省电机技术手册

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1、省电机技术指导手册省电机技术指导手册-目录-第一部分:原理篇.（）第二部分:问答篇.（）第三部分:比较篇.（）第四部分:应用篇.（）第五部分:实例篇.（）第六部分:电力系统术语解释.（）第一部分：原理篇应用LP省电机，使供电参数调整到用电负载工作在较为理想的状态，使用电设备在功效不变的条件下，从电网索取较小的能量，也就是提高用电设备的工作效率。那么哪些供电参数影响了用电设备的使用效率呢？1.1 调整供电电压：改革开放以来，我国的发电设备不断竣工并网发电，输配电网经过升压改造，使原来电网末端电压偏低的现象得到改善，但如此带来电网的电压普遍偏高，特别是晚间电压更高，譬如某地区有些单位晚上电压达到2

2、54伏，普遍单位接近240伏，此时用电设备在高于设备额定电压状态下运行，将会导致设备过度发热，缩短寿命，实验证明白炽灯的电源电压升高5%，寿命降低47%，荧光灯电压升高10%，寿命降低15%，而大量的电气设备（如电动机、变压器、接触器、电磁铁等）带有铁芯的电气、电压升高则会引起铁损和铜损增加。因为电气设备在高于额定电压和电流状态下运行时，铁芯损耗与总的电压的平方成正比，铜损则与电流的平方成正比，所以形成了较大的能源浪费。而且会降低设备的平均使用寿命。LP省电机通过调整供电电压，降低不必要的损耗，不仅可以达到节电的目的，同时，还能保护终端设备，延长设备的平均使用寿命。1.2 三相电源不平衡：LP

3、省电机使用电设备在三相电源平衡、对称的状态下优质运行。正常情况下，用电设备应工作在三相负载电流平衡（数值大小一样），三相电压对称（三相相位差互为120度）的条件下，但是事实上，由于当前单相用电设备特别多，单相设备的功率普遍较大，单相电子设备的应用也较为普遍，大功率的电子器件不断应用，使到客户端的电网质量为三相不平衡（如某商场的楼层IA为207A，IB为144A，IC为270A），由于三相电源不平衡造成零序电流过大，零点位移，由此引发三相不对称，不平衡电流可以分解为正序、负序和零序电流，其中负序电流为动力源上起增大能量消耗的作用，应予以克服。根据LP省电机可以自动补偿部分无功电流的原理可以证明L

4、P省电机在运行时能够起到在一定范围内调整三相电源不平衡的作用。1.3 高次谐波：LP省电机自身不产生高次谐波，同时能抑制从电源侧侵入的高次谐波，电网上的高次谐波来源很多，大气过电压、雷击、邻近大功率设备的开停、周围使用电焊机、晶闸管设备的投运均为高次谐波形成的原因，高次谐波的组成主要是包含三次、五次谐波也就是频率为150周和250周的谐波，以及高能浪涌电压和电流形成的尖锐脉冲波，而运行设备的铁芯损耗与频率的1.5次方成正比，使用了LP省电机能够抑制高次谐波，谐波频率越高，抑止作用越强烈，实验与研究证明，高次谐波形成的损耗在整个用电量中占有相当高的比例（5%-40%），LP省电机即可以抑制来自电

5、源的谐波成分，又可以使用电设备所形成的谐波成分尽量减少对电网的传送，从而起到清洁电网的作用，达到省电效果。1.4 功率因子：LP省电机能够改善负载功率因子。由于LP省电机采用了专利技术所函盖的特殊的电气连接设计，回收无功功率，从而提高了负载功率因子（后面第三点详述）1.5 降低负载电流：使用LP省电机，降低了用电负载从电网索取的电流，一般要降低10%以上，这样既达到了省电，又达到扩容的目的，也就是在不增加主变压器容量或者不加粗配电线路电缆的前提下，加装省电机后，可以继续增加用电设备。上述LP省电机省电的几点原因，对于不同供电电网、不同用电负载达到不同的省电效果，各点原因占省电率的百分比也有所不

