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山東恒電電氣股份有限公司
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一．HDC-ZM智能自控電磁平衡節(jié)電原理簡介
HDC-ZM智能自控電磁平衡節(jié)電裝置采用電磁平衡原理，可將供電不符合電能質(zhì)量的供電電源，經(jīng)本裝置后變成品質(zhì)優(yōu)良的三相電源輸出給用電設(shè)備。節(jié)電裝置有它專門的分流系統(tǒng)，由特別纏繞，平行卷纏的特殊材料制成的節(jié)流線圈組成。它們以每個相位產(chǎn)生的磁力耦合為目標(biāo)，降低電磁轉(zhuǎn)換中的損耗，吸收濾除轉(zhuǎn)換浪涌，瞬變，諧波，尖峰，毛刺。平滑了正弦波形。對感性負(fù)荷尤為顯著。裝置附設(shè)特殊的三角形繞組，對3、5、7、11、13次等諧波起阻波，陷波作用，故可以有效的消除供電系統(tǒng)中流入的諧波分量，使裝置的輸出電壓波形大為改善，提高了供電質(zhì)量。裝置內(nèi)部尚附有反向勵磁線圈，增補(bǔ)了無功補(bǔ)償量。從移相電抗進(jìn)線端明顯看出有功電流小于移相電抗器出口電流。此電流值相比較即可以換算出節(jié)電系數(shù)。
二．裝置的性能特點
1． 調(diào)整三相供電電壓，使設(shè)備在額定電壓運(yùn)行
有效調(diào)整三相供電電壓的穩(wěn)定，平衡，三相電流的穩(wěn)定，平衡，利用電抗將磁波電流做平衡，使用電設(shè)備在額定電壓運(yùn)行，去除無效電量流入，以達(dá)到節(jié)電目的。
對于照明，電加熱器等一類純電阻性負(fù)載，當(dāng)運(yùn)行電壓從U1調(diào)整至額定電壓U2時，由P=U2/R可得純電阻類負(fù)載的節(jié)能效率：
U2=0。94U1 N=11。6%
U2=0。92U1 N=15。4%
U2=0。90U1 N=19。0%
由上可見其節(jié)電效果較為顯著，此外這類用電設(shè)備若在高于其額定電壓的條件下長期運(yùn)行，其使用壽命將大為縮短，因此在供電電壓偏離額定電壓時，本裝置可有效節(jié)能，并能延長用電設(shè)備的使用壽命。當(dāng)這類用電設(shè)備的運(yùn)行電壓低于額定電壓U2時，若要維持輸出功率P不變，由P=I2R，則需增大輸入電流（或增大用電設(shè)備功率，即減小R）這將使得供電變壓器的銅損及線路損耗明顯增加。使得變壓器及線路溫升增高也耗散電力。
2．消除三相電壓，三相電流不平衡，使電動機(jī)等類負(fù)載在理想條件下運(yùn)行。
對稱的三相電壓各相電壓幅值相等，相位依次相差120°，三相電壓不對稱時，會產(chǎn)生負(fù)序電壓U2和零序電壓U0（見附圖，送貨時提供），負(fù)序電壓加至感應(yīng)電動機(jī)定子繞組會產(chǎn)生負(fù)序電流，并激勵一負(fù)序磁場（即和轉(zhuǎn)子反方向的逆旋轉(zhuǎn)的磁場）
根據(jù)美國電氣器械制作協(xié)會的規(guī)定NEMA如下：
電壓不平衡在3%時，感應(yīng)電動機(jī)的容量約少10%。
電壓不平衡在4%時，感應(yīng)電動機(jī)的容量約少20%。
a.負(fù)序磁場產(chǎn)生的制動轉(zhuǎn)矩降低了電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩及過載能力，使出力減少。當(dāng)電壓不平衡度eU>1%時，（eU=U2/U1X99%）,電動機(jī)相應(yīng)根據(jù)其系數(shù)曲線降低容量使用，既使用效率大為降低。
b.定子繞組的銅損增加，其值為△Pcu=3I/r其中I為定子繞組中的負(fù)序電流，r為定子繞組短路電阻。
c.轉(zhuǎn)子繞組的銅損增加，由于轉(zhuǎn)子與負(fù)序反轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)差率較大，趨膚效應(yīng)增加使轉(zhuǎn)子銅損急劇增加。
d.由于正反磁場相互作用，將產(chǎn)生脈動轉(zhuǎn)矩，引起電動機(jī)劇烈振動影響電動機(jī)使用壽命。其中危害的是由定轉(zhuǎn)子損耗增加引起電機(jī)嚴(yán)重發(fā)熱。當(dāng)eU≥3。5%，電動機(jī)溫升增加25%以上，大量浪費電能嚴(yán)重時甚至使電動機(jī)過熱而燒毀。
本裝置可以將供電系統(tǒng)的三相電壓，三相電流不平衡程度減至，使電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行而節(jié)約用電量和延長電動機(jī)使用壽命。
3．降低電動機(jī)的啟動時電網(wǎng)的電流
電動機(jī)起動時由于轉(zhuǎn)子處于靜止?fàn)顟B(tài)，起動時的等值阻抗較小，其起動電流達(dá)額定電流的3.5-6倍，故對容量較大的電動機(jī)必須用專門的起動設(shè)備以確保電動機(jī)的正常起動。從簡化的等值系統(tǒng)圖可見，使用了本節(jié)能裝置后，相當(dāng)于電動機(jī)的供電回路串接了一定的阻抗ZF，故可將起動電流減小至額定電流的2-3倍，對電動機(jī)群負(fù)荷，本裝置可以確保電動機(jī)的正常起動，并有較好的節(jié)電效果。
