電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)姆治鲅芯?/h1>
2024-07-14 16:21:30馬國強(qiáng)
機(jī)電信息 2024年13期
摘 要：電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償具有簡單易行、降低供電線路損耗等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，但是在實(shí)際運(yùn)行中存在就地?zé)o功補(bǔ)償容量與電動機(jī)功率不匹配、電動機(jī)熱保護(hù)整定值不準(zhǔn)確等問題。鑒于此，分析了電動機(jī)無功補(bǔ)償?shù)幕驹?，通過理論計算得出了就地補(bǔ)償容量與熱保護(hù)整定值的確定方法。
關(guān)鍵詞：電動機(jī);就地?zé)o功補(bǔ)償;熱保護(hù);電容器
中圖分類號：TM34? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）13-0017-03
DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.13.005
0? ? 引言
交流電動機(jī)屬于感性負(fù)載，在運(yùn)行中需要從電網(wǎng)吸收無功功率來建立旋轉(zhuǎn)磁場，并通過電磁感應(yīng)來變換和傳遞能量，這使得電網(wǎng)功率因數(shù)降低，各級線路損耗增大。在提倡綠色節(jié)能的新時代發(fā)展背景下，積極探尋有效的節(jié)能措施已刻不容緩。電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償作為一種簡單有效的措施，在電動機(jī)節(jié)能運(yùn)行中越來越受重視。就地?zé)o功補(bǔ)償就是在電動機(jī)附近加裝一定容量的并聯(lián)電容器，就近補(bǔ)償電動機(jī)中的無功功率，就地補(bǔ)償?shù)哪康某颂岣吖β室驍?shù)，還能夠減小電動機(jī)供電線路的電流，這是集中補(bǔ)償方式達(dá)不到的效果。因此，對于電網(wǎng)節(jié)能而言，電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。
電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償原理簡單，也容易實(shí)現(xiàn)，對于容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的電動機(jī)，宜采取就地補(bǔ)償?shù)姆绞健５趯?shí)施過程中，經(jīng)常出現(xiàn)配置的電容器容量不合適造成補(bǔ)償效果差、電動機(jī)得不到及時有效的熱保護(hù)等問題。鑒于此，本文從無功補(bǔ)償?shù)幕驹?、理論計算等方面進(jìn)行分析研究。
1? ? 無功補(bǔ)償?shù)幕驹?/p>
無功補(bǔ)償是利用并聯(lián)電容器為電網(wǎng)中的感性無功負(fù)荷提供無功功率，負(fù)載所需的無功功率由電容器提供，不再從電源處獲得，因此電網(wǎng)的功率因數(shù)提高，線路損失降低。負(fù)載的無功功率補(bǔ)償分為變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償兩種，兩種補(bǔ)償方式各有利弊。
1）變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償。
如圖1所示，電容器組C1接于變壓器TM的0.4 kV母線，主要目的是提高變壓器低壓負(fù)荷的總體功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)變壓器低壓側(cè)無功平衡，對10 kV側(cè)線路和變壓器有降損作用，同時也可提高負(fù)荷側(cè)的電壓水平，補(bǔ)償效果較好。這種方式運(yùn)行可靠，便于管理和維護(hù)，裝置壽命相對較長。缺點(diǎn)是供電線路中的電流還是有功電流Ip、無功電流Iq兩部分，變壓器至電動機(jī)之間的線路電流并沒有減少，因此無法降低電動機(jī)供電線路的損耗。
2）就地補(bǔ)償。
如圖1所示，電容器組C2直接裝設(shè)在電動機(jī)旁邊，與電動機(jī)同時投入或退出運(yùn)行，使電動機(jī)消耗的無功功率得到及時就地補(bǔ)償。該方式使補(bǔ)償點(diǎn)以上線路輸送的無功功率減少，能獲得最明顯的降損效益，假設(shè)電容器能夠完全補(bǔ)償電動機(jī)的無功功率，此時供電線路的電流只存在有功電流Ip。補(bǔ)償電容器與設(shè)備同時投入或退出，無須頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量，占位小、檢修方便、事故率低[1]。對于連續(xù)運(yùn)行的大中型電動機(jī)，就地?zé)o功補(bǔ)償降損節(jié)電效果更加顯著。但這種方式只能作為輔助補(bǔ)償方式應(yīng)用，因是逐臺補(bǔ)償，會使總投資增大，日常維護(hù)量也相應(yīng)增加。