6、同。第二部分：问答篇2.1 LP省电机是怎样一种电气设备？答：LP省电机是一只应用专利技术开发而成的特殊结构的单卷变压器。它是一种带有铁芯和绕组的电气设备，因此它属于惰性器件，由于装置内部没有任何电子器件，具有较强的抗过电压、抗过电流能力，具有较强的抗电压突变（du/dt），抗电流突变（di/dt）能力。由于结构简单，主机的结构只有铁芯和绕组，采用的H级绝缘，耐高温能力强，因此只要安装工艺牢靠，设备运行是可靠的，主机保用十年，实际使用年限可远超过十年。2.2 LP省电机是否具有降压功能，幅度多大？答：LP省电机具有降压功能。而且，对应于其三档不同的节电文件位元，降压幅度相应不同。分别对应于1，

7、2，3，4，5，6，檔。2.3 LP省电机与普通变压器有何区别？答：LP省电机是一种特殊的变压器（SPECIAL AUTO TRANSFORMER），它的最基本原理是电磁转换技术。它与普通变压器的区别主要体现在绕组的缠绕方法与材质的使用。LP省电机有特别的辅助绕组，靠吸收电网无功电流提高功率因子；LP省电机所使用的材料都是高科技的结晶，所以它可以做到无论是在外形体积、绝缘等级、抗过电流抗过电压的能力、自身的损耗等，都是普通变压器无法比拟的，另外在使用当中，LP省电机节电的同时，还能够提高设备的使用寿命与设备的稳定性，“清洁”电网系统的谐波成分。2.4 LP省电机是否具备稳压功能？答：LP省电机

8、不是稳压器，它只是在系统供电参数发生变化时使用电电压波形趋于最佳，使电压相对平稳。但供电电压幅值上下缓慢波动时，省电机并不能保证输出电压恒定不变。2.5 LP省电机对三相间不平衡电压进行调整的范围有多大？答：LP省电机对三相电源间不平衡电压进行调整范围为24%。2.6 LP省电机的抗过电压、抗过电流能力如何？答：具有较强的过负荷能力（2倍额定电流2分钟）、抗短路电流能力（100倍定电流0.3秒）；具有较强的抗电压突变（du/dt）、抗电流突变(di/dt)能力。 2.7 LP省电机改善功率因子的范围有多少？答：LP省电机提高功率因子的范围在1%-6%。2.8 LP省电机运行时会给接口设备带来什

9、么影响？答：由于其自身无干扰产生，所以不会给其它设备带来任何影响。2.9 LP省电机是否具有延时启动的功能？答：可以根据客户的需求安装延时启动的功能。2.10 LP省电机工作电压的范围是多少？答： LP省电机工作电压的范围符合国家相关的电力设备标准之规定。2.11 LP省电机能省电，但作为电气设备自身总有损耗，一边省电，一边耗电，不是得不偿失吗？答：作为带有铁芯、绕组的电器均有自身损耗，它的损耗包括铁芯损耗（铁损）、绕组损耗（铜损）和杂散损耗（漏磁、噪音等）。LP省电机的铁芯采用切割铁芯，带式法缠绕，同时采用低磁损、优质合金，比普通变压器的损耗小得多；LP省电机为特殊的单卷式自耦变压器结构，这

10、种结构变压器的铜损为普通变压器铜损的6%-10%；LP省电机由于采用了特殊技术和优质铁芯，因此它不象普通变压器产生较大的噪音，也就没有较大噪音损耗。综上所述，LP省电机的自身损耗特别小，均为自身容量的千分之二至千分之三，而普通变压器比它大得多，譬如一台100KVA的省电机，假定负载功率因子为0.8，省电率按15%-25%计算，省电达100KVA * 0.8 *（0.150.25）= （1220）KW，自身耗电为（0.2-0.3）KW，因此自身耗电可以微不足道，而一台100KVA普通变压器的损耗将达到3KW左右。2.12 LP省电机的节电效果如何？答：LP省电机应用在以照明为主的回路，一般可达到

