2023年变频基准功率说明.docx
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1、2023年变频基准功率说明 第一篇:变频基准功率说明 韶能集团耒阳电力实业有限公司耒杨发电厂变频改造 基准功率复核确认说明 我司于2023年12月与湖南金百大能效管理科技有限公司签订了高压风机、水泵节能改造合同能源管理项目合同,该项目于2023年7月投入运行,产生了良好的节能效果,给双方带来了干脆的经济效益。 双方于2023年5月3日对改造设备基准功率进行确定,因计量方法以及统计时间较短,数据为暂定基准。经过长期的检测,双方找到更为科学的统计方法并于2023年7月17日对基准功率复核确认。复核计量的数据说明: 2#给水泵商定的基准高于实际工频运行功率/高5KW-70KW;3#给水泵和1#给水泵
2、商定的基准低于实际工频运行功率/低50KW-150KW;风机的数据持平正/负20KW。湖南金百大公司改造的设备是1#、3#给水泵,其节能量结算是参考2#给水泵的基准功率。2#给水泵为节能泵,同等工况下其运行功率低于1#、3#给水泵低50KW-150KW的运行功率。综合考虑2023年5月3日商定的基准功率对我方有利。 原1#炉一次风机改造后节电效果不明显,于2023年5月移至1#炉二次风机。对该设备37天工频计量依据新的统计方法重新计算,得出较为科学的基准功率。经过协商重新商定。 大量的数据说明该项目节能效果明显,节能量是真实客观的。经过双方多次沟通协商,秉承友好合作共赢的原则,双方达成一样看法
3、:依据2023年5月3日商定的基准功率作为双方结算的根据,并与2023年7月17日双方签订复核确认表,依据合同执行。 耒阳电力实业有限公司耒杨发电厂 生技部 2023年7月17日 其次篇:浅谈变频电机试验的功率测量 浅谈变频电机试验的功率测量 徐伟专,董行健,方宏 (1.国防科学技术高校,湖南 长沙 410073;湖南银河电气有限公司, 湖南 长沙410073 ;2.西南交通大 学电气工程学院, 四川 成都 610031 摘要:本文首先对三表法和二表法在电机试验中的测量方式进行了比较,其次分析了电容电流存在时的电机功率测量方法及误差,并对两表法测量进行了改良,最终探讨了电容电流对功率测量的影响
4、以及消退方法。 关键词: 电机试验,功率测量,二表法,三表法,电容电流 1,21,3 A Brief Talk on Power Measurement of Variable Frequency Electrical Machine Xu Wei-zhuan,DONG Xing-jian 1HuNan Yinhe Electric Co.Ltd, Changsha Hunan 410073, China 2Department of Electric Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu Sichuan 610031, Chi
5、na; 21,2Abstract: The comparison between double meter method and three meter method on Electrical Machine test is firstly introduced.Then the power measurement method and its error with capacitor current existing are analyzed.Next, a method to improve the double meter method is proposed.Finally, the
6、 influence and its eliminations are discussed.Key words: Electrical machine test, Power measurement, Double meter method, Three meter method, Capacitor current 0 引言 随着变频调速技术的高速进展。变频电源作为电机试验电源,存在诸多的优势,但是,与区分于机组电源相比,变频电源存在一些机组电源所未遇到的问题。比方功率测试,变频器供电三相笼型感应电动机试验方法报批稿指出,“脉冲频率高的场合不宜运用两表法Aron接法。这是因有电容电流存在,输
7、入电流相量之和可能不为零。因此,应接受每相用一个功率表的测量方法。 本文首先分析了三表法和二表法的功率测量原理,随后就电容电流存在时的功率测量方法和误差,对三表法和二表法进行了对比,最终探讨了实际应用中如何处理电容电流对功率测量的影响。 iAANBCiBiC 图1 Y型三相电路 式中,iA(t)、iB(t)、iC(t)为三相瞬时电流,uAN(t)、uBN(t)、uCN(t)为三相瞬时电压。 式(1),(2)即为三表法测量功率的原理,图2为三表法的测量电路。 *A*1 三表法和两表法功率测量原理 WW* 三相电路有功功率的测量方法有二种:三表法,两表法 。图1为Y型接法的三相电路。 三相瞬时功率
