第9章企業(yè)的電能節(jié)約

1、第九章 企業(yè)的電能節(jié)約9-1 節(jié)約用電的意義和措施9-2 電動機與變壓器的節(jié)能 9-3 提高企業(yè)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)一、節(jié)約用電的意義 首先，從我國電能消耗的情況來看，70%以上消耗在企業(yè)，所以企業(yè)的電能節(jié)約應特別值得重視。其次，雖然我國近幾年電力行業(yè)投資較大、發(fā)展很快，但是趕不上用電（特別是企業(yè)用電和生活用電）的高速增長。第三是我國的發(fā)電效率低，電能的利用率低，存在著較嚴重的浪費。9-1 節(jié)約用電的意義和措施二、節(jié)約用電的措施（1）加強節(jié)電宣傳，提高節(jié)電意識 我國能源工作總方針是“開發(fā)和節(jié)約并重”，“把節(jié)約放在優(yōu)先位置”。企業(yè)應加強對全體員工節(jié)電的宣傳，提高他們的節(jié)電意識，樹立長期的節(jié)電思想。

2、（2）杜絕浪費現(xiàn)象我國的大中型企業(yè)具有規(guī)模大、人數(shù)多等的特點。在很多職工中浪費現(xiàn)象嚴重。例如長明燈等。因此應徹底杜絕浪費現(xiàn)象。（3）加強節(jié)電的科學管理 建立健全用電管理機構，落實計劃用電、節(jié)約用電和降低電力消耗的各項措施。制訂一套科學有效的電力管理制度。還應建立廠部、車間、班組的三級管理網(wǎng)絡，責任落實到人。（4）合理調(diào)整電力負荷 根據(jù)供電電網(wǎng)的供電情況和用電部門的不同用電規(guī)律，合理地有計劃地安排各用電部門的用電時間，以降低負荷高峰，填補負荷低谷。充分發(fā)揮發(fā)、變電設備的供電能力。（4）合理調(diào)整電力負荷 根據(jù)供電電網(wǎng)的供電情況和用電部門的不同用電規(guī)律，合理地有計劃地安排各用電部門的用電時間，以降低

3、負荷高峰，填補負荷低谷。充分發(fā)揮發(fā)、變電設備的供電能力。（5）不斷開發(fā)節(jié)電設備 隨著新材料、新工藝、新技術的不斷出現(xiàn)，企業(yè)電氣設備不斷向節(jié)能、低耗方向發(fā)展。比如，目前變壓器、電動機因所占比重較大，耗電量也大，所以技術人員始終不停地在開發(fā)、研制、生產(chǎn)節(jié)能型產(chǎn)品。非晶合金低損耗變壓器技術、電動機變頻調(diào)速技術、高效電機技術等的開發(fā)與研制也取得了可喜的成果。 （6）合理選擇設備容量 企業(yè)應根據(jù)所有用電負荷，科學合理的選擇和配置變壓器容量和臺數(shù)以及經(jīng)濟運行方式，以提高設備的負荷率和運行效率以及使其本身損耗最小。（7）提高功率因數(shù) 無論是提高自然功率因數(shù)還是用無功補償裝置提高功率因數(shù)都可以使線路的電能損耗

4、減少、提高發(fā)、變電設備的供電能力。返回一、電動機的節(jié)能 電動機是企業(yè)中應用最廣泛的電氣設備之一，也是消耗電能的主要設備之一。因此，合理選擇和使用電動機就顯得十分重要。9-2 電動機與變壓器的節(jié)能 措施方法特點合理選擇電動機合理選擇電動機類型、功率、以及其他技術參數(shù)，使其具備所拖動的生產(chǎn)機械的負荷特性。能在各種狀態(tài)下穩(wěn)定地工作，在經(jīng)濟、技術上都最佳優(yōu)先選擇節(jié)能電動機所謂節(jié)能電動機，就是在設計制造上全面減低電動機本身的功率損耗，以提高電動機的效率。例如Y系列節(jié)能電動機，在較寬的負載范圍內(nèi)效率都較高；功率等級多，可以避免大馬拉小車的弊?。欢遗cJO2型老式電動機比具有起動轉矩高、體積小、重量輕等優(yōu)點

