， 电流超前于电压 ９ ０ ￣ Ｃ 。而电流在 电容元件中作功时， 电流滞 后 电压 ９ ０ห้องสมุดไป่ตู้￣ Ｃ 。在同一 电路中，电感电流与 电容电流方 向相反 ，互差 １ ８ ０ ％。如果在 电磁元件电路中有比例地安装 电容元件， 使两者 的电流 相互抵消 ， 使电流的矢量与电压矢量之间的夹角缩小， 从而提高电能作 图３ — ３无 功 电流 幅值 检测 原理 电路框 图 功的能力， 这就是无功补偿的道理 。 基于上述原理的无功电流幅值检测原理电路框图如图 ３所示 。来 ２ 自动无功 补偿 装置 的设计 经过低通滤波 ２ ． １主电路的选择。无功补偿装置 由若干组电容器构成 ， 电容器组 自电压互感器的电压信号 ｕ和电流互感器的电流信号 ｉ 器（ Ｌ Ｐ Ｆ ） 滤波后由过零脉冲发生电路产生电压正 向过零脉冲信号 ， 作为 常用 的主 电路方 案如 图 １ 所示 。 采样保持器的采样开关信号，于是采样保持器的输出就是无功电流幅
低压电网和异步电动机无功补偿详细分析与应用实例
低压电网和异步电动机无功补偿详细分析与应用实例
依据用电设备的功率因数，可测算输电线路的电能损失。
通过现场技术改造，可使低于标准要求的功率因数达标，实现节电目的。
本文分析了无功补偿的作用和补偿容量的选择方法，着重论述了低压电网和异步电动机无功补偿容量的配置。
结合应用实例说明采用无功补偿技术，提高低压电网和用电设备的功率因数，已成为节电工作的一项重要措施。
1、前言
无功补偿，就其概念而言早为人所知，它就是借助于无功补偿设备提供必要的无功功率，以提高系统的功率因数，降低能耗，改善电网电压质量。
无功补偿的合理配置原则
从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。
为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照分级补偿，就地平衡的原则，合理布局。
三相交流异步电动机的无功补偿
1. 3 无功补偿后 10 kV 线路电压升高值计算 已知 : 10 kV 架空线路 LGJ - 185,距离 10 km。 由于 2台高压电动机由同一真空断路器柜控
制 ,电动机实施就地补偿后电压升高值按照全部 补偿电容器投入后计算 。
= 294 kva r 根据 (1)式求得电动机带负载运行时目标功 率因数为 : cosφ = 0. 97,容性补偿电流为 16. 96 A。 考虑用户要求及实际生产状况 ,确定取 238 kvar为 基波补偿安装容量 。
1 000 kW 电动机补偿容量计算 : Qc = Pηnβ( tanφ1 - tanφ2 )
如要空载补偿后功率因数达到 0. 95,则计算 补偿容量应为 : Qc = 46. 62 ×( tana rcco s0. 11 - tana rcco s0. 95)
= 406 kva r 根据 (1)式求得电动机带负载运行时目标功 率 因 数 为 : cosφ = 0. 97, 容 性 补 偿 电 流 为 : 23. 45 A。考虑用户要求及实际生产状况 ,确定取 349 kvar为基波补偿安装容量 。
2007年 12月中旬时代集团公司承接吉林省 梅河口市某管业公司的 2台 10 kV 高压三相交流 异步电动机及低压 400 V 穿管机生产线的无功补 偿及谐波治理项目工程 ,用户电力系统由变电所 通过 10 kV 架空线路 LGJ - 185 约 10 km 到达用 户的 10 kV 真空断路器进线柜 。笔者仅对该用户 高压电动机的无功功率补偿计算及设备投入运行 后的状况做分析比较 ,进一步说明对电动机无功 补偿节约电能的意义 。用户高压电动机为某公司 生产的 YR 系列 10 kV 4极 710 kW、1 000 kW 三 相异步电动机各 1 台 , 2 台电动机位于同一高压
三相异步电动机无功补偿容量的计算
摘
要 ： 要 探 讨 了三 相 异 步 电 动 机 无 功 就 地 补 偿 的 补 偿 容 量 计 算 方 法 ， 合 工 程 实 际情 况 ， 绍 了 无般 就 地 补 偿 必 主 结 介 功 弦 步 应
注 意 的 问题 。
关 键 词 ： 相 异 步 电 动 机 ； 功 就 地 补 偿 ； 偿 容 量 三 无 补 中 图分 类 号 ： Ｂ Ｔ 文献标 识码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２３ ９ （ ０ ２ １—１ ５０ １７ —１ ８ ２ １ ） １０ ６ —１
０ 引 言
异 步 电动 机 是 电 网 的 主 要 用 电 负 荷 ， 异 步 电 动 机 实 对 行 无 功 就 地 补 偿 不 仅 能 够 节 约 电 能 、 高 电 能 利 用 率 ， 可 提 还 缩小设 备的投 资规模 ， 延长 设备 使用 寿命 ， 而得 到 了广 泛 因 应 用 。 但 要 达 到 理 想 的效 果 ， 定 补 偿 电 容 量 是 一 个 关 键 。 确 补 偿 容 量 的 计 算 应 根 据 《 国 供 用 电 规 则 》 要 求 以 及 补 偿 全 的 的 经 济 性 综 合 考 虑 ， 张 因 “ ” 定 ， 样 可 以避 免 因 各 电 主 机 而 这 动机及其 运行情 况的不 同所造成 的非最佳 补偿 。
