简述：进相器自投入市场以来应用范围极为广泛，可在水泥、化工、钢铁、冶金、矿山等行业中，用作各种负载的绕线式异步电机的无功就地补偿，它采用先进的交变频技术和微机控制技术，可靠性高。本文着介绍进相器在水泥厂球磨机配套主电机型号YRl600-8功率：l250KW电压：l0kV上使用原理及效果分析，充分说明其能够将电机效率提高而且节能效果显著，同时使电机温升降低，使用寿命延长。

1.进相器工作原理

静止进相器采用变频技术,将单相380V交流电,通过12只晶闸管和6只平衡电抗器,变换成与电机转子频率相同(f1·S≈1Hz)的三相交流电。该电流通入转子回路,从而在转子回路中产生一个超前于转子电势近90°的附加电势Ek,进而改善电机的功率因数。Ek的大小取决于变频器电源U2的大小和晶闸管触发角的大小。从系统框图(图1)看,采样信号回路根据电机转子电流信号和附加电势信号进行处理,把结果送给逻辑判别回路;逻辑判别回路根据保护指令控制触发器,触发晶闸管的触发角,从而在转子回路得到一个附加激磁电流í′mo为了保持í1+í2=ím不变,í2增加,í1就要减少;所以可降低定子电流,减小功率因数角φ1,提高功率因数cosφ1(见图2),由于保持励磁电流ím不变、转差率不变,进而保证电机出轴力矩不变、电机转速不变。 
  
  
图2电动机相量图  
ím.激磁电流;í1、Ù1.定子电流、电压;í2.转子侧折算到定子侧电流;φ1.功率因数角   

随着补偿电压的逐步升高,定子侧的无功功率逐渐下降,功率因数逐步上升,定子电流逐渐

减小。当补偿电压升高到一定值后,定子侧的无功功率减小到接近于零,功率因数上升到近似

于1(见图3)。   
   
图3  补偿后电机特性曲线  
P1:有功功率;n:电机转速;cosφ1:功率因数;I1:定子电流;P1:无功功率  

2.进相器在水泥厂球磨机上的应用实例    
我厂1台水泥球磨机电机型号为JRQ138-8,电机功率380kW。本系统由于力率低,每月要被电力部门罚款五千多元。经过充分论证后,选用静止进相器。三种无功就地补偿装置选择比较见表1。

表1  无功功率就地补偿装置选择比较

2.1  安装调试    

为了使电机转子接线尽量短些,应将进相器装于离电机近且通风防尘的地方,按电气联锁信

号接线图(图4)接线。该进相器出厂时就已将触发板调好、脉冲逻辑已固化,现场只需调节

变压器TS二次抽头(共有六组接线),以改变变频器输入电压U2大小,进而改变电机无功功率

的幅度,以达到提高电网功率因数的目的,故本系统安装调试较容易。  
   
图4  电机电气控制线路简图  
注:虚框内为进相器柜中元件,L、N为图中变频主回路

2.2联锁回路

1)将电机转子短接接触器2KM的一常开辅助触点串入进相器控制回路,以保证只有在电机起动完毕后才能投入进相器。

2)进相器电源控制开关SQF的一常开触点,串入电机控制回路,以免出现进相器控制电源断电,即1C失电的情况下,起动电机,造成转子开路运行的严重后果。

3)若进相器主电源失电(如FU熔丝熔断),KA继电器失电,KA常闭触点(15、12)闭合,1C得电,转子回路被短接。

4)SSR为固态继电器,其输入端为触发板信号,若触发回路出故障,将断开SSR,进相器退出运行。

     为了避免电机转子开路,特别是转子开路状态下起动电机,要做到进相器失电时,运行着的电机要能立即停机,停止的电机则不能启动开机。除采取图4进相器和电机控制电路互相联锁外,笔者认为还应将进相器与电机共用同一控制电源,确保电机安全。

3.进相器应用效果

    本系统月均力率由进相器投入前的85%,提高到93%;平均每月电费按20万元计算,力率按90%考核,投入后力率电费实际减少5900元。仅以力率电费计算投资回收期只有6.5个月。若计算线损、电机绕组损耗的下降,投资回收期还会更短;此外还可以通过增加磨机装球量,增加磨机台时产量,进一步降低水泥的单位电耗,经济效益显著。ZHP静止进相器具有投资省、回收快、安装维护方便的优点,特别适用于水泥行业球磨机、粉磨机、风机等恒转矩负载,节能效果显著。

正涵电气  进相器品牌厂家

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