電動機無功補償應用說明

1、概述

　　異步電動機功率因數很低，在電網負荷中異步電動機所占的比重較大，是城鄉電網的主要無功負荷。它使各級網損也相應增大，盡管在各級變電所、配電變及各廠礦企業內均裝有集中無功補償裝置來提高功率因數，減少電網線損，但集中補償不僅無法降低低壓電網的線損，而且價格較貴。特別是在鄉鎮，隨著鄉鎮經濟的發展，小型家庭式的生產方式在各地較為普遍，加上用戶分散，低壓網絡較長，采用集中無功補償，仍不能降低低壓電網的線損。低壓電網的高線損率對正在實施的城鄉電網同網同價政策帶來困難，因此，必須對鄉鎮家庭的異步電動機推廣低價的就地無功補償。三相低壓異步電動機就地無功補償就是一臺與異步電動機特性相配合的電容器直接并聯于該電動機，其保護僅利用原異步電動機的保護，不需要外加其它保護裝置。 為實施城鄉電網同網同價，應大力推廣異步電動機就地無功補償，建議電容器制造廠家應生產與異步電動機相配套的產品。

　　2、三相低壓異步電動機就地無功補償的好處

　　用三相低壓異步電動機就地無功補償有以下好處：①簡單、價低。因為只是在電動機上并聯一臺合適的專用電容器就可，不需要外加其它保護裝置，便于推廣；②不僅能提高低壓電網的功率因數，降低了線損，同時也提高了供電電網的功率因數，降低了配電網線損；③對用戶來講，節約了內線損耗，減少電費，同時可以不會因功率因數不合格而罰款（這對各廠礦企業內的異步電動機也同樣）。裝置三相低壓異步電動機專用無功補償電容器，具有較好的經濟效益；④提高了低壓線路的功率因數，減少末端電壓波動，改善了用戶的電壓，提高了電壓質量，也增加了產品數量及質量；⑤因為補償電容器隨電動機投切，只要補償的電容器容量配置適當，不存在無功過補償，有較為理想的補償效果。

　　用三相低壓異步電動機就地無功補償是一種經濟、簡單、高效、可靠的無功補償方法，應在廣大的鄉鎮和工礦企業推廣。為什么一個合適容量的電容器可以與異步電動機直接并聯，而不需要外加其它保護裝置，僅利用原異步電動機的保護就可，而且是一種經濟的無功補償。這是因為：

　　①異步電動機在運行時所需要的無功功率從異步電動機的等效電路中可知由兩部分組成：一部分是勵磁支路所需的無功功率；另一部分是負荷支路所需的無功功率。小容量的異步電動機主要是勵磁支路所需的無功功率，當負荷從由零到滿載時，其變化很小，隨負荷的增加而略有下降；而負荷支路所需的無功功率隨負荷增加而增加，其值一般要比勵磁支路所需的無功功率要小，異步電動機容量越小，相對的比例也越小。小容量的異步電動機從空載到滿載，其總的無功功率的變化不大。

　　異步電動機隨著容量的增大，從空載到滿載所需的總無功功率變化相應加大，因此，對低壓異步電動機的無功補償，其并聯電容器在運行時的實際補償容量，只要能補償其勵磁功率，就能使異步電動機運行的功率因數在負載率從40%～100%都有較高值（0.9以上），而低負載時，其功率因數雖不能達到0.9左右，但由于所需的無功功率量很小，因此產生的線損不大，而比無補償時降低了很多。

　　②由于異步電動機本身就是很好的放電線圈，所以在異步電動機外加電源電壓失去時，三相低壓異步電動機專用無功補償電容器可以向異步電動機放電，使電容器端電壓很快下降到零，在電網電壓復現（電網“重合閘”成功）時，就不會出現過電壓。因此，異步電動機與電容器并聯之間不能加裝熔斷器保護或開關，異步電動機與電容器應同時投入或斷開。

　　③由于并聯電容器在異步電動機的額定電壓下，所產生的無功功率小于異步電動機在額定電壓下空載時需要的勵磁功率（略小于空載無功功率）。當電壓上升時，電容器所產生的無功功率隨電壓的平方增加，而異步電動機因鐵芯的磁飽和，其需要的無功功率增加將大于電容器的無功功率增加；當電壓下降時，異步電動機和電容器的無功功率幾乎都將隨電壓的平方下降。因此，并聯電容器的補償容量在運行時所產生的無功功率，總小于異步電動機的不同負載下所需的無功功率。因此，不會產生過補償。

　　④由于電容器的無功功率比補償異步電動機空載無功功率要略小于一點，也就是說僅為勵磁功率，因此，也就不會產生異步電動機的自勵現象。

　　從上可知，只要電容器僅補償異步電動機的勵磁功率，就不會產生異步電動機的自勵磁現象。

　　⑤對于家庭式的異步電動機采用三相低壓異步電動機就地無功補償的經濟性是明顯的，因為它比其他復雜的無功補償要便宜得很多。就是對無功負荷僅為異步電動機的工礦、企業等也是經濟的，因為雖然它裝置的總無功容量要為集中的無功裝置的3～4倍，但集中無功補償裝置的單位容量的費用卻為單臺電容器的4～6倍左右，異步電動機就地無功補償總費用要比集中的無功補償裝置少。而且用三相低壓異步電動機就地無功補償電容器可降低工礦、企業內的低壓電網損失，節約了能源，減少了電費支出。

　　⑥三相低壓異步電動機就地無功補償電容器可選用常用的低壓自愈式金屬化膜電容器，該電容器以金屬化聚丙烯薄膜作電極和介質，其產品具有自愈性，并且有重量輕、體積小、損耗低等優點，特別是價格低。考慮到鄉鎮電網電壓波動較大，后半夜稍偏高，加上無功補償后，電壓要相應提高一點，電容器的額定電壓宜選用常規的400V產品。

　　綜合以上所說，可明顯得出：三相低壓異步電動機就地無功補償是一種經濟、簡單、高效、可靠的無功補償方法，不僅適合鄉鎮分散的加工業、家庭式工業內裝置的異步電動機，而且對工礦的異步電動機也同樣適合。它是降低低壓供電網和電表后的內線損耗的最有效方法。