Ｉ ４ 泵 类 负 载 电动 机 无 功 计 讯
改 善 前 功 率 因数 ｃ ｓ １ ｏ ０ ０８ ．Ｏ
…
Ｏ８ ．５
０ ７ ９ ． ４ ０ ７１ ． ４
０ ９ ．Ｏ
０ ８ ４ ． ８ ０ ８ ９ ． ４
０ ９ ．１
０ ９１ ． ３ ０ ８ ８ ． ７
１ ３ 目标 功 率 因 素 法 ．
ｃｓ ／ ＋ ￣ｂ—１（ 中 Ｉ 为 电动机定子额定 电流 ， 为电 ０季 ｂ ／０ ］式 。 ｌ ｅ ‰
异步发电机的无功补偿计算毕业论文
本科毕业论文(设计)题目：异步发电机的无功补偿计算______学院：自动化工程学院专业：2008级电气工程及其自动化姓名：柳涛指导教师：吴新振教授The Reactive Power Compensation Calculation of InductionGenerator青岛大学本科生毕业论文（设计）摘要在可再生能源开发和飞机、舰船等军事装备应用过程中，异步发电机作为独立电力系统中的发电装置具有明显的优势，对此进行研究对充分利用可再生能源和提高军事装备战斗力起着重要的推动作用。
虽然自激异步发电机具有异步电机固有的优点，但其带负载能力较差，本文针对这一缺点做了相关研究，并提出了合理的无功补偿方案。
根据自激异步发电机在基值频率下的稳态等值电路，建立了稳态模型。
针对自励异步发电机自身存在的带负载能力差的缺点，分别采用了电容长、短并励和电容并联补偿的方法来稳定端电压，以提高带负载能力。
提出了电容短并励、电容长并励和并联电容连接无功补偿方案，通过分析比较得知电容短并励连接为理想方案。
分析结果表明，最佳短并励电容的无功补偿可使发电机具有理想的电压稳定性关键词：异步发电机无功补偿电容短并励电容长并励并联补偿电容AbstractIn the exploitation of renewable energy and applications of military equipments such as aeroplanes and warships, self-excited induction generators have obvious advantages when used as generating equipments in the isolated power systems. Thus the study on the self-excited induction generator has important effects on taking full use of the renewable energy and enhancing fighting strength of the military equipments. In spite of the inherent advantages, the self-excited induction generator has poor capacity for carrying loads, on which corresponding studies are carried out and proper schemes for reactive power compensation are proposed in the paper.The steady-state model is derived from the steady-state equivalent circuit of the self-excited induction generator under the base frequency.In view of the poor inherent external voltage characteristics of the self-excited induction generators, the shunt compensation capacitors, long-shunt compensation capacitors and short-shunt compensation capacitors are utilized for voltage stability. Short-shunt connection of capacitors and long-shunt connection of capacitors are proposed to compensate reactive power for the self-excited induction