一、前言

眾所周知，隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展以及脈沖調(diào)制技術(shù)和單片機的廣泛應(yīng)用，使交流變頻技術(shù)開拓了節(jié)能降耗的新領(lǐng)域。萬洲電氣自主研發(fā)的WVP變負載進相器也正是在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)了兩者的完美結(jié)合，主要應(yīng)用在各工礦企業(yè)的大中型繞線電機上，成功的實現(xiàn)了大中型繞線式異步電動機的節(jié)能降耗，大大降低了電機的無功損耗，最重要的功能特點是滿足在變負載工況的無功補償要求，完全適用于突變式負載場合，具有傳統(tǒng)的無功補償裝置無法比擬的優(yōu)勢，目前在鋼廠、木業(yè)、糖業(yè)、礦山等行業(yè)已經(jīng)取得了很好的使用效果。

二、負載特點

在我國，各大中型企業(yè)中所使用的大中型繞線式異步電動機拖動的負載并不是恒定的，負載變化十分復(fù)雜，并且還存在突變式負載的情況，例如鋼廠的軋鋼機、穿孔機，木業(yè)的熱磨機，糖業(yè)的撕解機以及礦業(yè)的破碎機等均屬于變化性負載。同時這些感性負載所引起的無功損耗也是不容忽視的，在選擇一個最可行、最有效無功補償方案時，首先要考慮的是要滿足該補償對象的負載特點。上述負載具有以下特點：

1、電機載荷的有效率只有50％～80％。即，鋼廠的軋機和穿孔機有一半的時間處于空運轉(zhuǎn)狀態(tài)，甚至運轉(zhuǎn)率會更低；木業(yè)廠的熱磨機即使是在滿負荷運行，但電機的負荷并不是額定的（電機選型配置大）。這就要求補償裝置能夠在電機輕載或空載時提供精確的無功補償量。

2、負載變化頻繁、且變化量大。要求補償裝置能夠判斷電機的運行狀態(tài)，進行實時的狀態(tài)跟蹤，實現(xiàn)動態(tài)補償。

三、WVP變負載進相器與普通靜止式進相器的區(qū)別

1、應(yīng)用場所不同

WVP進相器適用于變負載的場合，尤其是突變式負載；普通靜止式進相器只適用于恒負載或者負載變化量不大的場合

2、工作控制原理不同

普通的靜止式進相器是通過轉(zhuǎn)子電流傳感器采集轉(zhuǎn)子電流信號及工頻電壓提供的同步信號經(jīng)過單片機的處理后對電機進行實時補償；WVP進相器在普通靜止式進相器的基礎(chǔ)上增加了電機的運行狀態(tài)判斷功能，通過單片機對電機電流的實時監(jiān)控實現(xiàn)動態(tài)補償。

WVP變負載進相器優(yōu)化整合了普通靜止式進相器的所有功能和優(yōu)點，只需通過簡單的參數(shù)設(shè)置即可進行兩種工作狀態(tài)的自由切換。也可以這樣說，WVP變負載進相器適用于所有負載類型的繞線式電機的無功補償。

四、WVP進相器的工作原理

WVP變負載進相器是串接在電機轉(zhuǎn)子回路中的。當電機運行進相時，進相器通過轉(zhuǎn)子電流傳感器采集到的轉(zhuǎn)子電流信號及工頻電壓提供的同步信號經(jīng)過單片機的處理，適時發(fā)出觸發(fā)指令經(jīng)過觸發(fā)板的放大，控制由12只晶閘管組成的交—交變頻裝置，將工頻電源變?yōu)楹娃D(zhuǎn)子電流同頻率，并且相位超前的電勢疊加到電機轉(zhuǎn)子回路中，改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，通過磁場進而改變電機定子電流與定子電壓的相位關(guān)系，減小功率因數(shù)角，最終使電機本身的功率因數(shù)得以提高，定子電流得以下降，達到對電機補償?shù)哪康摹Ｍ瑫r單片機對電機狀態(tài)進行跟蹤，自動調(diào)整補償量實現(xiàn)動態(tài)補償。

WVP變負載進相器性能特點：

1、采用先進的交交變頻技術(shù)和微機控制技術(shù)，可靠性高；

2、可使電機功率因數(shù)提高到0.95～0.99之間的范圍，無功功率降低60%以上；

3、降低電機定子電流10%～20%，降低線損、銅損20%-30%；

4、電機溫升顯著降低，效率及過載能力大大提高，電機使用壽命延長；

5、補償性能遠優(yōu)于電容補償：不只是提高了線路的功率因數(shù)，更重要的是提高了電機本身的功率因數(shù)；

6、綜合性能優(yōu)于旋轉(zhuǎn)式進相機：微機控制，可自動跟蹤電機運行狀態(tài)變化并自動調(diào)整相關(guān)參數(shù)使補償效果最佳；無轉(zhuǎn)動部件，適應(yīng)環(huán)境的能力更強；

7、自動跟蹤電機運行狀態(tài)的變化并自動調(diào)整相關(guān)參數(shù)達到最佳的補償效果，是普通靜止式進相器無法做到的。

五、WVP變負載進相器典型實例應(yīng)用

木業(yè)熱磨機上的應(yīng)用

湖南某人造板廠，年產(chǎn)中密度板5萬方。廠內(nèi)配電系統(tǒng)簡介和系統(tǒng)運行現(xiàn)狀概述：

采用一路10KV電源供電，10KV高壓側(cè)負載是一臺1400KW的繞線式三相異步電動機和一臺2500KVA的變壓器（變比10/0.4KV，為廠內(nèi)所有低壓用電設(shè)備提供電力），變壓器低壓側(cè)使用了低壓電容集中補償，采用自動投切方式，基本保證整個變壓器低壓側(cè)功率因數(shù)在0.92左右。

高壓電機是廠內(nèi)的最主要用電設(shè)備，正常生產(chǎn)的情況下高壓電機的運行電流最高在70A左右，負載率不到額定功率的80％，如遇新?lián)Q熱磨機磨片則電機運行電流會減小到60A左右。在某一生產(chǎn)環(huán)節(jié)設(shè)備有問題時，可能會停止對熱磨機的投料，電機完全處于輕載運行狀態(tài)，運行電流20A。由于電機長期處于輕載或欠載運行狀態(tài)，導(dǎo)致電機自身的平均功率因數(shù)很低，無功消耗增加，從而影響到廠內(nèi)整個供電系統(tǒng)的功率因數(shù)只在0.80～0.85之間（和當月的電機利用率密切相關(guān)），由于功率因數(shù)低于供電部門要求的最低0.90的標準，所以每月存在電力罰款。

附： 高壓電機參數(shù)

型號YRSK630-4      額定功率1400KW     額定電壓10KV

額定電流 95.3A      轉(zhuǎn)子開路電壓1590V   額定功率因數(shù)0.89

轉(zhuǎn)子額定電流535A   額定轉(zhuǎn)速1487r/min

2007年3月17日從萬洲電氣購買了一臺WVP2－1000G變負載進相器，5月7日調(diào)試正常投入運行。

使電機分別處于輕載與正常帶載兩種狀態(tài)，測量在投入進相器前后的電機運行參數(shù)如下表：

進相情況下，通過調(diào)整熱磨機進料螺旋的速度來控制電機的負載電流在20A～65A之間變化，進相器始終保持最佳的補償效果，一直使電機的功率因數(shù)達到0.95以上，實現(xiàn)了動態(tài)的補償。進而使全廠的功率因數(shù)由以前的0.80～0.85提高到0.91～0.93，徹底解決了電力罰款問題。