[发明专利]一种在配电网采用串联电容补偿提高电机性能的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统领域，具体涉及一种在配电网采用串联电容补偿提高电机性能的方法。

背景技术

随着电力系统的不断发展和扩大，对于一些油田、煤矿的供电线路，往往就近接入市政或农村变电所的6kV或10kV母线。由于油井、矿井距离降压变电所较远，配电线路的延伸长度和送电功率也相应地不断增加，配电变压器数量多，供电半径大，较多线路带有多台大容量的感应电机或变化迅速的冲击性负载，往往导致线路末端电压过低、波动较大，同时，配电网用户大量精密电子设备的应用对系统电压稳定性要求越来越高，使得配电网电压质量迫切需要得到优化。对于配电网上的大量感应电机来说，当电压降低时，转矩显著减小，设备起动困难，如果所带的机械负载不变，则转差率增大，定子电流随之增大，温度上升，严重时会因电磁转矩太小而停转，烧毁电机。这样，不但影响设备的安全运行，而且直接影响油田、煤矿企业的生产效益。因此，提升配电线路末端电压、抑制电压波动十分必要。通常可采取的措施主要有：改变变压器分接头、更换大线径导线、采用分散式并联无功补偿装置等。其中，改变变压器分接头的缺点是调节范围较小；更换大线径导线的缺点是成本较高；采用分散式并联无功补偿装置的缺点是需要的并联无功补偿装置数量较多，而且会引起重载时电压低、轻载时电压高的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种在配电网采用串联电容补偿提高电机性能的方法。

本方法是在电机的电源进线侧安装三相串联补偿电容，如果线路本身运行电压正常，则适当降低电源供电电压，如果线路本身运行电压偏低，则维持电源供电电压不变。该方法实现提高电机性能的基本原理是，当电机轻载或空载运行时，串联补偿电容提升电机进线电压较小，起到降压节能的作用；当电机起动时，串联补偿电容提升电机进线电压较大，提高了起动转矩，改善了起动性能；当电机重载或过载运行时，串联补偿电容自动提升电机进线电压至额定电压或略大于额定电压，提高了运行效率和运行性能；当电机所带冲击性或波动性负载时，串联补偿电容可以自动实现电压随着负载波动调节，从而缓冲了负载引起的电压波动；当线路本身运行电压偏低时，串联补偿电容也能起到改善线路参数和电机起动性能的作用。

当6kV或10kV以上系统中有比较完善的调压措施时，即能够维持6kV或10kV母线电压基本不变时，三相串联补偿电容应就近接入电机的电源进线侧的配电变压器高压侧的6kV或10kV配电线路中，并且每相电容器容量相等，从而保证串联补偿电容在较大的电压范围内能够具有较高的提升电压的能力。

串联补偿电容的容量可以根据电机负载的实际运行情况进行人工调节，防止由于电机负载异常大幅度地增加或减少而出现提升电压不足或提升电压过高的现象。

串联补偿电容需保持工作在欠补偿状态，即电容容抗应小于线路感抗，始终保持配电线路为感性，从而缓冲或消除由于冲击性或波动性负载引起的机端电压波动。

当出现电机自激现象时，需采用在串联补偿电容两端并联阻抗、在电机机端串联阻抗或待电机空载起动到正常转速后再投入串联补偿电容等措施来抑制或消除自激现象。

三相串联补偿电容可以接入电机的电源进线侧的配电变压器低压侧的380V或660V配电线路中，并且每相电容器容量相等。

与现有技术相比较，本发明具有如下优点：

可以自动实现根据负载的变化对电机进行调压补偿，满足负载大时升压高，负载小时升压低的调压要求，改善线路参数、电机的起动性能和运行性能，消除电压波动，同时可以实现节能。

附图说明

图1为配电网电动机供电示意图。

图2为配电变压器高压侧安装串联补偿电容后的电动机供电示意图。

图3为配电变压器低压侧安装串联补偿电容后的电动机供电示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

图1中，当6kV或10kV以上系统中有比较完善的调压措施时，即能够维持6kV或10kV母线电压基本不变时，将三相串联补偿电容就近接入电机的电源进线侧的配电变压器高压侧的6kV或10kV配电线路中，如图2所示，并且每相电容器容量相等。

首先根据配电变压器低压侧电机负载的额定运行情况，进行仿真计算，逐步调节投入的串联补偿电容的容量，绘出电机机端电压与电容值的关系曲线。