generator, andthe short-shunt connection of capacitors is found to be the perfect scheme for reactive power compensation after comparative analysis.The analysis results indicate that required voltage stability is obtained by reactive power compensation of the optimal short-shunt capacitor.Keywords induction generator reactive power compensation short-shun -t capacitor long-shunt capacitor parallel compensation capacitor青岛大学本科生毕业论文（设计）目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1课题研究的背景和意义 (2)1.2异步发电机无功补偿概述 (2)1.3主要研究内容 (3)第二章异步发电机的发电原理 (4)2.1发电机的建压过程 (4)2.2发电的必要条件 (6)2.3异步发电机的运行方式 (6)2.3.1 并网运行 (6)2.3.2 自励运行 (7)2.4小结 (7)第三章自励异步发电机的数学模型 (8)3.1稳态等值电路的推导 (8)3.1.1 电压方程式 (8)3.1.2 等值电路 (9)3.2小结 (10)第四章并联电容对异步发电机的性能影响 (11)4.1并联电容的计算 (11)4.1.1并联电容值的确定 (11)4.1.2并联电容异步发电机的稳态模型 (12)4.2并联电容后发电机外特性的改善 (15)4.2.1并联电容前发电机的外特性 (15)4.2.2并联电容后发电机的外特性 (16)第五章异步发电机长并励连接时的稳态分析 (19)5.1分析方法和迭代过程 (19)5.2电容长并励后发电机外特性的改善 (22)第六章电容短并励联结异步发电机的稳态特性 (25)6.1短并励补偿时异步发电机的电压调整率 (25)6.2短并励补偿电容值对异步发电机外特性的影响 (26)6.3电容短并励补偿时补偿电容对功率输出的影响 (28)结束语 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)青岛大学本科生毕业论文（设计）前言电能是现代能源的主要形式。
第四章 异步电动机的功率因数与无功补偿
第四章异步电动机的功率因数与无功补偿§4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量§4-2 电动机无功补偿的分类§4-3电动机就地补偿的技术经济效益§4-4绕线型感应电动机的转子进相器§4-1异步电动机的功率因数与无功功率的经济当量工矿企业消耗的无功功率异步电动机约占70%。
不少电动机负载率很低，经常处在轻载或空载运行，功率因数普遍不高。
负载率愈低，则功率因数愈低，无功功率相对于有功功率的百分比更为显著地浪费电能。
因此对于异步电动机采用就地无功补偿以提高功率因数、节约电能，减少运行费用以及提高电能质量具有重要的意义。
用户功率因数的高低，直接关系到电网中的功率损耗和电能损耗，关系到供电线路的电压损失和电压波动，而且关系到节约用电和整个供电区域的供电质量。
但在实际电力系统中异步电动机作为传统的主要负荷使电网产生感性无功电流，这些无功电流都导致电网中产生大量的无功功率。
在无功功率传递过程中会消耗大量的有功功率率，由于安装了无功补偿容量，减少了无功功率传输而降低的有功功率损耗值与无功功率减少值的比值，即输送的无功功率减少1 kvar（或增加1 kvar 无功补偿容量）时所减少的有功功率损耗值就是无功功率的经济当量。
线路的有功功率损耗值为：安装无功补偿容量Q bch 后，有功功率损耗值为：减少的有功功率损耗为：无功补偿的经济当量为：其中C y 为无功功率通过线路时引起的有功功率损耗的单位损耗值；Q bch /Q 为无功功率的相对降低值，称为补偿度。
当补偿度很低，即Q bch <<Q 时， C bch ＝2C y ;当补偿容量很大，即Q bch >>Q 时， C bch ＝C y说明补偿容量越大，对减小有功损耗的作用越小，并非补偿容量越大越经济。
补偿容量的大小需通过技术经济比较来确定。
232232222332210101010L LP LQS R P Q P R U U P Q R R U U P P ----⨯+==⨯=⨯+⨯=+22'3322()1010bch L Q Q P P R R U U ---=⨯+⨯'32(2)10bch bch L L Q Q Q P P P R U --∆=-=⨯32232(2)10(2)10(2)(2)bch L bch bch bch LQ bch bch y Q Q P C R Q U Q QQ R QU P Q Q C Q Q Q---∆==⨯-=⨯=-=-§4-2 电动机无功补偿的分类就无功补偿原则方案来讲，电动机的无功补偿属于末端补偿，通常又称为就地补偿。