2? ? 就地?zé)o功補(bǔ)償容量的確定
應(yīng)按全面規(guī)劃、合理布局、就地平衡的原則，確定最優(yōu)就地補(bǔ)償容量。不同的電網(wǎng)條件、補(bǔ)償目的、功能要求，應(yīng)采用不同的計算方法。
2.1? ? 按照功率因數(shù)要求值確定補(bǔ)償容量
電動機(jī)在運(yùn)行時，功率因數(shù)大都在0.75～0.85，供電部門要求的功率因數(shù)一般大于0.9。按照供電部門要求的功率因數(shù)進(jìn)行就地補(bǔ)償時，補(bǔ)償容量的計算如下：
Qc=P（tan φ1-tan φ2）（1）
式中：Qc為補(bǔ)償容量;P為電動機(jī)功率;tan φ1為補(bǔ)償前功率因數(shù)角正切值;tan φ2為要求的功率因數(shù)角正切值（目標(biāo)值）。
2.2? ? 按照防止電動機(jī)自勵磁過電壓確定補(bǔ)償容量
電動機(jī)在電源斷開自由停車時，如果電容器補(bǔ)償容量過大，電動機(jī)可能產(chǎn)生自勵磁，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)狀態(tài)而產(chǎn)生過電壓。對于單臺電動機(jī)就地補(bǔ)償容量的選擇，為了防止產(chǎn)生自勵磁過電壓，補(bǔ)償容量不宜過大，應(yīng)保證電動機(jī)在額定電壓下斷電時，電容器的放電電流不大于空載電流的90%[2]。空載電流值可按電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)推算[3]，見式（3）。
Qc≤0.9×UI0（2）
I0=Ie（sin φ-）（3）
式中：Qc為補(bǔ)償容量;U為電動機(jī)額定電壓;I0為電動機(jī)的空載電流;Ie為電動機(jī)的額定電流;sin φ為功率因數(shù)角正弦值;cos φ為功率因數(shù)角余弦值;b為最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩。
綜上所述，電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償容量Qc按式（1）計算后，還需按式（2）進(jìn)行校驗(yàn)，式（1）的計算值不應(yīng)大于式（2）的計算值，否則Qc取式（2）的計算值。
3? ? 電動機(jī)熱保護(hù)整定值的確定
電動機(jī)過載時的熱保護(hù)元件通常是靠熱繼電器、馬達(dá)保護(hù)器來實(shí)現(xiàn)，電動機(jī)沒有就地補(bǔ)償電容器時，熱保護(hù)整定值是以電動機(jī)的額定電流作為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上乘以一個過載系數(shù)，如1.05、1.1等。電動機(jī)配置就地?zé)o功補(bǔ)償后，電容器安裝位置不同，流經(jīng)熱保護(hù)元件的電流也不同，這是現(xiàn)場運(yùn)行中容易忽視的地方，所以在進(jìn)行熱保護(hù)元件電流整定時，應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對待、立足實(shí)際情況，以實(shí)際流過熱保護(hù)元件的電流為基準(zhǔn)進(jìn)行整定。
3.1? ? 就地補(bǔ)償點(diǎn)位于供電電源側(cè)
如圖2所示，電容器CA與電源母線L連接，電容器CA位于熱保護(hù)元件FR的上方，流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流是電動機(jī)M的額定電流。這種情況下，熱保護(hù)元件的整定值以電動機(jī)額定電流作為基準(zhǔn)進(jìn)行整定即可。
3.2? ? 就地補(bǔ)償點(diǎn)位于電動機(jī)端子側(cè)
如圖3所示，電容器CA與電動機(jī)M的接線端子直接連接，電容器CA位于熱保護(hù)元件FR的下方，流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流只有電網(wǎng)提供的電流，不含電容器CA提供的無功電流。因電容器CA不能完全補(bǔ)償電動機(jī)M的感性無功功率，電動機(jī)M還需要從電網(wǎng)吸收一定量的無功功率，流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流為電網(wǎng)提供電動機(jī)有功電流和少量無功電流。這種情況下，熱保護(hù)元件的整定值應(yīng)以流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的實(shí)際電流（小于電動機(jī)的額定電流）作為基準(zhǔn)進(jìn)行整定。
