CN204065365U - 一种大型交流电动机空载试验装置 - Google Patents

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刘柏
曹时德
黎看
王世龙
钟坤炎
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Abstract

本实用新型公开了一种大型交流电动机空载试验装置，包括供电变压器、低压配电柜、低压开关柜、三相交流感应调压器、高压输出柜和电容补偿柜，所述供电变压器的输入端与三相电网相连，所述低压配电柜、低压开关柜、三相交流感应调压器、高压输出柜依次串接，所述高压输出柜的输出端与试验交流电动机相连，所述电容补偿柜的输出端接于低压配电柜与低压开关柜之间。本实用新型采用电容补偿柜就地提供动态无功功率，用于补偿交流电动机空载运行试验时的无功功率，这就极大地降低了供电变压器容量上限，降低了线路损耗，节约了供电变压器的投资成本，具有非常高的经济价值。

Description

一种大型交流电动机空载试验装置
技术领域
本实用新型涉及交流电机领域，特别涉及一种大型交流电动机空载试验装置。
背景技术
大型交流电动机空载试验属于传统的交流电动机试验技术。交流电动机在启动及空载运行时，功率因数极低，cosφ大约为0.05左右，空载电流大约为22-40%额定电流，但有功功率非常小，大约为1.5-2%的额定有功功率，因此交流电动机空载试验占用了大量的供电设备负荷资源，并且线路损耗大，经济性能差。交流电动机空载启动试验时无功功率在快速变化，传统交流电动机空载试验装置采用供电变压器提供无功功率，传统空载试验装置的线路损耗高，并且要求供电变压器具有较大的容量，这就大大提高了试验装置的投资成本，具有的经济价值也大为降低。
发明内容
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种结构简单、成本低的大型交流电动机空载试验装置。
本实用新型解决上述问题的技术方案是：一种大型交流电动机空载试验装置，包括供电变压器、低压配电柜、低压开关柜、三相交流感应调压器、高压输出柜和电容补偿柜，所述供电变压器的输入端与三相电网相连，所述低压配电柜、低压开关柜、三相交流感应调压器、高压输出柜依次串接，所述高压输出柜的输出端与试验交流电动机相连，所述电容补偿柜的输出端接于低压配电柜与低压开关柜之间。
上述大型交流电动机空载试验装置中，所述三相交流感应调压器的输出端与高压输出柜的输入端之间设有三相交流升压变压器。
本实用新型的有益效果在于：本实用新型采用电容补偿柜就地提供动态无功功率，用于补偿交流电动机空载运行试验时的无功功率，这就极大地降低了供电变压器容量上限，降低了线路损耗，节约了供电变压器的投资成本，具有非常高的经济价值。
附图说明
图1为本实用新型的电路图。
图2为本实用新型的无功功率补偿向量图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。
如图1所示，本实用新型包括供电变压器TB、低压配电柜AR1、低压开关柜AR2、电容补偿柜AR3、三相交流感应调压器TR、三相交流升压变压器TB1、高压输出柜AR和试验交流电动机M。
供电变压器TB的输入端与三相电网相连，低压配电柜AR1、低压开关柜AR2、三相交流感应调压器TR、三相交流升压变压器TB1、高压输出柜AR、试验交流电动机M依次串接，供电变压器TB的容量较小，主要提供有功功率和小容量的无功功率，经低压配电柜AR1和低压开关柜AR2向试验交流电动机M供电。
电容补偿柜AR3的输出端接于低压配电柜AR1与低压开关柜AR2之间，用于提供大容量无功功率，经低压开关柜AR2向试验交流电动机供电。
低压开关柜AR2开关容量较大，接受来自低压配电柜AR1的有功功率和小容量的无功功率以及电容补偿柜AR3提供的大容量无功功率，叠加后向试验交流电动机M供电，叠加后低压开关柜AR2的供电容量与试验交流电动机M的容量相适配，低压开关柜AR2对三相交流感应调压器TR、三相交流升压变压器TB1、高压输出柜AR供电。