多工况泵站异步电机无功补偿
多工况泵站异步电机无功补偿摘要】本文根据多工况泵站运行特点，分析了无功补偿容量计算时的偏差，认为负载率变化较大的异步电机，其无功补偿容量应根据不同工况时的功率和功率因素，计算所需的最大无功补偿容量，并在应尽量采用高压电机。
礼经电器【关键词】泵站异步电机无功补偿异步电机由于体积小，投资省、管理运行简单，在各类泵站被广泛采用。
并联电容器原理简单、使用方便、运行经济、投资省、可以分组投切保证电压合格率和合理的功率因数，所以泵站普遍采用在高低压母线上装设并联电容器，进行无功自动补偿。
在实际工作中，笔者发现异步电机负载率较低时，按一般公式计算确定的无功补偿容量往往偏小。
1无功补偿容量计算公式针对不同情况，无功补偿容量有多种不同的计算方法，水泵机组异步电机无功补偿容量一般由以下公式计算确定：QC：无功补偿容量(kvar)；Pmax：有功功率的最大值(kW)；tg1、tg2：补偿前后功率因数角的正切值；cos1、cos2：补偿前后的功率因数。
2水泵机组异步电机的功率计算和运行工况水泵机组异步电机的功率由水泵运行的最大轴功率与传动装置的效率决定，电机额定功率应满足在不同的水位组合下水泵最大扬程和最大叶片角度时的运行要求。
水泵的最大轴功率计算，根据泵站整个运行范围内可能出现的最大扬程及相应流量，并考虑流量、效率偏差和水流泥沙的影响，按同期可能出现的各种因素的组合，计算出最大值。
对扬程变化范围较大，而常期在低扬程下运行的泵站，为保证设计工况下水泵装置在高效区运行，设计工况下的水泵装置轴功率往往比最大轴功率要小很多，电机经常运行在非额定工况下运行。
3泵站无功补偿容量计算的偏差大多设计中，水泵机组异步电机的无功补偿容量计算，一般将电机的额定功率总和作为有功功率的最大值，将额定功率因素作为补偿前的功率因素来计算。
由此计算得到的无功补偿容量，在泵站的运行中往往不能满足要求。
因为异步电动机的功率因数在70%负载率到满载时最高，高压异步电机在额定负载时功率因素一般在0.8~0.9，而在轻载时功率因数明显降低，空载时功率因素只有0.2~0.3。
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概 述 异步电动机使用广泛，在农村及工矿企业中所占的比重较大。异步电动机多为感性负 载，因此其功率因素总小于 1，是电网的主要无功负荷。由于无功功率的存在，增加了电网 的视在功率，降低了电网的功率因数。在大中型工矿企业大都装有集中无功补偿装置来提高 功率因数，减少电网线损，保证电压水平；但在农村及小型工矿企业，电动机用量大且较分 散，集中补偿难度大且不能达到理想的效果。特别是在用电紧张期，错峰用电时还要自发电， 自发电时由于柴油机功率相对偏小，网络已趋于过载，因此有赖于功率因数的提高，减少输 送的无功电流，使系统不致于过载运行，从而充分挖掘设备输送功率的潜力。 2 三相低压异步电动机就地无功补偿的分析
2.1 提高设备利用率 在设备容量不变的条件下，提高功率因素，可少送无功功率而多送有功功率。可多送的 有功功率：ΔP=S（COSφ 2-COSφ 1 ） ； 式中 COSφ 1 和 COSφ 2 分别为补偿前后功率因数， S 为供电设备容量。 对于原有供电设备来讲，特别是变压器和柴油发电机都是依据几年前的用电量选购的， 随着用电量的增加，原网络已趋于饱和。在同样有功功率下，功率因数的提高，发电机就可 少发无功功率，多发有功功率，并使负荷电流减少。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。 2.2 减少输电线路损耗 设异步电动机在补偿前后向电网吸收的有功功率 P 和电网电压 U 为定值，补偿前后输电 线路电流分别为 I1、I2，功率因数角分别为φ 1、φ 2，则有： P=UI1COSφ 1=U I2COSφ 2 设 R 为系统总电阻，COSφ 1 和 COSφ 2 为补偿前后功率因数，ΔP1 和 ΔP2 为补偿前后线 路损耗，则线路损耗的减少量 ΔP 可通过下式计算： ΔP1=I12R ΔP2=I22R=I12（COSφ 1/ COSφ 2 ）2R ΔP=ΔP2-ΔP1=I12R-I22R=I12 [1-（COSφ 1/ COSφ 2 ）2 ]R 这样线损减少的百分数为：ΔP/ΔP1= [1-（COSφ 1/ COSφ 2 ）2 ]×100% （1） 当功率因数从 0.70～0.85 提高到 0.95 时， 由(1)式可求得有功线路损耗将降低 20%～45%。 2.3 改善电压质量