11、20%以上的节电率；应用在以动力为主的回路，一般可达到10%以上的节电率。2.13 LP省电机适用于那方面的设备？答：适用的范围较广泛，可用于照明、动力、综合负载等系统。第三部分：比较篇做为第三代节电技术的代表, LP省电机有其独特的优势。在此，我们通过将LP省电机与其它节电产品的进行全面比较，可以帮助你更准确地了解LP省电机。3.1 LP省电机改善功率因子与采用补偿电容器提高功率因子有什么区别？3.1.1 采用补偿电容器提高功率因子需要专门投资设施并需定期维护和监视，及时更换已损坏的电容器，当运行电压超过额定电压10%时，补偿电容器必须退出，而LP省电机在具备省电功能的同时，又有一定的改善功

12、率因素的功能，它没有采用对运行电压要求高的电容器，而是采用抗过电压能力较强的铁芯绕组，不受运行电压波动的限制。3.1.2 对于集中电容器补偿的用户，当在负载端使用了LP省电机，可以减少集中补偿电容器投入运行的数量，减少投资费及日常维护费用，同时减少线路损耗，进一步达到节能降耗的效果。3.1.3 采用电容器补偿功率因子与采用LP省电机能适当提高功率因子的原理是不一样的，采用电容器补偿是利用电容性电流与电感性电流相位相差180度的原理，可以将功率因子补偿到接近1.0，甚至到过补偿的程度，而LP省电机是靠辅助绕组回收无功电流，它一般能将功率因子提高6%左右，譬如不用LP省电机负载功率因子为0.48，

13、而安装了LP省电机后，功率因子可以提高到0.54。3.2 LP省电机与通用变频节电器有何区别？3.2.1 节电原理：LP省电机最基本的原理是电磁转换与补偿。它利用特有的铁芯和线圈，在变压器中做到磁路平衡，磁场平衡，使三相负载电压趋于均衡，并且铁芯的磁滞曲线较好，抑制谐波，使输入波形与输出波形基本一致，同时利用特有的辅助绕组产生的激磁电流，吸收无功电流，达到节电目的。变频节电器是通过电源整流、滤波和逆变，自动根据负荷运行情况调整输出电压波形，降低负载的有功功率损耗的一种电子设备。3.2.2 组成：LP省电机是一种电气装置，无任何电子元器件，对系统无谐波污染；变频节电器是电子装置，会产生高次谐波输

14、入电网。3.2.3 容量：LP省电机最大容量可至3000KVA，使用面很广，在配电系统应用中选择时更能得心应手；变频节电器目前还做不到大容量，而且在应用时只对单个电机使用时，效果较好，如果针对多台电机时稳定性会经常受到考验。3.2.4 谐波污染：LP省电机在运行中抑制高次谐波的同时，本身不产生高次谐波，而且还可以隔离用户设备的正常启停对电网的谐波污染；变频节电器只可做到适当抑制系统谐波，但其本身又会产生高次谐波输入电网，这对电网是一种较大的危害。3.2.5 安装维护：LP省电机和配电房内任何一个电气装置无区别，所以它安装操作很方便，无需特别维护；变频节电器安装工艺要求比较高，包括它使用的连接线

15、都需要屏蔽，防止电磁波对它的干扰，操作已经程序化之后，需要专业人员去操作和维护，费用昂贵。3.2.6 使用寿命：LP省电机使用寿命很长，在10年以上，因为它是利用最基本的电工材料制成，所以不会因设备的更新换代而被淘汰；变频节电器相对使用寿命较短，而且因用户设备技术含量的提高及控制方式的智慧化程度提高，也会使它的相对寿命较短而逐渐淘汰。3.2.7 节电率：节电率是一个相对概念，反映出来的数值只是在供电环境和用电情况相同的情况下，对电网投入节电器前后用电量在电度表上进行比较的结果，但在电力系统存在供电参数的瞬时变化，所以只能在综合效率上取一个参照点去比较。这样很容易得出变频节电器和LP省电机两者在

