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用視在功率計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償節(jié)能收益
用視在功率計(jì)算無(wú)功補(bǔ)償節(jié)能效果。如文獻(xiàn)【1】原系統(tǒng)風(fēng)機(jī)工頻滿(mǎn)載工作時(shí),電動(dòng)機(jī)運(yùn)行電流為289A,采用變頻調(diào)速時(shí),50Hz滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí)的功率因數(shù)約為0.99,電流是257A,這是由于變頻器內(nèi)部濾波電容產(chǎn)生改善功率因數(shù)的作用。節(jié)能計(jì)算如下:ΔS=UI=×380×(289-257)=21kVA
因此該文認(rèn)為其節(jié)能效果約為單機(jī)容量的11%左右。
實(shí)際分析:S即表示視在功率,即電壓與電流的乘積,電壓相同時(shí),視在功率節(jié)約百分比與電流節(jié)約百分比是一回事。在有電抗的電路中,視在功率只是反映了配電系統(tǒng)的允許最大輸出能力,而不能反映電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的功率。電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的功率只能用有功功率表示。在該例中,雖用實(shí)際電流計(jì)算,但計(jì)算的是視在功率,而不是有功功率。我們知道,電動(dòng)機(jī)實(shí)際消耗的功率是由風(fēng)機(jī)及其負(fù)載決定的。功率因數(shù)的提高并沒(méi)有改變風(fēng)機(jī)的負(fù)載,也沒(méi)有提高風(fēng)機(jī)的效率,風(fēng)機(jī)實(shí)際消耗的功率沒(méi)有減少。功率因數(shù)提高后,電動(dòng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)也沒(méi)有改變,電動(dòng)機(jī)定子電流并沒(méi)有減少,電動(dòng)機(jī)消耗的有功功率和無(wú)功功率都沒(méi)有改變。功率因數(shù)提高的原因是變頻器內(nèi)部濾波電容產(chǎn)生無(wú)功功率供給了電動(dòng)機(jī)消耗。隨著功率因數(shù)提高,變頻器的實(shí)際輸入電流減少,從而減少了電網(wǎng)至變頻器之間的線(xiàn)損和變壓器的銅耗。同時(shí),負(fù)荷電流減小,給變頻器供電的變壓器、開(kāi)關(guān)、接觸器、導(dǎo)線(xiàn)等配電設(shè)備可以帶更多的負(fù)載。需要指出的是,如果象該例一樣不考慮線(xiàn)損和變壓器銅耗的節(jié)約,而考慮變頻器的損耗,變頻器在50Hz滿(mǎn)載運(yùn)行時(shí),不僅沒(méi)有節(jié)能,而且還費(fèi)電。因此,用視在功率計(jì)算節(jié)能效果是不對(duì)的。
某水泥廠(chǎng)離心風(fēng)機(jī)拖動(dòng)電動(dòng)機(jī)型號(hào)為Y280S-4,額定功率為75kW,額定電壓380V,額定電流140A。在進(jìn)行變頻調(diào)速改造前,閥門(mén)全開(kāi),通過(guò)測(cè)試發(fā)現(xiàn),電動(dòng)機(jī)電流70A,只有50%負(fù)荷,功率因數(shù)為0.49,有功功率為22.6kW,視在功率為4607kVA。在采用變頻調(diào)速改造后,閥門(mén)全開(kāi),額定轉(zhuǎn)速運(yùn)行時(shí),三相電網(wǎng)平均電流為37A,從而認(rèn)為節(jié)電(70-37)÷70×100%=44.28%。這樣計(jì)算,看似合理,實(shí)質(zhì)上仍是以視在功率計(jì)算節(jié)能效果。該廠(chǎng)在進(jìn)一步測(cè)試后發(fā)現(xiàn),此時(shí)功率因數(shù)為0.94,有功功率為22.9kW,視在功率為24.4kVA??梢?jiàn),有功功率增加,不但沒(méi)有節(jié)電,反而費(fèi)電。有功功率增加的原因是考慮了變頻器的損耗,而沒(méi)有考慮線(xiàn)損和變壓器銅耗的節(jié)約。產(chǎn)生這種錯(cuò)誤的關(guān)鍵在于沒(méi)有考慮功率因數(shù)提高對(duì)電流下降的影響,默認(rèn)功率因數(shù)不變,從而片面夸大了變頻器的節(jié)能效果。因此,在計(jì)算節(jié)能效果時(shí),必須用有功功率,不能用視在功率。
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