水泥磨主电机加装进相器可行性分析
【摘要】节能降耗是企业的生存之本，尤其对水泥行业这种高耗能产业来说，节能降耗就意味着增效。本文通过对冀东水泥滦县分公司3台水泥磨主电机的相关运行参数进行分析，研究加装电机进相器后电机的节能效果。
【关键词】高压电机；进相器；节能
一、进相器原理简介
目前冀东水泥滦县分公司3台水泥磨主电机功率因数都是0.86左右，与国家相关电力标准相比，功率因数偏低，这是导致水泥生产电耗高的重要原因。高压电机加装进相器是目前较为普遍的做法，其性能优于传统电容补偿，是提高功率因数以及降低系统分步电耗的有效措施，能起到节约用电费用的效果。
进相器是串接在电机转子回路中的，原理框图如图。当电机运行时采集转子电流和同步电压信号，经微处理器CPU处理后给可控硅发出触发信号，由可控硅组成的交-交变频器降工频电源变为和转子电流同频率的电势叠加在电机转子回路中，改变转子电流与转子电压的相位关系，通过磁场进而改变电机定子电流与定子电压相位关系，减小功率因数角，最终使电机本身的功率因数得以提高，定子电流得以下降。大大改善了电机的运行状况。显著降低了电机自身的损耗。
静止进相器的补偿作用是在绕线电动机转子回路中加入一个附加电源，改变转子电流与转子电压的相位关系，通过磁场进而改变定子电流与定子电压的相位关系，减少电动机的无功消耗。因此电机的运行状况发生了改变，定子电流减小，电网的功率因数因电机的功率因数提高而得到提高。另外，电机定子电流的减小降低了电机的铜损，提高了奠基的效率，电机的温升也随着降低，过载能力相应提高，台时产量提高，降低了单耗。从而达到节能目的，提高企业的经济效益。
二、加装进相器项目参考方案
通过前期的调研及借鉴其他公司应用经验，静止式进相器适用于水泥磨主电机，因此本方案采用静止式进相器。改造时电机位置不动，将电机转子电缆从水电阻端断开，串入进相器，再接入水电阻。如下图所示
三、项目预期经济效益分析
1.项目投资
序号设备名称数量单价金额（万元）
1主电动机进相器3套11.534.5
2电缆 3X185m2300米2607.8
3施工费 5
4土建费用 2.5
合计 49.8万元
2.节能分析
需改造3台电动机具体参数如下
序号设备名称额定功率（KW）额定电压（V）额定电流（A）运行电流（A）功率因数
11#磨主电动机28006000321.52470.874
22#磨主电动机355060004183600.86
33#磨主电动机355060004183250.86
概算年系统节约电费
采用进相器后，电机电流下降10-20%左右，电压无变化。功率因数一般能提到0.95以上，功率因数0.86可提高到0.95，提高8%。
1#磨主电机：
改造前有功功率P1≈UICOSф≈1.732*6000*247*0.874≈2243KW
改造后有功功率P2≈UICOSф≈1.732*6000*222.7*0.95≈2198KW
改造后节省有功功率≈2243KW-2198KW≈45KW
1#磨主电机节约电费=45（KW/H）X365（天）×0.7（运转率）×24（小时）×0.5（元）≈13.8万元/年。
2#磨主电机：
改造前有功功率P1≈UICOSф≈1.732*6000*360*0.86≈3217KW
改造后有功功率P2≈UICOSф≈1.732*6000*324*0.95≈3198KW
改造后节省有功功率≈3217KW-3198KW≈19KW
2#磨主电机节约电费=19（KW/H）X365（天）×0.7（运转率）×24（小时）×0.5（元）≈5.8万元/年。
3#磨主电机：
改造前有功功率P1≈UICOSф≈1.732*6000*325*0.86≈2904KW
改造后有功功率P2≈UICOSф≈1.732*6000*292.5*0.95≈2887KW
改造后节省有功功率≈2904KW-2887KW≈17KW
3#磨主电机节约电费=17（KW/H）X365（天）×0.7（运转率）×24（小时）×0.5（元）≈5.2万元/年。
四、结论
通过以上分析计算，预计可在三年内利用节省电能收回投资成本，因此，这3台高压电机加进相器是一种有效的节能手段，可应用于冀东水泥滦县分公司3台高压主电机。