【摘要】節(jié)能降耗是企業(yè)的生存之本，尤其對水泥行業(yè)這種高耗能產(chǎn)業(yè)來說，節(jié)能降耗就意味著增效。本文通過對冀東水泥灤縣分公司3臺水泥磨主電機(jī)的相關(guān)運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行分析，研究加裝電機(jī)進(jìn)相器后電機(jī)的節(jié)能效果。

【關(guān)鍵詞】高壓電機(jī)；進(jìn)相器；節(jié)能

一、進(jìn)相器原理簡介

目前冀東水泥灤縣分公司3臺水泥磨主電機(jī)功率因數(shù)都是0.86左右，與國家相關(guān)電力標(biāo)準(zhǔn)相比，功率因數(shù)偏低，這是導(dǎo)致水泥生產(chǎn)電耗高的重要原因。高壓電機(jī)加裝進(jìn)相器是目前較為普遍的做法，其性能優(yōu)于傳統(tǒng)電容補(bǔ)償，是提高功率因數(shù)以及降低系統(tǒng)分步電耗的有效措施，能起到節(jié)約用電費(fèi)用的效果。

進(jìn)相器是串接在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中的，原理框圖如圖。當(dāng)電機(jī)運(yùn)行時(shí)采集轉(zhuǎn)子電流和同步電壓信號，經(jīng)微處理器CPU處理后給可控硅發(fā)出觸發(fā)信號，由可控硅組成的交-交變頻器降工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率的電勢疊加在電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中，改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過磁場進(jìn)而改變電機(jī)定子電流與定子電壓相位關(guān)系，減小功率因數(shù)角，最終使電機(jī)本身的功率因數(shù)得以提高，定子電流得以下降。大大改善了電機(jī)的運(yùn)行狀況。顯著降低了電機(jī)自身的損耗。

靜止進(jìn)相器的補(bǔ)償作用是在繞線電動機(jī)轉(zhuǎn)子回路中加入一個附加電源，改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過磁場進(jìn)而改變定子電流與定子電壓的相位關(guān)系，減少電動機(jī)的無功消耗。因此電機(jī)的運(yùn)行狀況發(fā)生了改變，定子電流減小，電網(wǎng)的功率因數(shù)因電機(jī)的功率因數(shù)提高而得到提高。另外，電機(jī)定子電流的減小降低了電機(jī)的銅損，提高了奠基的效率，電機(jī)的溫升也隨著降低，過載能力相應(yīng)提高，臺時(shí)產(chǎn)量提高，降低了單耗。從而達(dá)到節(jié)能目的，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

二、加裝進(jìn)相器項(xiàng)目參考方案

通過前期的調(diào)研及借鑒其他公司應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，靜止式進(jìn)相器適用于水泥磨主電機(jī)，因此本方案采用靜止式進(jìn)相器。改造時(shí)電機(jī)位置不動，將電機(jī)轉(zhuǎn)子電纜從水電阻端斷開，串入進(jìn)相器，再接入水電阻。如下圖所示

三、項(xiàng)目預(yù)期經(jīng)濟(jì)效益分析

1.項(xiàng)目投資

序號設(shè)備名稱數(shù)量單價(jià)金額（萬元）

1主電動機(jī)進(jìn)相器3套11.534.5

2電纜 3X185m2300米2607.8

3施工費(fèi) 5

4土建費(fèi)用 2.5

合計(jì) 49.8萬元

2.節(jié)能分析

需改造3臺電動機(jī)具體參數(shù)如下

序號設(shè)備名稱額定功率（KW）額定電壓（V）額定電流（A）運(yùn)行電流（A）功率因數(shù)

11#磨主電動機(jī)28006000321.52470.874

22#磨主電動機(jī)355060004183600.86

33#磨主電動機(jī)355060004183250.86

概算年系統(tǒng)節(jié)約電費(fèi)

采用進(jìn)相器后，電機(jī)電流下降10-20%左右，電壓無變化。功率因數(shù)一般能提到0.95以上，功率因數(shù)0.86可提高到0.95，提高8%。

1#磨主電機(jī)：

改造前有功功率P1≈UICOSф≈1.732*6000*247*0.874≈2243KW

改造后有功功率P2≈UICOSф≈1.732*6000*222.7*0.95≈2198KW

改造后節(jié)省有功功率≈2243KW-2198KW≈45KW

1#磨主電機(jī)節(jié)約電費(fèi)=45（KW/H）X365（天）×0.7（運(yùn)轉(zhuǎn)率）×24（小時(shí)）×0.5（元）≈13.8萬元/年。

2#磨主電機(jī)：

改造前有功功率P1≈UICOSф≈1.732*6000*360*0.86≈3217KW

改造后有功功率P2≈UICOSф≈1.732*6000*324*0.95≈3198KW

改造后節(jié)省有功功率≈3217KW-3198KW≈19KW

2#磨主電機(jī)節(jié)約電費(fèi)=19（KW/H）X365（天）×0.7（運(yùn)轉(zhuǎn)率）×24（小時(shí)）×0.5（元）≈5.8萬元/年。

3#磨主電機(jī)：

改造前有功功率P1≈UICOSф≈1.732*6000*325*0.86≈2904KW

改造后有功功率P2≈UICOSф≈1.732*6000*292.5*0.95≈2887KW

改造后節(jié)省有功功率≈2904KW-2887KW≈17KW

3#磨主電機(jī)節(jié)約電費(fèi)=17（KW/H）X365（天）×0.7（運(yùn)轉(zhuǎn)率）×24（小時(shí)）×0.5（元）≈5.2萬元/年。

四、結(jié)論

通過以上分析計(jì)算，預(yù)計(jì)可在三年內(nèi)利用節(jié)省電能收回投資成本，因此，這3臺高壓電機(jī)加進(jìn)相器是一種有效的節(jié)能手段，可應(yīng)用于冀東水泥灤縣分公司3臺高壓主電機(jī)。