大连电机：如何有效提高电动机自然功率因数
大连电机：如何有效提高电动机自然功率因数
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感应电动机的功率因数有两种，即自然功率因数和总功率因数。自然功率因数就是设备本身固有的功率因数，其值决定于本身的用电参数(如结构、用电性质等)。倘若自然功率因数偏低，不能满足标准和节约用电的要求，就需设置人工补偿装置来提高功率因数，这时的功率因数叫总功率因数。由于设置人工补偿装置需增加很多投资，所以提高电动机自然功率因数是首要的任务。在农网中消耗无功功率比重最多的是感应电动机，约占60%以上，因此，研究如何提高农网中电动机的自然功率因数，减少输送的无功负荷，降损节能，提高运行效率，很有必要。本文拟从节约电能的经济观点出发探讨一下这个问题。
1 严格控制电动机容量，提高设备负载率，达到合理运行
(1)合理选用电动机容量，提高自然功率因数和效率，降低功率损失：
"大马拉小车"、轻载和空载运行情况，造成电动机自然功率因数偏低，耗用无功比例较大，损失电能增加。因此，合理选择电动机容量，使之与机械负载功率相匹配，提高电动机的负载率，是改善其自然功率因数的主要方法之一。
电动机的负载率与功率因数的关系如表1所示。
表1
负载率 0 0.25 0.5 0.75 1
cosφ 0.2 0.5 0.77 0.85 0.88
由表1可知，随着负载率的提高，电动机自然功率因数也就提高了，也就是说，合理选择电动机容量能提高其功率因数，达到节约电能之目的。
电动机当其处于最佳负载率状态下运行时，其效率最高，自然功率因数最大。
(2)合理使用电动机，提高自然功率因数和效率，降低功率损失：
可以对轻负荷电动机容量下调，即将负荷不足的大容量电动机进行替换。
当电动机的负载率Kfz＜40%时，可以调换；当40%＜Kfz＜70%时，则需通过技术经济比较后，再做决定，其主要判定条件是：
ΔPd1-ΔPd2＞0
式中ΔPd1--原有电动机的有功损失，kW
ΔPd2-替换电动机的有功损失，kW
2对轻负荷电动机实行降压运行，提高自然功率因数和效率，降低功率损失
当负载系数Kfz＜50%时，应对电动机采用降压运行，具体做法是将定子绕组由Δ改接为Y接线。
不同负载率改接前后效率和功率因数的变化，如表2、表3所示。
表2 感应电动机定子绕组Δ改Y变接后的效率变化
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 感应电动机定子绕组Δ改Y变接后的功率因数变化
cosφ的
额定值 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
当电动机负载系数Kfz＜0.5时，由Δ改为Y接线降压运行后，可提高电动机的自然功率因数和效率，达到降低电能损耗的目的。由于农网中绝大部分是小容量轻载异步电动机，故此法很适于农网中使用。