4． 提高功率因數(shù)，增加無功補(bǔ)償量，并降低電網(wǎng)電流以節(jié)省電能，此為本裝置的功能。
5．消除供電系統(tǒng)諧波
當(dāng)用電設(shè)備附近存在諧波負(fù)荷時（如各種整流裝置，電弧爐，UPS，變頻器，晶閘管軟起動器，大量使用電腦，彩電，空調(diào)器，電子節(jié)能燈，電氣化鐵路牽引站等）這些負(fù)荷產(chǎn)生的諧波電流會躥入其他供電系統(tǒng)，使得變壓器，電動機(jī)，配電裝置等產(chǎn)生附加損耗，發(fā)熱，噪音增大等極為有害的影響，同時使電度表等表計產(chǎn)生較大計量誤差，本裝置能有效抑制諧波（3、5、7、11、13）濾除浪涌、瞬變、瞬流，吸收脈沖、消平污染正弦波的尖峰、毛刺等，供給負(fù)載光滑的無污染的正弦波，既節(jié)約電能，使計量電度表正確計量，又延長了用電設(shè)備壽命的雙重功效。
6．抑制供電系統(tǒng)的電壓波動及由此引起的閃變現(xiàn)象
供電系統(tǒng)的電壓波動（由附近的波動或沖擊負(fù)荷引起），會使白幟燈等照明設(shè)備產(chǎn)生閃變，其主要危害有：（1）引起人的視覺疲勞，降低工作效率。（2）使電動機(jī)轉(zhuǎn)速不均勻，從而影響產(chǎn)品的制造質(zhì)量。（3）使計算機(jī)監(jiān)測及控制等設(shè)備工作紊亂。（4）使電視機(jī)屏幕圖象失真，滾屏或忽明忽暗。由于本裝置的穩(wěn)壓功能，故能有效地抑制電壓波動及閃變現(xiàn)象。
7．緩解供電系統(tǒng)電壓暫降或電壓上升
電壓暫降是指電壓降至額定電壓的90%以下或升至10%以上，時間大于10ms 小于1min的電壓中斷過程，由同一供電區(qū)間內(nèi)某供電系統(tǒng)發(fā)生短路故障，保護(hù)迅速切斷，隨后又自動重合閘成功，此時會引起供電系統(tǒng)短時電壓暫降或上升（對中性點不接地系統(tǒng)，單相接地故障時，健全相電壓會上升至額定電壓的√3倍）。電壓暫降或上升對半導(dǎo)體制造業(yè)、造紙、纖維、抽絲、機(jī)械冶金、板材加工，注塑壓模生產(chǎn)線等行業(yè)有一定的危害，而對變頻調(diào)速器、計算機(jī)等設(shè)備也會產(chǎn)生不利的影響。本裝置對時間較短的短時電壓暫降或上升有一定的抑制作用。使用電設(shè)備在優(yōu)質(zhì)供電條件下運(yùn)行。
8．降低送電線路的線損
由于本裝置可以提高用電設(shè)備的功率因數(shù)，在用電功率一定的條件下由I=(P÷JQ)/U,由于Q減少，故I2減少，從而使流經(jīng)送電線路的電流下降，由線損PCU= I2R即送電線路的線損減少。當(dāng)送電線路較長時，其節(jié)能也較多，同時裝置減輕了配電變壓器的負(fù)擔(dān)，相對增大了變壓器的輸出容量，從而增加了用戶負(fù)荷的使用容量。
9．安裝場所
安裝方式分為戶內(nèi)型與戶外型兩種安裝方式，可根據(jù)用戶的不同用電方式和要求進(jìn)行設(shè)計選型。
10．智能監(jiān)控
本裝置整機(jī)全部使用數(shù)量儀表，并使用智能電力微機(jī)監(jiān)控儀，打開微機(jī)顯示屏所有電參數(shù)一目了然。裝置上的數(shù)顯儀表可顯示進(jìn)線電壓、電流、出口輸出電壓、電流，在進(jìn)線、出線電壓不變的情況下，出口電流大于進(jìn)線電流，由此折算節(jié)電率也一目了然。
三．裝置應(yīng)用范圍
冶金、軋鋼、機(jī)械制造、化工、紡織、建材、造船、大商場、賓館、大酒店、醫(yī)院、銀行等集中用電場所。應(yīng)用于電網(wǎng)穩(wěn)定性較差、電力不平衡、消耗電能大戶等單位。
四．裝置規(guī)格表
型號 | 額定容量KVA | 額定電流A | 額定電壓V |
HDC-ZM-（X） | 50 | 76 | 380 |
75 | 114 | 380 | |
100 | 150 | 380 | |
125 | 190 | 380 | |
150 | 220 | 380 | |
175 | 260 | 380 | |
200 | 300 | 380 | |
250 | 380 | 380 | |
315 | 480 | 380 | |
350 | 540 | 380 | |
400 | 610 | 380 | |
500 | 760 | 380 | |
630 | 960 | 380 | |
800 | 1220 | 380 | |
1000 | 1520 | 380 | |
1250 | 1900 | 380 | |
1500 | 2300 | 380 | |
2000 | 3040 | 380 | |
2500 | 3800 | 380 | |
3000 | 4560 | 380 |
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