4? ? 研究計算
為了更加清晰直觀地闡述電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償容量和熱保護(hù)元件整定值的問題，本文對一臺工業(yè)生產(chǎn)用的45 kW電動機(jī)進(jìn)行研究計算，電動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
4.1? ? 就地補(bǔ)償容量的計算
1）假設(shè)供電部門要求功率因數(shù)至少達(dá)到0.92，按式（1）計算：
Qc=P（tan φ1-tan φ2）=45×（0.62-0.43）≈8.6 kvar
2）考慮自勵磁過電壓，按式（2）（3）計算：
I0=Ie（sin φ-）=84×（0.53-）≈28.3 A
Qc=Qc≤0.9×UI0=0.9××0.38×28.3≈16.8 kvar
由計算結(jié)果可知，補(bǔ)償電容器的最大容量不能超過16.8 kvar，在電容器選型時，按照標(biāo)準(zhǔn)序列容量向下取值，就近選擇容量為15 kvar的電容器，如果此時向上選擇20 kvar的電容器，則有可能會產(chǎn)生自勵磁過電壓。
4.2? ? 熱保護(hù)元件的整定計算
1）就地補(bǔ)償點(diǎn)位于供電電源側(cè)。
此時流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流為電動機(jī)M的額定電流，即IFR=Ie，若過載系數(shù)取1.05，則熱保護(hù)元件FR的整定值：IZ=1.05IFR=1.05×84=88.2 A。
2）就地補(bǔ)償點(diǎn)位于電動機(jī)端子側(cè)。
此時電容器的補(bǔ)償電流直接進(jìn)入電動機(jī)M，不流經(jīng)熱保護(hù)元件FR，流過熱保護(hù)元件FR的電流為電動機(jī)M的有功電流與無功差額電流的矢量和，即：
IFR=（4）
式中：IFR為流經(jīng)熱保護(hù)元件的電流;Ip為電動機(jī)的額定有功電流;Iq為電動機(jī)的額定無功電流;Ic為就地補(bǔ)償無功電流;Iq-Ic為無功差額電流。
根據(jù)表1的技術(shù)參數(shù)，得出以下計算數(shù)值：
Ip=Ie×cos φ=84×0.85=71.4 A
Iq=Ie×sin φ=84×0.53≈44.5 A
電動機(jī)額定運(yùn)行時需要的無功功率Q=P×tan φ=45×0.62=27.9 kvar。
就地補(bǔ)償電容器的容量已選定為15 kvar，則電動機(jī)還需要從電網(wǎng)中吸收12.9 kvar的無功功率，此時Iq-Ic=≈19.6 A。
將上述數(shù)值代入式（4）中，IFR==≈74.0 A，若過載系數(shù)取1.05，則熱保護(hù)元件FR的整定值：IZ=1.05×IFR=1.05×74.0=77.7 A。
通過比較發(fā)現(xiàn)，就地補(bǔ)償電容器安裝位置不同，熱保護(hù)元件整定值差別較大，電容器安裝在電動機(jī)端子處時，熱保護(hù)元件的整定電流小很多。如果在實(shí)際運(yùn)行中，不注意此處細(xì)節(jié)，仍按照電動機(jī)額定電流來確定熱保護(hù)元件的整定值，會使電動機(jī)過熱后，熱保護(hù)元件無法及時動作而燒毀電動機(jī)。
5? ? 結(jié)束語
電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償節(jié)能效果好且實(shí)施簡單，應(yīng)用較為廣泛，在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用中，人們對于補(bǔ)償容量的選取和熱保護(hù)元件的整定問題存在一定的誤區(qū)。本文通過原理分析和實(shí)際計算，對問題做了較為嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的探討，得出了相應(yīng)的計算方法，提供了一種分析計算的思路，這對電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計、現(xiàn)場運(yùn)行具有較大的參考意義。
[參考文獻(xiàn)]
[1] 中國航空規(guī)劃設(shè)計研究總院有限公司.工業(yè)與民用供配電設(shè)計手冊[M].4版.北京：中國電力出版社，2016.
[2] 供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范：GB 50052—2009[S].
[3] 《鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計手冊》編委會.鋼鐵企業(yè)電力設(shè)計手冊（上冊）[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1996.
