[發明專利]一種在配電網采用串聯電容補償提高電機性能的方法

在審

• 申請號: 201410343734.X
• 申請日: 2014-07-19
• 公開（公告）號: CN104078981A
• 公開（公告）日: 2014-10-01
• 發明（設計）人: 周封;王丙全;劉健;王晨光;郝婷;崔博聞;肖強;李偉力;胡海濤;劉小可
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學;周封
• 主分類號: H02J3/12
• 分類號: H02J3/12;H02P25/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于電力系統領域，具體涉及一種在配電網采用串聯電容補償提高電機性能的方法。

背景技術

隨著電力系統的不斷發展和擴大，對于一些油田、煤礦的供電線路，往往就近接入市政或農村變電所的6kV或10kV母線。由于油井、礦井距離降壓變電所較遠，配電線路的延伸長度和送電功率也相應地不斷增加，配電變壓器數量多，供電半徑大，較多線路帶有多臺大容量的感應電機或變化迅速的沖擊性負載，往往導致線路末端電壓過低、波動較大，同時，配電網用戶大量精密電子設備的應用對系統電壓穩定性要求越來越高，使得配電網電壓質量迫切需要得到優化。對于配電網上的大量感應電機來說，當電壓降低時，轉矩顯著減小，設備起動困難，如果所帶的機械負載不變，則轉差率增大，定子電流隨之增大，溫度上升，嚴重時會因電磁轉矩太小而停轉，燒毀電機。這樣，不但影響設備的安全運行，而且直接影響油田、煤礦企業的生產效益。因此，提升配電線路末端電壓、抑制電壓波動十分必要。通常可采取的措施主要有：改變變壓器分接頭、更換大線徑導線、采用分散式并聯無功補償裝置等。其中，改變變壓器分接頭的缺點是調節范圍較小；更換大線徑導線的缺點是成本較高；采用分散式并聯無功補償裝置的缺點是需要的并聯無功補償裝置數量較多，而且會引起重載時電壓低、輕載時電壓高的問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種在配電網采用串聯電容補償提高電機性能的方法。

本方法是在電機的電源進線側安裝三相串聯補償電容，如果線路本身運行電壓正常，則適當降低電源供電電壓，如果線路本身運行電壓偏低，則維持電源供電電壓不變。該方法實現提高電機性能的基本原理是，當電機輕載或空載運行時，串聯補償電容提升電機進線電壓較小，起到降壓節能的作用；當電機起動時，串聯補償電容提升電機進線電壓較大，提高了起動轉矩，改善了起動性能；當電機重載或過載運行時，串聯補償電容自動提升電機進線電壓至額定電壓或略大于額定電壓，提高了運行效率和運行性能；當電機所帶沖擊性或波動性負載時，串聯補償電容可以自動實現電壓隨著負載波動調節，從而緩沖了負載引起的電壓波動；當線路本身運行電壓偏低時，串聯補償電容也能起到改善線路參數和電機起動性能的作用。

當6kV或10kV以上系統中有比較完善的調壓措施時，即能夠維持6kV或10kV母線電壓基本不變時，三相串聯補償電容應就近接入電機的電源進線側的配電變壓器高壓側的6kV或10kV配電線路中，并且每相電容器容量相等，從而保證串聯補償電容在較大的電壓范圍內能夠具有較高的提升電壓的能力。

串聯補償電容的容量可以根據電機負載的實際運行情況進行人工調節，防止由于電機負載異常大幅度地增加或減少而出現提升電壓不足或提升電壓過高的現象。

串聯補償電容需保持工作在欠補償狀態，即電容容抗應小于線路感抗，始終保持配電線路為感性，從而緩沖或消除由于沖擊性或波動性負載引起的機端電壓波動。

當出現電機自激現象時，需采用在串聯補償電容兩端并聯阻抗、在電機機端串聯阻抗或待電機空載起動到正常轉速后再投入串聯補償電容等措施來抑制或消除自激現象。

三相串聯補償電容可以接入電機的電源進線側的配電變壓器低壓側的380V或660V配電線路中，并且每相電容器容量相等。

與現有技術相比較，本發明具有如下優點：

可以自動實現根據負載的變化對電機進行調壓補償，滿足負載大時升壓高，負載小時升壓低的調壓要求，改善線路參數、電機的起動性能和運行性能，消除電壓波動，同時可以實現節能。

附圖說明

圖1為配電網電動機供電示意圖。

圖2為配電變壓器高壓側安裝串聯補償電容后的電動機供電示意圖。

圖3為配電變壓器低壓側安裝串聯補償電容后的電動機供電示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

圖1中，當6kV或10kV以上系統中有比較完善的調壓措施時，即能夠維持6kV或10kV母線電壓基本不變時，將三相串聯補償電容就近接入電機的電源進線側的配電變壓器高壓側的6kV或10kV配電線路中，如圖2所示，并且每相電容器容量相等。

首先根據配電變壓器低壓側電機負載的額定運行情況，進行仿真計算，逐步調節投入的串聯補償電容的容量，繪出電機機端電壓與電容值的關系曲線。