16、省电率上无可比拟的结论。3.3 LP省电机与其它电子类变频节电产品相比有何优势？3.3.1 LP省电机是一种电气设备，无电子元器件，运行可靠稳定。一些电子类变频节电产品供货商，在其产品中采用大量的大功率脉冲控制线路和电子器件，由于电子组件存在着不可避免的偶然失效的可能性，这在实际的运行过程中必然带来严重的安全隐患和可靠性的下降。一方面它会加大设备运行的风险，另一方面，也会给经销商带来不必要的售后维护成本。 3.3.2 LP省电机能输出平滑的正弦波，对电网不产生任何的损害。任何接入电网的设备不应对电网产生任何的危害，这在国外某些地区为净化用电环境强制实行的一项举措。而对于电子类变频节电器，和电子

17、灯光系列节电机，在其使用过程中均会给电网带来严重的谐波污染。在国内，这不仅无法通过政府大型项目的立项审查，同时，由于对企业会带来降低设备使用寿命等危害，也必将被企业所广泛拒绝。这是此类电子节电产品在进入中国市场多年，却无法大面积推广的重要原因。3.3.3 LP省电机的省电效果科学，务实，容易测试。对于电子类变频节电产品的经销商来说，节电率的测试往往成为令人提心吊胆的一块心病。因为确定节电率是节电工程中极其重要的最后一环，一般均会和付款直接挂钩。而此类产品在节电率的测试上采取模糊，不科学的方法，其结果往往令人很难信服。这种产品性能上的不过硬导致了经销商在工程进行到大半时，却无法再继续下去，迟迟不

18、能在市场上打开局面。3.3.4 LP省电机的应用对象广泛，方便经销商开拓市场。电子类变频节电产品其应用有较强的局限性，比如要应用在功率因子低，电机起停频繁的环境中。而LP省电机则可以广泛应用在任何照明和动力回路，不仅可以单对单地针对某台设备节电，还可以单对多地实现对整个工厂综合负载的节电。同时，更为难得的是LP省电机可以在有电容补偿的路灯回路中照常使用，这一点，是一些电子类变频节电产品所不能比拟的。第四部分-应用篇4.1.资料收集与分析4.1.1 资料收集 现场测试必须携带能够同时测量电压（V）、电流（A）、功率（W、VAR、VA）、电量（KWH、KVARH）及谐波分量的测试专用仪表。工程技术

19、人员到现场后，必须从以下几步着手：第一步：熟悉用户配电系统，了解各配电装置的分布与运行配合情况，了解各用电设备的容量分配。比如主变压器位置与容量、发电机运行时所供负荷分配、主要设备运行具体时间等。第二步：确认用户需要进行节电改造的线路或负载，了解此线路的运行工况。第三步：画出用户配电系统简图，注明计量设置点与省电机安装具体位置。第四步：现场测试。请按附表一、二认真填写，在测试时根据用户设备运行工况选择时间段测试，尤其是峰谷值数据、负荷分类比例、变频器使用情况等。第五步：初步根据测试数据为用户建议省电机型号及所需配、附件型号，确认安装位置。同时记录将来省电机安装线路所在之总开关型号、设定值及其相