8、: p(t)=uAN(t)iA(t)+uBN(t)iB(t)+uCN(t)iC(t) (1) B*CN*W*平均功率: 图2 三表法测量电路 P=UANIAcosjA+UBNIBcosjB+UCNICcosjC =PA+PB+PC (2) 由图2知,三表法测量功率的前提是三相 四线制,只有三相绕组为Y型连接,才能接成三相四线制。对于Y连接的三相负载,若中线N未引出,则有 iA+iB+iC=0 (3)另外 UAB=UAN-UBN,UCB=UCN-UBN (4)将上述式(3),(4)代入式1,有 p(t)=uAB(t)iA(t)+uCB(t)iC(t) (5)P=UABIAcosj1+UCBICc
9、osj2=P1+P 2(6)式中,j1为UAB与IA的相位差,j2为UCB与IC的相位差。式(5)、(6)即为两表法的测量原理,图3为两表法的测量电路。 *A*WBC*W* 图3 两表法测量电路 连接时,有同样的结论。图3中,两个功率表的公共端接在B相,明显,两表法的接线方式共有3种,分别以A、B、C相为公共点。由两表法的推导过程可知,两表法的应用前提是iA+iB+iC=0,故两表法适用于中线未引出的Y连接或连接的三相电路,即适用三相三线制的三相电路功率测量,与负载是否对称无关。相反,三表法由于需要将中性点作为电压的参考点,只能用于三相四线制电路的功率测量,不能用于三相三线制电路的功率测量。可
10、见,两表法和三表法的用处不同,一般而言,两者不能兼容,对于确定的电路,能接受两表法测量的,就不能接受三表法测量,反之,能用三表法测量的,就不能用两表法测量。有一种特殊状况,在三相四线制电路中,若中线无电流例如,电源对称,负载对称的状况下既可用三表法,也可用两表法。这或许就是部分人认为两表法只适合三相对称电路测量的缘由。明显,这种相识是错误的。首先,对称电路,只在电路分析时有意义,对于测量来讲,并无实际意义。因为测量 是人类认知或检验的一个过程,而对称与否,是测量的结果,测量之前,我们并不知道其是否对称。其次,对于对称电路来说,只需用一个功率表,读数乘以三即可,无需接受两表法或三表法。存在电容电
11、流时的电机功率测量 2.1 测量方法 对于变频器供电的三相系统中,当载波频率较高时,这些高频电压信号经过传输电缆时,会通过四周的杂散电容形成电容电流,在电机内部,包括轴承电容在内的各种分布电容也会形成电容电流,造成三相电流和不等于零,依据两表法的原理,此时接受两表法测量会造成误差。为此,国家标准变频器供电三相笼型感应电动机试验方法报批稿指出,“脉冲频率高的场合不宜运用两表法Aron接法。这是因有电容电流存在,输入电流相量之和可能不为零。因此,应接受每相用一个功率表的测量方法,标准中,未明确实际应用中面临的下述问题: 1 多高的脉冲频率下,不宜运用两表法? 2用一个功率表测量每一相是否就是三表法
12、? 3接受三表法,对于中线未引出的电机,如何测量? 4接受三表法,是否可以忽视电容电流的影响? 杂散电容根据对功率测量的影响,可以分为两种,第一种,其电流最终回到电源,无中线系统,照旧有iA+iB+iC=0;其次种,其电流通过地回路等泄漏,不再回到电源,可能导致无中线系统 iA+iB+iC0。本文主要考虑其次种杂散电容的影响,并以电容的对地电流影响为例,图4为存在对地电容电流的三相电路。 iiA1AAiA0iGiBiB1BB0iNiCiC1CC0 图4存在对地电容电流的三相电路 图4中。iA1,iB1,iC1为杂散电容引起的泄漏电流。iA0,iB0,iC0为电机绕组实际相电流,iA,iB,iC
13、为总电流,有: iA=iA0+iA1 iB=iB0+iB(6)iC=iC0+iC1 T(7)P=(uANiA0+uBNiB0+uCNiC0)dt0T+(uAGiA1+uBGiB1+uCGiC1)dt/T0 由于电容不消耗功率,式7的其次项为零,即: TP=(uANiA0+uBNiB0+uCNiC0)dt /T (8)0 式(8)说明白两个问题,首先,功率与电容电流无关,其次,从测量角度看,除非电机三相绕组的始端和末端均引出,否则,iA0、iB0、iC0不易干脆通过测量获得。为了便利测量,我们对P进行下述变换: TTP=(uANiA0+uBNiB0+uCNiC0)dt+(uAGiA1+uBGiB
