提高永磁同步电机的功率因数

由于油田供用电由原来的关口计量改为单井（点）计量，故单井（点）功率因数不能达标。2003年，临盘采油厂仅功率因数调整电费就多付150万元。为此，采取了多种措施，以提高功率因数，达到了节能降耗的目的。一、影响永磁同步电机功率因数的原因抽油机上所用的永磁同步电动机是一种异步启动的同步电机，由转子交流启动后牵入同步运行，类似于交流同步电动机。其运行是靠定子线圈在气隙中产生的旋转磁场与转子上磁钢间的相互吸引，使转子与定子气隙磁场同步旋转而做功。其转子等效为电阻电路，故功率因数高。因无励磁电流，其空载损耗小。电动机效率可达96%左右，较三相异步电动机高。影响永磁同步电机功率因数的原因是电压质量（电压幅值）和负载率。当电网电压高于电动机的反电势点时，永磁电机呈感性负载运行；反之，电动机呈容性负载运行。因此，电网电压波动会造成电机的功率因数波动，补偿困难。若电压幅值与电动机反电势点接近，偏差在±2%电压范围内时，电机功率因数大于或等于0.9，否则，功率因数较低；另外，当永磁同步电机的负载率低于25%时，电机功率因数也偏低。二、提高永磁电机功率因数的方法通过对各单井点功率因数低的原因分析，分别采取了以下方法进行调整。1.根据实测负载率适当调换电机，以保证适当的负载率。2.稳定系统电压，尤其是重载线路末端，电压普遍偏低。3.稳定单井电压使其接近永磁同步电机的空载反电势。4.当运行电压高于永磁电机的反电势点时，可根据感性无功功率的大小，加电容补偿，以提高功率因数。5.当运行电压低于永磁电机的反电势点时，可调节变压器分接开关，适当提高二次电压的幅值，使电机运行电压在反电势点附近，提高功率因数。6.对于重负荷长线路，调节变压器分接开关后，变压器二次电压幅值仍低于永磁电机反电势点时，可更换永磁同步电机，采用电容柜补偿。三、调整情况及效果分析通过对采油六队部分油井的调整试验，使功率因数不达标的油井基本达标。首先对变电所及线路电容做了调整，使末端电压有所提高。其次，根据对单井的测试结果，采取了相应对策，有的增加电容，有的调整变压器挡位，对部分井调整了电动机功率。测试结果显示，使用永磁同步电机的各井功率因数除一台外，其他全部合格，功率因数调整电费大幅度下降。该办法在采油六队取得成功后，现已在全厂推广应用。目前，临盘采油厂的功率因数调整电费由2004年初的50万元下降到5万元，取得了良好效果。