提高异步电动机自然功率因数降低电能损耗

感应电动机的功率因数有两种，即自然功率因数和总功率因数。自然功率因数就是设备本身固有的功率因数，其值决定于本身的用电参数(如：结构，用电性质等)。倘若自然功率因数偏低，不能满足标准和节约用电的要求，就需设置人工补偿装置来提高功率因数，这时的功率因数叫总功率因数。由于设置人工补偿装置需增加很多投资，所以提高电动机自然功率因数是首要的任务。在农网中消耗无功功率比重最多的是感应电动机，约占60%以上，因此，研究如何提高农网中电动机的自然功率因数，减少输送的无功负荷，降损节能，提高运行效率，很有必要。本文拟探讨这个问题。










1　严格控制电动机容量，提高设备负载率，达到合理运行










(1) 合理选用电动机容量，提高自然功率因数和效率，降低功率损失。










"大马拉小车"、轻载和空载运行情况，造成电动机自然功率因数偏低，耗用无功比例较大，损失电能增加。因此，合理选择电动机容量，使之与机械负载功率相匹配，提高电动机的负载率，是改善其自然功率因数的主要方法之一。










电动机的负载率与功率因数的关系如表1所示：










表1










负载率 0 0.25 0.5 0.75 1






cosф 0.2 0.5 0.77 0.85 0.88















由表1可知，随着负载率的提高，电动机自然功率因数也就提高了，也就是说，合理选择电动机容量，能提高其功率因数，达到节约电能之目的。










电动机当其处于最佳负载率状态下运行时，其效率最高，自然功率因数最大。










(2)合理使用电动机，提高自然功率因数和效率，降低功率损失。










可以对轻负荷电动机容量下调，即将负荷不足的大容量电动机进行替换。










当电动机的负载率kfz＜40%时，可以调换：当40%＜kfz＜70%时，则需通过技术经济比较后，再做决定，其主要判定条件是：










ΔPd1-ΔPd2＞0










式中ΔPd1-原有电动机的有功损失，kW










ΔPd1-替换电动机的有功损失，kW










2　对轻负荷电动机实行降压运行，提高自然功率因数和效率，降低功率损失










当负载系数kfz＜50%时，应对电动机采用降压运行，具体做法是将定子绕组由Δ改接为Y接线。










不同负载率改接前后效率和功率因数的变化，如表2、表3所示。










表2　感应电动机定子绕组Δ-Y变接后的效率变化










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　感应电动机定子绕组Δ-Y变接后的功率因数变化










cosф的 额定值 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















当电动机负载系数kfz＜0.5时，由Δ改变Y接线降压运行后，可提高电动机的自然功率因数和效率，达到降低电能损耗的目的。由于农网中绝大部分是小容量轻载异步电动机，故此法很适于农网中使用。










3　低压网络电能(功率)损失的降低










由于异步电动机自然功率因数的提高，可以减少低压网络中输送的无功负荷，从而降低其电能损失。










4　结束语










在农村电力网中合理选用和使用异步电动机以及对轻载电动机实行降压运行，是一种无需任何投资或投资很少的切实可行的降损措施。它可以有效地提高电动机的自然功率因数和运行效率，降低电能损耗和减少运行费用，这对供用电双方均有益处。因此，电力企业有责任，也有义务指导客户做好此项工作。




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