作者簡介：馬國強(qiáng)（1990—），男，山東濟(jì)南人，電氣工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。
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關(guān)鍵詞：電動機(jī);就地?zé)o功補(bǔ)償;熱保護(hù);電容器
中圖分類號：TM34? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? 文章編號：1671-0797（2024）13-0017-03
DOI：10.19514/j.cnki.cn32-1628/tm.2024.13.005
0? ? 引言
交流電動機(jī)屬于感性負(fù)載，在運(yùn)行中需要從電網(wǎng)吸收無功功率來建立旋轉(zhuǎn)磁場，并通過電磁感應(yīng)來變換和傳遞能量，這使得電網(wǎng)功率因數(shù)降低，各級線路損耗增大。在提倡綠色節(jié)能的新時代發(fā)展背景下，積極探尋有效的節(jié)能措施已刻不容緩。電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償作為一種簡單有效的措施，在電動機(jī)節(jié)能運(yùn)行中越來越受重視。就地?zé)o功補(bǔ)償就是在電動機(jī)附近加裝一定容量的并聯(lián)電容器，就近補(bǔ)償電動機(jī)中的無功功率，就地補(bǔ)償?shù)哪康某颂岣吖β室驍?shù)，還能夠減小電動機(jī)供電線路的電流，這是集中補(bǔ)償方式達(dá)不到的效果。因此，對于電網(wǎng)節(jié)能而言，電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償具有很大的實(shí)際應(yīng)用意義。
電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償原理簡單，也容易實(shí)現(xiàn)，對于容量較大、負(fù)荷平穩(wěn)且經(jīng)常使用的電動機(jī)，宜采取就地補(bǔ)償?shù)姆绞健５趯?shí)施過程中，經(jīng)常出現(xiàn)配置的電容器容量不合適造成補(bǔ)償效果差、電動機(jī)得不到及時有效的熱保護(hù)等問題。鑒于此，本文從無功補(bǔ)償?shù)幕驹?、理論計算等方面進(jìn)行分析研究。
1? ? 無功補(bǔ)償?shù)幕驹?/p>
無功補(bǔ)償是利用并聯(lián)電容器為電網(wǎng)中的感性無功負(fù)荷提供無功功率，負(fù)載所需的無功功率由電容器提供，不再從電源處獲得，因此電網(wǎng)的功率因數(shù)提高，線路損失降低。負(fù)載的無功功率補(bǔ)償分為變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償和就地補(bǔ)償兩種，兩種補(bǔ)償方式各有利弊。
1）變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償。
如圖1所示，電容器組C1接于變壓器TM的0.4 kV母線，主要目的是提高變壓器低壓負(fù)荷的總體功率因數(shù)，實(shí)現(xiàn)變壓器低壓側(cè)無功平衡，對10 kV側(cè)線路和變壓器有降損作用，同時也可提高負(fù)荷側(cè)的電壓水平，補(bǔ)償效果較好。這種方式運(yùn)行可靠，便于管理和維護(hù)，裝置壽命相對較長。缺點(diǎn)是供電線路中的電流還是有功電流Ip、無功電流Iq兩部分，變壓器至電動機(jī)之間的線路電流并沒有減少，因此無法降低電動機(jī)供電線路的損耗。
2）就地補(bǔ)償。
如圖1所示，電容器組C2直接裝設(shè)在電動機(jī)旁邊，與電動機(jī)同時投入或退出運(yùn)行，使電動機(jī)消耗的無功功率得到及時就地補(bǔ)償。該方式使補(bǔ)償點(diǎn)以上線路輸送的無功功率減少，能獲得最明顯的降損效益，假設(shè)電容器能夠完全補(bǔ)償電動機(jī)的無功功率，此時供電線路的電流只存在有功電流Ip。補(bǔ)償電容器與設(shè)備同時投入或退出，無須頻繁調(diào)整補(bǔ)償容量，占位小、檢修方便、事故率低[1]。對于連續(xù)運(yùn)行的大中型電動機(jī)，就地?zé)o功補(bǔ)償降損節(jié)電效果更加顯著。但這種方式只能作為輔助補(bǔ)償方式應(yīng)用，因是逐臺補(bǔ)償，會使總投資增大，日常維護(hù)量也相應(yīng)增加。