14、1+uCGiC1)dt)/T00TT=(uANiA+uBNiB+uCNiC)dt-(uANiA1+uBNiB1+uCNiC1)dt)/T00TT+(uANiA1+uBNiB1+uCNiC1)dt+(uNGiA1+uNGiB1+uNGiC1)dt)/T00 TT=(uANiA+uBNiB+uCNiC)dt/T+uNG(iA1+iB1+i)dt/T (9)C100 电机试验中,对于较大功率的电机,往往只引出三根线,式9中,第一项可干脆测量,其次项不易测量,其值取决于电容电流和负载中性点电位。在电容电流不能忽视的状况下,如何精确测量三相电机的功率,尤其是如何接受两表法精确测量功率,对电机试验功率测量
15、具有现实指导意义。2.2存在电容电流时的三表法测量误差 接受三表法测量的功率为: T P3=(uANiA+uBNiB+uCNiC)dt/T0 (10)T=P-uNG(iA1+iB1+iC1)dt/T0可见,三表法测量功率,并不能完全消退电容电流的影响,假设电容电流带来的附加误差为EP3,则有: TEP3=-uNG(iA1+iB1+iC1)dt/T (11) 0当中性点接地时,uNG=0,P3=P。 2.3 存在电容电流时的两表法测量误差 以B相为公共端,接受两表法测量的功率为: TP2B=(uABiA+uCBiC)dt/T0T =(uANiA-uBNiA+uCNiC-uBNiC)dt/T 0T
16、T=(uANiA+uBNiB+uCNiCdt/T-0uBN(iA+iB+iC)dt/T0T=(uANiA+uBNiB+uCNiCdt/T0T+uNG(iA+iB+iC)dt/T0T-uBG(iA+iB+iC)dt/T0 T=P-u (12) BG(iA+iB+iC)dt/T 0 TEP=-uBG(iA+iB+iC)dt/T (13)0由于 iA0+iB0+iC0=0,所以 iA+iB+iC=iA1+iB1+iC1。 TEP=-uBG(iA1+iB1+iC1)dt/T (14) 0同理,有: TP2A=P-uAG(iA1+iB1+iC1)dt/T (15)0 T (16) P2C=P-uCG(i
17、A1+iB1+iC1)dt/T0 对于电机试验,一般而言,电机的三相绕组基 本对称,分布电容也存在确定的对称性。即:uNGuAG,uNGuBG,uNGuCG。故三表法测量结果较为精确。两表法测量的改良 电机试验中,中线通常没有引出,导致无法采 用三表法进行测量。如何提高两表法的测量精度,具有主动的现实意义。将分别以A、B、C为同名端的三次两表法测量结果进行平均 P+P2B+P2C2=P2A(17)T=P-AG+uBG+uCG)(iA1+iB1+iC1)dt/3T0(uT=P-(uAN+uBN+uCN+3uNG)(iA1+iB1+iC1)dt/3T0 由于电机试验时,试验电源一般具有较好的对称性
18、,当电源完全对称时,有uAN+uBN+uCN=0,即 TP (18)2=P-uNG(iA1+iB1+iC1)dt/T 0 此时,测量结果与三表法测量结果相等,图5为测量原理图,图中接受能测量瞬时值的两个电压表和三个电流表,由于uCA=uCB-uAB,功率可依据式17求取。改良后的两表法的优点是适合三相三线制的功率测量。 AAVBAVCA 图5:改良后两表法测量原理图 分析与探讨 4.1电容电流对功率测量的影响 不管是三表法、两表法还是改良后的两表法,功率测量结果均受漏电流大小的影响。且其附加的确定误差均与iA1+iB1+iC1成正比,iA1+iB1+iC1与电源电压有关,电压越高,尤其是高次谐
19、波电压越高,iA1+iB1+iC1越大。其相对误差与功率P有关,当P越小,相对误差越大。即:电源电压固定时,负载电流越小,相对误差越大;功率因素越低,相对误差越大。就电机试验而言,同样的变频器,对于同一台电机而言,负载试验时,误差较小;空载试验时,误差较大。 4.2 分别负载电流与电容电流 不管是三表法、两表法还是改良后的三表法,功率测量结果均受电容电流大小的影响。在了解测 量方法和误差后,更重要的是如何分别负载电流和电容电流,实现用两表法或三表法精确测量功率。 不管是三表法还是两表法,测量到的线电流为负载电流与电容电流之和,我们称为总电流。电容电流的大小与载波频率有关,载波频率越高,电容电流
20、越大,由于分布电容的容量较小,电容电流主要由高次谐波构成。由于电机负载呈感性,负载电流主要由基波和低次谐波构成。 理论上,我们可以通过对总电流的谐波成分进行分析估计电容电流的大小,较高次的谐波电流,主要是电容电流,基波电流及较低次的谐波电流,主要是负载电流。而事实上,不同特性的电机,对谐波的截止频率不同,我们很难用一个通用的,精确的频率值来衡量这个界限,从而不能有效地指导实际测量。实际测量时,更有效的方法应当是尽量减小电容电流。首先,对于线路电容电流,其大小与载波频率,脉冲上升时间,电缆长度有关,实际测量时,只要将测试设备尽可能靠近电机端,完全可以忽视电容电流的影响,还可减小线路电压降对功率测
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