三相交流感应调压器TR用于调节供电电压的大小，三相交流升压变压器TB1采用恒功率供电，其包含多个档位，适配不同试验交流电动机M的额定电压等级和容量规格，高压输出柜AR用于对交流电动机M供电、断电及测量试验数据。
本实施例中电气设备参数（视在功率）如下：
供电变压器TB：800kVA，低压配电柜AR1：800kVA，低压开关柜AR2：2000kVA，电容补偿柜AR3：1800kVA，三相交流感应调压器TR：1800kVA，三相交流升压变压器TB1：1800kVA，4档（1.5/3.15/6.3/10.5kV），高压输出柜AR：10kV/800A。
电容无功功率补偿向量图见图2，图中有功功率P1由供电变压器TB提供，P1是交流电动机M空载试验消耗的有功功率，无功功率Q1由供电变压器TB提供，无功功率QL1是交流电动机M空载试验消耗的无功功率，无功功率QC1是电容补偿柜AR3提供，S为电容补偿柜AR3补偿前供电变压器TB提供的容量，S1为电容补偿柜AR3补偿后供电变压器TB提供的容量，S1＜S；Φ1为交流电动机功率因数角，Φ2为供电变压器TB功率因数角，Φ2＜Φ1。
本实施例中试验用三相交流异步电动机参数如下：
额定功率：5000kW，额定电压：10kV，额定电流：334A，功率因数：0.87。
电容补偿柜AR3调节功率因数为：0.95。
交流电动机M空载试验数据如下：
三相输入功率：73.2kW，空载功率因数：0.05，
空载电压：Uuv=10000V，Uvw=10000V，Uwu=10000V，电压平均值Uave=10000V。
空载电流：Iuv=87A，Ivw=87A，Iwu=87A， 电流平均值Iave=87A。
空载功率因数0.05，查余弦函数表θ=2o 52″,sinθ=0.9987。
交流电动机消耗的无功功率为QL1：
QL1=1.732×U×I×sinφ=1.732×10000×87×0.9987=1505（kvar）。
已知电容补偿柜AR3功率因数：0.95，查余弦函数表θ=72o 18″,sinθ=0.2957。
供电变压器TB提供的无功功率为Q1：
Q1=1.732×U×I×sinφ=1.732×10000×87×0.2957=446（kvar）。
电容补偿柜AR3提供的无功功率为QC1:
QC1=QL1-Q1=1505-446=1059（kvar）。
供电变压器TB提供的供电容量补偿前为S，补偿后为S1:
S=SQRT(P2 1+Q2 L1)=SQRT(73.2×73.2＋1505×1505)＝1507 (kVA)。
S1=SQRT(P2 1+Q2 1)=SQRT(73.2×73.2＋446×446)＝452 (kVA)。
上述计算没考虑三相交流感应调压器TR及三相交流升压变压器TB1运行空载电流（励磁电流）的影响，当考虑三相交流感应调压器TR及三相交流升压变压器TB1运行空载电流（励磁电流）的影响，电容补偿柜AR3提供的无功功率QC1将增大20-25%左右。
以上只是本实用新型的一个优选示范例。凡与本实施例等效的技术方案均属于本实用新型的保护范围。

Claims (2)

1.一种大型交流电动机空载试验装置，其特征在于：包括供电变压器、低压配电柜、低压开关柜、三相交流感应调压器、高压输出柜和电容补偿柜，所述供电变压器的输入端与三相电网相连，所述低压配电柜、低压开关柜、三相交流感应调压器、高压输出柜依次串接，所述高压输出柜的输出端与试验交流电动机相连，所述电容补偿柜的输出端接于低压配电柜与低压开关柜之间。
2.如权利要求1所述的大型交流电动机空载试验装置，其特征在于：所述三相交流感应调压器的输出端与高压输出柜的输入端之间设有三相交流升压变压器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104655990A (zh) * 2015-03-16 2015-05-27 贵州电力试验研究院 一种基于能量反馈的中低压配电网模拟系统
CN106124987A (zh) * 2016-06-22 2016-11-16 福建惠丰电机有限公司 一种交流电机堵转试验用电源扩容方法

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