2? ? 就地?zé)o功補(bǔ)償容量的確定
應(yīng)按全面規(guī)劃、合理布局、就地平衡的原則，確定最優(yōu)就地補(bǔ)償容量。不同的電網(wǎng)條件、補(bǔ)償目的、功能要求，應(yīng)采用不同的計算方法。
2.1? ? 按照功率因數(shù)要求值確定補(bǔ)償容量
電動機(jī)在運(yùn)行時，功率因數(shù)大都在0.75～0.85，供電部門要求的功率因數(shù)一般大于0.9。按照供電部門要求的功率因數(shù)進(jìn)行就地補(bǔ)償時，補(bǔ)償容量的計算如下：
Qc=P（tan φ1-tan φ2）（1）
式中：Qc為補(bǔ)償容量;P為電動機(jī)功率;tan φ1為補(bǔ)償前功率因數(shù)角正切值;tan φ2為要求的功率因數(shù)角正切值（目標(biāo)值）。
2.2? ? 按照防止電動機(jī)自勵磁過電壓確定補(bǔ)償容量
電動機(jī)在電源斷開自由停車時，如果電容器補(bǔ)償容量過大，電動機(jī)可能產(chǎn)生自勵磁，轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)電機(jī)狀態(tài)而產(chǎn)生過電壓。對于單臺電動機(jī)就地補(bǔ)償容量的選擇，為了防止產(chǎn)生自勵磁過電壓，補(bǔ)償容量不宜過大，應(yīng)保證電動機(jī)在額定電壓下斷電時，電容器的放電電流不大于空載電流的90%[2]。空載電流值可按電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)推算[3]，見式（3）。
Qc≤0.9×UI0（2）
I0=Ie（sin φ-）（3）
式中：Qc為補(bǔ)償容量;U為電動機(jī)額定電壓;I0為電動機(jī)的空載電流;Ie為電動機(jī)的額定電流;sin φ為功率因數(shù)角正弦值;cos φ為功率因數(shù)角余弦值;b為最大轉(zhuǎn)矩/額定轉(zhuǎn)矩。
綜上所述，電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償容量Qc按式（1）計算后，還需按式（2）進(jìn)行校驗(yàn)，式（1）的計算值不應(yīng)大于式（2）的計算值，否則Qc取式（2）的計算值。
3? ? 電動機(jī)熱保護(hù)整定值的確定
電動機(jī)過載時的熱保護(hù)元件通常是靠熱繼電器、馬達(dá)保護(hù)器來實(shí)現(xiàn)，電動機(jī)沒有就地補(bǔ)償電容器時，熱保護(hù)整定值是以電動機(jī)的額定電流作為基準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上乘以一個過載系數(shù)，如1.05、1.1等。電動機(jī)配置就地?zé)o功補(bǔ)償后，電容器安裝位置不同，流經(jīng)熱保護(hù)元件的電流也不同，這是現(xiàn)場運(yùn)行中容易忽視的地方，所以在進(jìn)行熱保護(hù)元件電流整定時，應(yīng)嚴(yán)謹(jǐn)對待、立足實(shí)際情況，以實(shí)際流過熱保護(hù)元件的電流為基準(zhǔn)進(jìn)行整定。
3.1? ? 就地補(bǔ)償點(diǎn)位于供電電源側(cè)
如圖2所示，電容器CA與電源母線L連接，電容器CA位于熱保護(hù)元件FR的上方，流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流是電動機(jī)M的額定電流。這種情況下，熱保護(hù)元件的整定值以電動機(jī)額定電流作為基準(zhǔn)進(jìn)行整定即可。
3.2? ? 就地補(bǔ)償點(diǎn)位于電動機(jī)端子側(cè)
如圖3所示，電容器CA與電動機(jī)M的接線端子直接連接，電容器CA位于熱保護(hù)元件FR的下方，流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流只有電網(wǎng)提供的電流，不含電容器CA提供的無功電流。因電容器CA不能完全補(bǔ)償電動機(jī)M的感性無功功率，電動機(jī)M還需要從電網(wǎng)吸收一定量的無功功率，流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流為電網(wǎng)提供電動機(jī)有功電流和少量無功電流。這種情況下，熱保護(hù)元件的整定值應(yīng)以流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的實(shí)際電流（小于電動機(jī)的額定電流）作為基準(zhǔn)進(jìn)行整定。