5、合理選擇電動機類型若對起動、調(diào)速和制動無特殊要求的生產(chǎn)機械，應選擇鼠籠式電動機；若重載起動的生產(chǎn)機械，選用鼠籠式電動機不能滿足起動要求或加大功率不合理時，或調(diào)速范圍不大的生產(chǎn)機械，且低速運行時間較短時，均選用繞線式電動機為宜；若對起動、調(diào)速和制動有特殊要求的生產(chǎn)機械，在交流電動機達不到要求時，可以選擇直流電動機合理選擇電動機功率運行實踐表明，感應電動機的效率和功率因數(shù)是隨負荷率的變化而變化的。因此，若選用的電動機功率合適，不但能節(jié)約電能，而且還可以提高功率因數(shù)，降低無功損耗。例如當電動機的負荷率低于40%時，可直接更換小功率的電動機合理選擇電動機的機械特性根據(jù)負荷特性合理選擇電動機，對于提高電

6、動機的運行時的安全可靠性和節(jié)約電能具有實際意義。只有電動機的機械特性與它所拖動的生產(chǎn)機械的負荷特性相匹配，才能達到即安全可靠又經(jīng)濟的目的一、電動機的節(jié)能一、電動機的節(jié)能 電動機是企業(yè)中應用最廣泛的電氣設備之一，也是消耗電能的主要設備之一。因此，合理選擇和使用電動機就顯得十分重要。采用節(jié)電調(diào)速利用電磁轉差離合器調(diào)速效率較高、損耗小、節(jié)電效果明顯利用晶閘管串級調(diào)速利用變頻調(diào)速器調(diào)速提高功率因數(shù)減少電動機的空載損耗感應電動機的空載損耗主要是無功功率損耗，減少電動機的空載損耗，常用的方法是利用空載自停裝置，減少有功和無功功率損耗，提高電動機的功率因數(shù)提高檢修質(zhì)量感應電動機的出廠時各項技術參數(shù)應該是最佳

7、的，而檢修質(zhì)量的好與壞對對感應電動機的功率因數(shù)影響很大。因此，確保檢修質(zhì)量，以達到或接近出廠時各項技術參數(shù)，就能達到節(jié)電的目的定期保養(yǎng)、維護電動機的維護和保養(yǎng)往往不被重視，以造成電動機的效率降低，損耗增加。對電動機要定期檢修、經(jīng)常保養(yǎng)、及時維修，才能使電動機始終處于最佳狀態(tài)，保證其效率和功率因數(shù)維持在較高的水平續(xù)表二、變壓器的節(jié)能 變壓器的節(jié)能主要有兩個方面，一是在選型時，應選低損耗型的變壓器；二是減少變壓器運行時的功率損耗。1經(jīng)濟運行與無功經(jīng)濟當量的概念 經(jīng)濟運行是指能使電力系統(tǒng)的有功損耗最小、經(jīng)濟效益最佳的運行方式。變壓器的經(jīng)濟運行是指變壓器（單臺或多臺）如何運行，本身的有功損耗最小、經(jīng)濟

8、效益最佳的運行方式。 無功經(jīng)濟當量是表示供電系統(tǒng)多發(fā)送1kvar的無功功率時，將使供電系統(tǒng)增加的有功功率的千瓦數(shù)，常用表示，它與電力系統(tǒng)的容量、結構及計算點位置等多種因素有關。對于企業(yè)變電站，無功經(jīng)濟當量Kq=0.020.15；對經(jīng)二級變壓的企業(yè)， Kq =0.050.08；對經(jīng)三級變壓的企業(yè)，Kq =0.10.15。 2變壓器的功率損耗及其計算(1) 變壓器的有功功率損耗 變壓器的有功功率損耗由兩部分組成：1) 鐵心中的有功功率損耗，即鐵損PFe。鐵損在變壓器一次繞組的外施電壓和頻率不變的條件下，是固定不變的，與負荷無關。鐵損可由變壓器空載實驗測定。變壓器的空載損耗Po可認為就是鐵損，因為變

