感應電動機的功率因數(shù)有兩種，即自然功率因數(shù)和總功率因數(shù)。自然功率因數(shù)就是設(shè)備本身固有的功率因數(shù)，其值決定于本身的用電參數(shù)(如結(jié)構(gòu)、用電性質(zhì)等)。倘若自然功率因數(shù)偏低，不能滿足標準和節(jié)約用電的要求，就需設(shè)置人工補償裝置來提高功率因數(shù)，這時的功率因數(shù)叫總功率因數(shù)。由于設(shè)置人工補償裝置需增加很多投資，所以提高電動機自然功率因數(shù)是首要的任務(wù)。在農(nóng)網(wǎng)中消耗無功功率比重最多的是感應電動機，約占60%以上，因此，研究如何提高農(nóng)網(wǎng)中電動機的自然功率因數(shù)，減少輸送的無功負荷，降損節(jié)能，提高運行效率，很有必要。本文擬從節(jié)約電能的經(jīng)濟觀點出發(fā)探討一下這個問題。
1 嚴格控制電動機容量，提高設(shè)備負載率，達到合理運行
(1)合理選用電動機容量，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失：
"大馬拉小車"、輕載和空載運行情況，造成電動機自然功率因數(shù)偏低，耗用無功比例較大，損失電能增加。因此，合理選擇電動機容量，使之與機械負載功率相匹配，提高電動機的負載率，是改善其自然功率因數(shù)的主要方法之一。
電動機的負載率與功率因數(shù)的關(guān)系如表1所示。
表1
負載率 0 0.25 0.5 0.75 1
cosφ 0.2 0.5 0.77 0.85 0.88
由表1可知，隨著負載率的提高，電動機自然功率因數(shù)也就提高了，也就是說，合理選擇電動機容量能提高其功率因數(shù)，達到節(jié)約電能之目的。
電動機當其處于最佳負載率狀態(tài)下運行時，其效率最高，自然功率因數(shù)最大。
(2)合理使用電動機，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失：
可以對輕負荷電動機容量下調(diào)，即將負荷不足的大容量電動機進行替換。
當電動機的負載率Kfz＜40%時，可以調(diào)換；當40%＜Kfz＜70%時，則需通過技術(shù)經(jīng)濟比較后，再做決定，其主要判定條件是：
ΔPd1-ΔPd2＞0
式中ΔPd1--原有電動機的有功損失，kW
ΔPd2-替換電動機的有功損失，kW
2對輕負荷電動機實行降壓運行，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失
當負載系數(shù)Kfz＜50%時，應對電動機采用降壓運行，具體做法是將定子繞組由Δ改接為Y接線。
不同負載率改接前后效率和功率因數(shù)的變化，如表2、表3所示。
表2 感應電動機定子繞組Δ改Y變接后的效率變化
ηγ/η△ 1.27 1.1 1.06 1.04 1.02 1.01 1.005 1
Kfz 0.1 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
表3 感應電動機定子繞組Δ改Y變接后的功率因數(shù)變化
cosφ的
額定值 cosφ/cosφ2
Kfz=0.1 Kfz=0.2 Kfz=0.3 Kfz=0.4 Kfz=0.5
0.78 1.94 1.8 1.64 1.49 1.35
0.80 1.85 1.73 1.58 1.43 1.30
0.82 1.78 1.67 1.52 1.37 1.26
0.84 1.72 1.61 1.46 1.32 1.22
0.86 1.66 1.55 1.41 1.27 1.18
0.88 1.60 1.49 1.35 1.22 1.14
0.90 1.57 1.43 1.29 1.17 1.10
0.92 1.50 1.36 1.20 1.11 1.06
當電動機負載系數(shù)Kfz＜0.5時，由Δ改為Y接線降壓運行后，可提高電動機的自然功率因數(shù)和效率，達到降低電能損耗的目的。由于農(nóng)網(wǎng)中絕大部分是小容量輕載異步電動機，故此法很適于農(nóng)網(wǎng)中使用。
1 嚴格控制電動機容量，提高設(shè)備負載率，達到合理運行
(1)合理選用電動機容量，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失：
"大馬拉小車"、輕載和空載運行情況，造成電動機自然功率因數(shù)偏低，耗用無功比例較大，損失電能增加。因此，合理選擇電動機容量，使之與機械負載功率相匹配，提高電動機的負載率，是改善其自然功率因數(shù)的主要方法之一。
電動機的負載率與功率因數(shù)的關(guān)系如表1所示。
表1
負載率 0 0.25 0.5 0.75 1
cosφ 0.2 0.5 0.77 0.85 0.88
由表1可知，隨著負載率的提高，電動機自然功率因數(shù)也就提高了，也就是說，合理選擇電動機容量能提高其功率因數(shù)，達到節(jié)約電能之目的。
電動機當其處于最佳負載率狀態(tài)下運行時，其效率最高，自然功率因數(shù)最大。
(2)合理使用電動機，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失：
可以對輕負荷電動機容量下調(diào)，即將負荷不足的大容量電動機進行替換。
當電動機的負載率Kfz＜40%時，可以調(diào)換；當40%＜Kfz＜70%時，則需通過技術(shù)經(jīng)濟比較后，再做決定，其主要判定條件是：
ΔPd1-ΔPd2＞0
式中ΔPd1--原有電動機的有功損失，kW
ΔPd2-替換電動機的有功損失，kW
2對輕負荷電動機實行降壓運行，提高自然功率因數(shù)和效率，降低功率損失
當負載系數(shù)Kfz＜50%時，應對電動機采用降壓運行，具體做法是將定子繞組由Δ改接為Y接線。
不同負載率改接前后效率和功率因數(shù)的變化，如表2、表3所示。
表2 感應電動機定子繞組Δ改Y變接后的效率變化
ηγ/η△ 1.27 1.1 1.06 1.04 1.02 1.01 1.005 1
Kfz 0.1 0.2 0.25 0.3 0.35 0.4 0.45 0.5
表3 感應電動機定子繞組Δ改Y變接后的功率因數(shù)變化
cosφ的
額定值 cosφ/cosφ2
Kfz=0.1 Kfz=0.2 Kfz=0.3 Kfz=0.4 Kfz=0.5
0.78 1.94 1.8 1.64 1.49 1.35
0.80 1.85 1.73 1.58 1.43 1.30
0.82 1.78 1.67 1.52 1.37 1.26
0.84 1.72 1.61 1.46 1.32 1.22
0.86 1.66 1.55 1.41 1.27 1.18
0.88 1.60 1.49 1.35 1.22 1.14
0.90 1.57 1.43 1.29 1.17 1.10
0.92 1.50 1.36 1.20 1.11 1.06
當電動機負載系數(shù)Kfz＜0.5時，由Δ改為Y接線降壓運行后，可提高電動機的自然功率因數(shù)和效率，達到降低電能損耗的目的。由于農(nóng)網(wǎng)中絕大部分是小容量輕載異步電動機，故此法很適于農(nóng)網(wǎng)中使用。
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