4? ? 研究計算
為了更加清晰直觀地闡述電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償容量和熱保護(hù)元件整定值的問題，本文對一臺工業(yè)生產(chǎn)用的45 kW電動機(jī)進(jìn)行研究計算，電動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)如表1所示。
4.1? ? 就地補(bǔ)償容量的計算
1）假設(shè)供電部門要求功率因數(shù)至少達(dá)到0.92，按式（1）計算：
Qc=P（tan φ1-tan φ2）=45×（0.62-0.43）≈8.6 kvar
2）考慮自勵磁過電壓，按式（2）（3）計算：
I0=Ie（sin φ-）=84×（0.53-）≈28.3 A
Qc=Qc≤0.9×UI0=0.9××0.38×28.3≈16.8 kvar
由計算結(jié)果可知，補(bǔ)償電容器的最大容量不能超過16.8 kvar，在電容器選型時，按照標(biāo)準(zhǔn)序列容量向下取值，就近選擇容量為15 kvar的電容器，如果此時向上選擇20 kvar的電容器，則有可能會產(chǎn)生自勵磁過電壓。
4.2? ? 熱保護(hù)元件的整定計算
1）就地補(bǔ)償點(diǎn)位于供電電源側(cè)。
此時流經(jīng)熱保護(hù)元件FR的電流為電動機(jī)M的額定電流，即IFR=Ie，若過載系數(shù)取1.05，則熱保護(hù)元件FR的整定值：IZ=1.05IFR=1.05×84=88.2 A。
2）就地補(bǔ)償點(diǎn)位于電動機(jī)端子側(cè)。
此時電容器的補(bǔ)償電流直接進(jìn)入電動機(jī)M，不流經(jīng)熱保護(hù)元件FR，流過熱保護(hù)元件FR的電流為電動機(jī)M的有功電流與無功差額電流的矢量和，即：
IFR=（4）
式中：IFR為流經(jīng)熱保護(hù)元件的電流;Ip為電動機(jī)的額定有功電流;Iq為電動機(jī)的額定無功電流;Ic為就地補(bǔ)償無功電流;Iq-Ic為無功差額電流。
根據(jù)表1的技術(shù)參數(shù)，得出以下計算數(shù)值：
Ip=Ie×cos φ=84×0.85=71.4 A
Iq=Ie×sin φ=84×0.53≈44.5 A
電動機(jī)額定運(yùn)行時需要的無功功率Q=P×tan φ=45×0.62=27.9 kvar。
就地補(bǔ)償電容器的容量已選定為15 kvar，則電動機(jī)還需要從電網(wǎng)中吸收12.9 kvar的無功功率，此時Iq-Ic=≈19.6 A。
將上述數(shù)值代入式（4）中，IFR==≈74.0 A，若過載系數(shù)取1.05，則熱保護(hù)元件FR的整定值：IZ=1.05×IFR=1.05×74.0=77.7 A。
通過比較發(fā)現(xiàn)，就地補(bǔ)償電容器安裝位置不同，熱保護(hù)元件整定值差別較大，電容器安裝在電動機(jī)端子處時，熱保護(hù)元件的整定電流小很多。如果在實(shí)際運(yùn)行中，不注意此處細(xì)節(jié)，仍按照電動機(jī)額定電流來確定熱保護(hù)元件的整定值，會使電動機(jī)過熱后，熱保護(hù)元件無法及時動作而燒毀電動機(jī)。
5? ? 結(jié)束語
電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償節(jié)能效果好且實(shí)施簡單，應(yīng)用較為廣泛，在現(xiàn)場的實(shí)際應(yīng)用中，人們對于補(bǔ)償容量的選取和熱保護(hù)元件的整定問題存在一定的誤區(qū)。本文通過原理分析和實(shí)際計算，對問題做了較為嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致的探討，得出了相應(yīng)的計算方法，提供了一種分析計算的思路，這對電動機(jī)就地?zé)o功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)計、現(xiàn)場運(yùn)行具有較大的參考意義。
[參考文獻(xiàn)]
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作者簡介：馬國強(qiáng)（1990—），男，山東濟(jì)南人，電氣工程師，研究方向：電氣工程及其自動化。
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