电动机进行无功补偿具有增容、节能、提高出力等优点,经济效益显著,目前已得到推广应用,但在推广中,对某些可能存在的问题(例如谐波的危害等)并没给予足够的重视与研究,现笔者通过下面实例说明,电动机进行无功补偿时,若条件合适,同样存在因谐波放大而造成的危害,应引起我们的注意。
1 概况?
我省境内某抽水站,安装运行3台180kW电动机,由于该站地处电网末端,电压较低,电机经常起动困难,为了提高功率因数和电压,用自愈式并联电容器(电容器回路中未串联电抗器)进行无功补偿,但是当电容器接入电网运行后,时间不长,就出现电容器损坏现象,随着运行时间增加,损坏的电容器越来越多,当时,怀疑电容器质量不良,就更换了电容器,但更后,仍出现同样问题,有关方面才怀疑是否存在其他原因,向我们提出?咨询。??
我们根据情况进行分析后认为,虽然该站地处农村,附近没有任何谐波源存在,电动机本身一般不作为谐波负荷处理,也没有见到过电动机进行无功补偿后发生谐波危害的报导,但还是不应排除存在谐波危害的可能,应先进行谐波测试与分析。
2 电动机是产生高次谐波电流的谐波源
为了了解系统谐波情况,在低压母线上仅有3台电动机的运行工况时,进行了谐波测试与分析,为便于比较,将测试数据列于表1。??
从表1中所列数据可以看到,谐波电流以3次及17次为主,根据测试数据,进行谐波功率计算后可知,3次谐波功率与基波功率方向相反,而17次谐波功率与基波功率方向相反,由此可判断3次谐波电流系由电源的3次谐波电压所产生,而17次谐波电流则由电动机所产生。对其他各次谐波进行计算,即可知16次等部分谐波电流亦由电动机所产生,因此电动机是产生高次谐波电流的谐波源,17次及其他各次谐波注入电网,使电网电压波形畸变,其中17次谐波电压高达4.727%,超过了GB/T14549-1993《电能质量公用电网谐波》中不大于4%的限值,同时也导致电压总谐波率达到5.563%,也超过了不大于5%的规定。
3 无功补偿装置投入后产生了谐波放大现象
在低压母线运行着3台电动机的工况下投入无功补偿装置,对电容器回路进行谐波测试,发现由于谐波放大,通过电容器的高次谐波电流很大,表2中列出了测试数据。?
从表2中所列数据不难看出,无功补偿装置投运后,发生了严重的谐波放大现象,其中16次与17
直流的电枢绕组分为波绕组和叠绕组两种。在单波绕组或双叠绕组嵌线时,往往将引线端放错,即把元件的换向片节距搞错。此时用毫伏表测量换向片间的电压可找出接错部位。通常有以下两种接错情况:
(1)个别绕组元件(线圈)的换向片节距接错用毫伏表依次测量相邻两换向片间的电压,若毫伏表出现负值,则说明该处元件接反。此外,还可以用指南针沿通电的绕组依次移动,若在移动过程中发现指南针的指针方向突然反向,则表明该处元件接反。
(2)换向器节距多数或全部接错此时用毫伏表测量换向器片间的电压,如果毫伏表示值无规则的变化,或者用指南针检查,指针方向变化不定,均表明多数或全部节距接错。
1、三相电压不平衡 如果三相电压不平衡,内就有逆序电流和逆序磁场存在,产生较大的逆序转矩,造成电动机三相电流分配不平衡,使某相绕组电流增大。当三相电压不平衡度达5%时,可使电动机相电流超过正常值的20%以上。三相电压不平衡主要表现在: (1)变压器三相绕组中某相发生异常,输送不对称电压。 (2)输电线路长,导线截面大小不均,阻抗压降不同,造成各相电压不平衡。 (3)动力、照明混合共用,其中单相负载多,如:家用电器、电炉、焊机等过于集中于某一相或某二相,造成各相用电负荷分布不均,使供电电压、电流不平衡。 2、负载过重 电动机处于过载运行状态,尤其是起动时,电动机定、转子电流增大发热。时间略长,极易出现绕组电流不平衡现象。负载过重主要表现在: (1)皮带、齿轮等传动机构过紧或过松。 (2)联轴机件歪斜,传动机构有异物卡住。 (3)润滑油干涩,轴承卡壳,机械锈死(其中包括电动机本身机械故障)。 (4)电压过高或过低,使损耗增加。 (5)负载搭配不当,电动机额定功率小于实际负载。 3、定子、转子绕组故障 定子绕组出现匝间短路、局部接地、断路等,都会引起走子绕组中某一相或其二根电流过大,使三相电流严重不平衡。走子、转子绕组故障表现在: (1)定于内膛有灰尘、杂物、硬性创伤,造成匝间短路。 (2)定子绕组某相断路。 (3)定子绕组受潮,有漏电流现象。 (4)轴承、转子受损变形,转子与走子绕组相擦。 (5)鼠笼式转子绕组断条焊裂,产生不稳定电流。 4、操作、维护不当 操作人员不能定期做好设备的检查保养工作,是人为造成电动机漏电、缺相运行,产生不平衡电流的主要因素。 操作维护不当主要表现在: (1)操作安装人员将相、零线接反。 (2)进线与接线盒相碰,有漏电流。 (3)各连接开关、触点松脱、氧化等原因造成缺相现象。 (4)频繁起动,起动时间过长或过短,造成熔丝断相。 (5)长期使用,缺少保养,使电动机衰老,局部绝缘退化。
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