以线路末端只有一个集中负荷为例定量说明提高功率因素对电压质量的改善，假设线路 电阻 R、电抗为 X、有功功率为 P、无功功率为 Q，则电压损失 ΔU 为： ΔU=（PR+QX）/U （2） 从(2)式可以看出，若减少无功功率 Q，则 ΔU 减小，即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。但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，电压质量只是 一个附带作用。 3 无功功率补偿容量及电容器的选择 3.1 无功功率补偿容量的选择 无功功率补偿容量的计算方法较多，由于农村和工矿企业用户的电机大部分是几十千瓦 以内的中小容量的异步电动机，其 Io / Ie（即空载电流与额定电流之比）较高，可采用下述简 单公式计算： QC= 3 KUIo （3） 式中：QC 为补偿电容器容量，K 为空载时要达到的功率因素，Io 为空载电流。 实际中，一般把电动机空载时的功率因素补偿到接近 1，这是因为空载时电动机消耗的 无功功率最小，补偿后满载时功率因素仍滞后；若以额定负载下功率因素补偿到 1,则空载或 轻载时电动机必然要过补偿，这样既影响电压，又会使电动机在断电后由于电容的放电供给 电动机励磁电流，使仍在旋转着的电动机成为异步发电机，从而使电压超过额定电压，对电 动机的绝缘和电容器都不利。采用公式（3）计算的补偿容量不会产生过度补偿问题。 在无功补偿时还须注意电动机会产生高次谐波，用电容器进行无功补偿时，有可能会产 生谐波放大现象，所以对于容易形成谐波源的线路应考虑增设电抗器等，使谐波影响不致造 成电容器损坏。 3.2 无功功率补偿电容器的选择 三相低压异步电动机就地无功补偿电容器可选用低压自愈式金属化膜电容器，该电容器 以金属化聚丙烯薄膜作电极和介质，具有自愈性，并有重量轻、体积小、损耗低以及价格低 廉等优点。考虑到电压的波动，加上无功补偿后电压要相应提高，电容器的额定电压宜选用 常规的 400V 产品。但要求电容器接线端子、引线等带电体不能外露，以保安全。 4 应用举例
图 1 电动机就地补偿电路图QC= 3 KUIo=1.732×0.95×380×56.9=36（kvar） (1) 补偿后空载时的功率因素 COSφ 2： 由 QC=P0（tgφ 0- tgφ 2）= 3 UIo COSφ 0 （tgφ 0- tgφ 2） 即 36（kvar）=1.732×380×56.9×0.17（5.8- tgφ 2） 得 tgφ 2=0.145 COSφ 2=0.989 (2)补偿后额定功率时的功率因素 COSφ 2： 由 QC=Pe（tgφ e- tgφ 2）= 3 UIe COSφ e （tgφ e- tgφ 2） 即 36（kvar）=1.732×380×102.5×0.81（0.724- tgφ 2） 得 tgφ 2=0.065 COSφ 2=0.998 所以取 QC=36kvar，补偿后空载时功率因素为 0.989，额定负载时的功率因素为 0.998， 满足了实际的要求。 5 结 论 本文讨论了异步电动机就地无功补偿的一些问题，并给出了无功补偿的一些简单可行的 计算公式。 异步电动机就地无功补偿是一种投资少、收效快、高效可靠的节能措施，并联补偿电容 器原理简单、使用方便、可以分组保证电压合格率和合理的功率因素。适于广大农村和中小 工矿企业大力推广。 参考文献 [1] 苏文成.工厂供电[M].济南：山东科技出版社，1992 [2] 陈丕璋，周明定，俞鑫昌. 电动机节能技术［M］.北京： 科学出版社，1989.
一台 Y250M-4 三相异步电动机额定电压 380V， 额定电流 Ie 为 102.5A， 额定功率因素 COS φ e 为 0.81，额定输出功率为 55kW，三角形接法；空载电流 Io 为 56.9A，空载功率因素 COS φ 0 为 0.17。 图 1 为电动机就地补偿电路图。 由于异步电动机 本身就是很好的放电线圈， 所以在异步电动机外加电 源电压失去时， 三相低压异步电动机无功补偿电容器 可以向异步电动机放电， 使电容器端电压很快下降到 零， 在重新起动电动机时， 就不会出现过电压。 因此， 须在电机接线盒输入端子前并联电容，异步电动机与 电容器并联之间不能加装熔断器保护或开关，异步电 动机与电容器应同时投入或断开。 电容量的计算。根据公式（3） ，要使电动机的功 率因素提高到 0.95，则无功电容补偿量为：
异步电动机的无功补偿
罗裕强
广州市第一水泵厂 (广州， 510300)
摘 要：异步电动机广泛使用于农村及中小工矿企业。为提高功率因数，对异步电动机 就地无功补偿是一种投资少、收效快、高效可靠的节能措施。本文介绍了就地补偿的相关计 算方法和实例，认为并联补偿电容器原理简单、使用方便、可以保证电压合格率和合理的功 率因素，适于广大农村和中小工矿企业大力推广。 关键词：异步电动机；功率补偿；并联补偿电容器 中图分类号：TM306 1 文件标识码：A