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电能质量对电动机经济运行的影响及改善措施

2006年04月04日来源：不详作者：未知访问次数：83

Tags：电能质量电动机经济运行

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感应电动机是工农业生产中应用最广泛的一种电动机。根据统计，在电网的总负载

中动力负载约占59%而感应电动机则占总动力负载的85%电力系统中感应电动机的励磁

与涡流消耗无功占系统无功负载的80%左右。由此可见，感应电动机在电力系统中占有重

要地位因而电动机能否经济运行，直接影响着电网的社会效益，电能质量对电动机经济运行

有很大影响。

1电动机对电能质量的要求

电能质量可用频率，电压质量，供电可靠性和电网电压正弦波形畸变率来表征。电动机对

电能质量的要求是

(1) 额定频率时电压偏差小于正负5%

(2) 在额定电压时频率偏差小于正负1%

(3) 电压正弦波形畸变率小于正负5%

(4) 对三相电压平衡度要求电压的负序分量与正序分量之比在长期运行时小于正负

1%。在短时运行时小于正负1.5%，对于零序电压分量，不得超过正序电压分量的1%。

电能质量取决于电力系统供电质量，但电能质量与供电部门对用户用电管理也有直接关系。如用户大量采用并投入单相负荷，则三相间电压对称性就要变差。此外由于生产技术

的发展，用户大量使用非线性设备，如硅整流设备、电弧炉、轧钢及交流调压装置等投

入电网。会向电网注入高次谐波电流，给电网造成污染，导致电网波形畸变，电网三相

电压不平衡及波形畸变会增加损耗，影响电网经济运行。

目前电网电力生产基建与改造以及用户的供电系统都注意配备无功补偿设备，和采

用有载调压变压器。且考虑了电源可靠性，由于加强了系统负荷平衡的调度电网频率基本稳定。因而电能质量有很大提高，但对于系统的电压来说，由于白天高负荷时无功不足，

夜间轻负荷时无功过剩，造成系统白天电压偏低夜间，电压偏高，有些供电区由于系统

一次电压偏高。变压器额定参数不当，分接头调压范围窄，导致配电电压高于标准值。

其次大量非线性设备投入电网运行，使得电网高次谐波含量大大增加，所以当前电能质量

问题主要是电压质量与高次谐波的影响。

2电压质量对电动机运行的影响

电动机在轻负荷下为节电一般采用降压运行如把接改为Y接运行电机在高于额定电压下运行时由于铁芯饱和无功励磁电流增大导致电网功率因数降低损耗增大铁芯发热

并使电机寿命缩短故经济效益差反之电动机在低于额定负荷下运行时转矩等特性下降

电流增大导致电机发热出力降低同样也不经济电压平衡度也是电压质量标准之一不

对称电压可按对称分量法分解为正序分量负序分量与零序分量正序负序电压作用于电动机分别产生正序和负序定转子电流由于电机负序阻抗相对较小故很小的负序电压

便能引起相当大的负序电流据统计电流不平衡率约为电压不平衡率的 4 7倍其次不

平 衡电压形成负序磁场 产生负的机械功率 因 此在同样的转差率下 电动机轴上的有用机 械功率减少此外负序磁场在定转子上引起额 外的铁耗铜耗和杂散损耗致使电机总的 损 耗率增加 一般3.5%的不平衡电压可使电动 机增加约20%的损耗 如果定子某一相中 正负序电流接近同相 则满载时该相的合成电流 将超过额定电流的 20% 35%可知电压 不平衡会引起电动机绕组过热 降低电动机的可靠 [FS:Page]

性和运行寿命经济效益差标准规定电动机的供电电压负序分量不应超过正序分量

的1%任意一相的

空载电流与三相空载电流平

衡值之差不应超过平均值的 10% 3高次谐波对电动机运行的影响

电网谐波对联接于电网中的电动机的影响，表现为电流相对增大，导致发热。一般来说

波 形畸变电压供电的电动机 由于谐波引起的 总损耗增加的百分比与由于谐波引起最高发热

点附加温升的百分比大致是一致的， 国内外的经验表明 ：若3，5，7次谐波电压达到

额定电压的10% 20%以上时，可导致电机在短时间内烧损，

由于电网电压过高或电网波 形畸变，均能加剧电动机的磁饱和， 也增大了基波负序电流和励磁电流以及相应的功率损

耗和附加温升，因此都不利于电动机的经济与安全运行。

4改善电网电能质量的技术措施

4.1改善电压质量的技术措施

(1) 健全无功电压管理制度，制定改善电压质量的计划与措施。设专人管理定期分析与考核 电压质

量， 无功补偿容量要考虑无功随负荷及电压波动自动投切，或根据电网需要无功情 况用人工投切，

以提高无功补偿的经济效益

(2) 各级电压要设置电压监测点，按电压的考核标准进行考核，对电压不合格的地区要及时

分析并采取必要的措施

为有载调压变压器使其覆盖率达到 100% 况进行调整电容器应根据电压情况进行投 切 投切 比差角差也应定期进行校验以保证指示准确

(6)健全电压合格率基础资料和地区高压用户负荷统计表，

建立高低压用户电压监测点的标 示图及各配电地区配电变压器台帐

(7)对单相工作的设备采取三相技术平衡措施

对用户单相工作的设备要切实加强管理做好平衡工作，最大限度满足三相平衡度要

求，某些工业大功率的电气设备，如感应电炉大容量电焊机等由于只能单，相或两相工作会给 电网

电压带来严重不平衡。对这的设备可采取三相均衡电抗器的平衡措施，以减少单相或 两相负荷不平衡

的影响， 还可以减少单相非线性负荷产生的不对称高次谐波

4.2加强电网高次谐波管理减少电网污染 对电网进行谐波技术管理 重点管理注入电网谐

波电流较大的设备 定期开展谐波测试 工作 当电网电压正弦波形畸变率超过规定时

要查 明原因采取对策对新投入电网的非线性设备在设立的谐波监测点测量

以检查谐波电流 电压畸变率是否符合规程要求

注意建立用户非线性设备的技术档案及积累谐波监视

点的 (3) 逐步把系统一次主变二次主变更换

(4) 变电所有载调压变压器应根据电压情

用户变电所电容器也应根据电压情况进行

(5) 电压表应进行定期核检 电压互感器