20、关数据。第六步：向用户索取所需要之部分电气图纸，比如配电系统图、变压器室平面图、低压配电柜平（立）面图、配电房平面图、电缆沟平面及走向图等，如无，请现场绘制。务必注明平面尺寸，电缆走向及母排结构，有条件时用照相机多角度拍摄。第七步：草拟省电机安装设计方案。4.1.2 资料分析：4.1.2.1 根据用户变压器容量及需要进行节电改造之线路负载电流最高值，并参照以后用户需要增容情况，建议用户选定省电机型号及配件型号。（配件型号及规格也可建议用户根据相关的设计规范选型）。4.1.2.2 根据用户实际用电电压选定省电机节电档位设置。4.1.2.3 出具工程安装可行性分析报告、工程设计方案、安装施工图、材

21、料使用清单列表、工程预算书及工程报价书。4.2 产品应用环境 LP省电机是一种电气产品，可供选择的产品规格型号有很多种（详见产品画册之产品规格型号表）。产品的应用对象主要在一些商业及工业用电系统中，在目前，商业及工业电价普遍较高，而且存在不成熟或不规范的用电管理，或者由于设备设计和应用之间的差异，及其它在设备选型和设备材质等问题，电能的浪费很普遍，因此在商业及工业用电系统中有充裕的节电空间。 那么，产品在实际应用时应该注意那些问题呢？经过多年的实践，LP省电机已经在酒店、商厦、学校、超市、路灯、油田、钢铁厂、啤酒厂等各个行业用电系统中推广应用，且都取得了较好的节电效果。一般情况下，LP省电机的

22、应用对象并不受限制，它可以应用在任何用户的配电系统中，但以下两种情况在实际应用时还请注意。4.2.1 负载以照明为主的用户对照度要求很高时。应用LP省电机之后，负载侧将会引起6%-10%的电压下降，电压下降并不影响设备的正常工作。我们都知道，单相用电设备都有一个电压适用范围，一般为198V242V之间，用电设备在设计时为了适用此范围，输出功率是已在最低电压198V所消耗的电能标准设计的，当电压高过198V时，输出效果并没有改变，所输的多余电能绝大部分被转化为无用功（热能）消耗掉。但电压下降会引起光照度下降，经过实践应用及测试结果，照度下降一般不会超过原有照度的5%，使人并无明显的感觉。在应用L

23、P省电机时，如果用户的设备对照度要求特别高时，比如医院手术台照明灯具，在设计节电方案时一定要注意，按照设计标准要求应先实测出原照度值，考虑过照度损失之后，还能不能满足应用场所对照度的要求，如不能满足，则应对此回路实施旁通或用其它电源供电的措施。4.2.2 稳压电源时。由于电机的转矩与供电电压的平方成正比，降低端电压将减小转矩，降低端电压实际上是降低了电机的输出功率，也意味着所需磁场能量的减小。降低端电压并不影响电动机的起动，在通用用电设备配电设计规范第4.2.3 条规定：在一般情况下，电动机频繁起动时，配电母线电压不宜低于额定电压的90%；电动机不频繁起动时，不宜低于额定电压的85%。考虑到线

24、路上的电压损失，应用LP省电机之后，负载侧的端电压能够满足设备运行及启动对供电参数的要求。 在应用LP省电机时要注意，如果用户的设备要求在恒温恒压条件运行，且已经选择了稳压电源，我们在设计节电方案时，一定要了解清楚该回路设备的运行工况，比如电锅炉，当要求在恒温1000oC运行时，而且已经采用高精度的温控仪，应用省电机后，端电压就会有一个降低幅度，电锅炉的加热时间相对变长，有可能影响产品的加热效果。当然，经过实测之后的资料和严密的调查，会给我们提供客观的运行环境供我们为用户选择一个比较准确的节电方案。所以在设计节电方案之前，现场的技术数据收集是很有必要的。另外，LP省电机在实际应用中还应充分考虑

