某矿电机定向无功补偿治理——静止无功发生器应用案例分析-智源新能.PDFVIP

某矿电机定向无功补偿治理 ——静止无功发生器应用案例分析 北京智源新能电气科技有限公司 2015年10月23 日 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，是矿用 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 压电网的线损，而且无功电流在线路中甚至出现无功放大的情况。 尤其是分散设备企业来说，低压网络较长，采用集中无功补偿，仍不能降 压电 网的线损。低压电网的高线损率是严重阻碍企业主要电动机设备节能、增效、减排 的有效途径。因此，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，应在广大的工矿企业推广，从而在根本源头上挽回电能损失。 该矿为当地规模较大的铁矿企业，其电机设备分布离散，低压电网传输距离较 远。其主要工艺通过大型碎石机对大块含铁元素的铁矿石进行破碎处理，得到较小 体积的铁矿石，再通过传送带对小型铁矿石运输至铁粉加工部分，而由于碎石机在 破碎铁矿石体积有大小之分，此时，其电流会表现具有冲击性，且产生大量无功功 率，采用就地无功补偿方式，对电网进行无功补偿和节能降耗处理。 图1 ：静止无功发生器SVG现场运行图 2. 本案例负载特性分析及共性说明  负载主要为电机负载，其中每台电机运行时的功率因数较低，平均功率因数大 部分情况下低于0.85 ；  现场工况环境非常恶劣，灰尘、雨水等防护要求极高，对补偿类设备散热要求 较高；  对于工况电机分布非常广泛，且设备与设备直接距离较远，整个回路中的线损 较大，有功有明显衰减的情况。  低压电容器容量较大，且大部分为接触器投切补偿，跟踪速度满足不了电机运 行过程中的电流变化，补偿容量不够，功率因数满足不了国家要求，有罚款的 情况发生；  现场操作工人对电能质量意识不高，对电机就地补偿来说，需要对补偿设备进 行全自动补偿方式 ，需要与电机操作保持一致 ，无需对补偿设备进行二次操作 ；  负载有较为明显的生产周期性，根据生产要求来说，负荷会有周期性的增加或 减少；  对于类似电能质量补偿项目来说，需要对现场具有比较专业的了解，在补偿项 目前期，需要专业技术人员对其现场进行一系列测评和预估。 3. 无功的危害 1) 对电动机自身影响。 无功能量在电动机内部的定子、转子磁钢体形成 “涡流效应”，造成大 量的铁损 ，使电动机温度升高 ，工作效率降 ，大量的电能转化成了热能被 消耗掉。不但增大了有功能量的损耗，还缩短了电机的寿命。 2) 增加低压电网线路中的电能损耗。 我们都知道导体线路电能损耗的公式：W=3I²×R 注：I代表电流：R代表线路阻值，R值的大小随电流变化及温度高低而变 化。 由公式可知通过导体的电流对 以每单位米铜导体电阻值为 导体温度影响成I²倍关系变化 ， 例，导体温度每升高7℃,电 以导体温度每升高7℃为例 阻值的变化规律 20℃ 0.027Ω （1倍） 27℃ 0.054Ω （2倍） 34℃ 0.108Ω （4倍） 41℃ 0.432Ω （16倍） 48℃ 6.912Ω （256倍） 显然有大量的无功电能造成线路导体温升，阻值增大，以电流的热效应形 式被大量的消耗在线路中。一旦低压电网线路过长，会导致线路