25、现场环境的因素。在应用之前请先仔细阅读“产品说明书”部分之省电机额定参数表及与安全相关的注意事项。第五部分：实例篇请参考 附件 : 产 品 安 装 建 议 书第六部分：电力系统常用术语6.1.功率因子COS阻抗角反映了在电路中电压与电流存在相位差，引出功率因子COS概念，COS取决于负载本身的物理参数。生产与生活中使用的用电器具是可以等效成纯电阻与纯电感组成的电感性负载（如日光灯、电动机等），它们消耗有功功率时，会使电路产生无功电流，COS会低。无功负荷在电路中不消耗能量，它只是与电源间有能量的转换，称为无功功率。电感储存能量，电容释放能量。6.1.1功率因子COS低对电路造成的的影响：6.1

26、.1.1降低电源利用率。电源设备S=UI，输出有功功率P=UI COS，有功功率P越高，设备利用率越高。6.1.1.2增加了电路上的损耗P=I2r=(P2/U2)r(1/COS2)。并联电容器目的就是释放电感需要吸收的无功功率，使电感吸收的无功功率不再全部来自电源，而是部分来自电路本身。6.2 三相电压不平衡一个电路在理论上应该做到三相电压平衡，既是三相负载电流相同。但在实际应用当中是很难做到的。三相负载不平衡，将产生中性电压偏移，三相电压失衡。三相电压不平衡对电器设备的危害：6.2.1 影响其它用电设备的正常出力。6.2.2 如果三相电压不对称，负载大的一相电压降低，负载小的一相电压升高，可

27、能使设备损毁。6.2.3 使零序电流增大，使变压器油箱及钢结构发热，甚至烧毁变压器。6.2.4 影响电动机的输出功率，由于三相电压不平衡，定子会产生会产生逆相序旋转磁场，转子产生逆序电流，从而产生制动转矩，使电机温度升高，输出功率减小。6.2.5 使电压损耗增大，三相不平衡越大，线损越大。6.3 高次谐波在供用电系统中，通常总是希望交流电压和交流电流呈正弦波形。当正弦波电压施加在线形无源组件电阻、电感和电容上时，仍为同频率的正弦波。但当正弦波电压施加在非线性电路上时，电流就变为非正弦波，非正弦波的电流在电网阻抗上产生压降，会使电压波形也变为非正弦波。对于非正弦波周期电压电流，用傅里叶级数可分解

28、为一系列的有规律的正弦波的电压和电流，其中频率与工频（50HZ）相同的分量称为基波，频率大于基波频率的分量称为谐波，谐波次数为谐波频率与基波频率的整数倍。如整流设备、电弧炉、电动机车、调光设备、日光灯、变频空调、可控硅等均会产生高次谐波，谐波对共享电网是一种污染，它对共享电网和其它系统的危害有；6.3.1 谐波会使共享电网中的设备产生附加的谐波损耗，降低了发、输及用电设备的使用效率，大量的3次谐波电流流过中性时会使线路过热甚至发生火灾。6.3.2 谐波影响各种电气设备的正常工作。谐波对电动机的影响除了引起附加损耗外，还会产生机械震动、噪音和过电压，使变压器局部过热。6.3.3谐波会引起公网中局

29、部的并联谐振和串联谐振，从而使谐波放大，危害加大。6.3.4 谐波会导致继电保护和自动装置误动作，会使电气测量仪表计量不准。6.3.5 高频谐波会对邻近的通信系统产生无线电辐射干扰。6.4 关于电子式软启动器与磁控式软启动器的问题现在市场上很常见的电机启动器有以下两点需要说明。对电子式软启动器，目前IEC（国际电工委员会）与国标均未见产品标准，面市产品均为企业自行研制的。晶闸管调压电路在调压过程中产生的高次谐波，对电网造成谐波污染，也未见产品承诺的研制指标。磁控式软启动器是利用控磁限幅调压原理，对电动机进行软启动的装置。在电动机启动过程中，电压无级平滑的从初始值上升到全压，使电动机的转矩在启动中有一个匀速增加过程，促使电动机启动特性变软。主电路采用闭路转换方式，无二次冲击电流，可延长交流接触器使用寿命。