9、壓器的空載電流Io很小，在一次繞組中產(chǎn)生的有功損耗可略去不計。 2) 有負荷時一、二次繞組中的有功功率損耗，即銅損PCu。銅損與負荷電流的平方成正比。銅損可由變壓器短路實驗測定。變壓器的短路損耗Pk可認為就是銅損，因為變壓器短路時一次側短路電壓Uk很小，在鐵心中產(chǎn)生的有功功率損耗可略去不計。 因此，變壓器的有功功率損耗為 (2) 變壓器的無功功率損耗 變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：1) 用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵磁電流的一部分無功功率，用Qo表示。它只與繞組電壓有關，與負荷無關。它與勵磁電流成正比，即N00100SIQ 2) 消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率。額定負荷下的這部分無功損

10、耗用QN表示。由于變壓器繞組的電抗遠大于電阻，因此QN近似地與短路電壓成正比，即因此，變壓器的無功功率損耗為 在負荷計算中，SL7、SL9、S7、S9等型低損耗電力變壓器的功率損耗可按下列簡化公式近似計算。 有功損耗 PT0.015S30 無功損耗 QT0.06S30 3一臺變壓器的經(jīng)濟運行 變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分，而其無功損耗對電力系統(tǒng)來說，通過Kq換算后，可等效為有功損耗，這兩部分之和就是變壓器的有功損耗換算值。 一臺變壓器在負荷為S時的有功損耗換算值為變壓器的經(jīng)濟負荷為Nqk0q0Nec.TQKPQKPSS 運行實踐表明，一般電力變壓器的經(jīng)濟負荷率為50%左右，而在考慮

11、多方面因素的情況下，經(jīng)濟負荷率為70%左右比較合適。4兩臺變壓器的經(jīng)濟運行 若變電站有兩臺型號完全相同的變壓器，假設變電站的總負荷為S,可得其變壓器的有功損耗換算值為 2NNqk0q0I)(SSQKPQKPP 若兩臺變壓器并聯(lián)運行時，每臺承擔S/2的容量，因此可以求得兩臺變壓器有功損耗換算值為2NNqk0q0II)(2)(2SSQKPQKPP兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷 返回一、功率因數(shù)1瞬時功率因數(shù) 瞬時功率因數(shù)可由功率因數(shù)表(相位表)直接測量，亦可由功率表、電流表和電壓表的讀數(shù)按下式求出9-3 提高企業(yè)供電系統(tǒng)的功率因數(shù)UP3cos2平均功率因數(shù) 平均功率因數(shù)亦稱加權平均功率因數(shù)，按下式計

12、算2pq2q2pp11cosWWWWW3最大負荷時的功率因數(shù) 最大負荷時功率因數(shù)指在年最大負荷(或計算負荷)時的功率因數(shù)，按下式計算3030cosSP “無功”從字面上看好好像是“無用”的意思，但是“無功功率”絕不是“無用功率”，它是磁場能量交換所必須的，是電感性的負載正常工作所必不可少的條件。 在供電系統(tǒng)中許多設備是根據(jù)電磁感應原理而工作的，如變壓器、電動機、感應爐等。是依靠磁場來傳送和轉換能量的。因此它們在運行中不僅消耗有功功率，還需要一定的無功功率，功率因數(shù)因此存在。二、提高功率因數(shù) 我國電力工業(yè)部于1996年制訂的供電營業(yè)規(guī)則規(guī)定：“用戶在當?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負荷時的功率因數(shù)應達

13、到下列規(guī)定：100千伏安及以上高壓供電的用戶功率因數(shù)為0.90以上。其他電力用戶和大、中型電力排灌站、躉購轉售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上?！?提高自然功率因數(shù) 提高自然功率因數(shù)是指設法降低用電設備本身所需的無功功率，從而改善其功率因數(shù)。主要是從合理選擇和使用電氣設備，改善它們的運行方式以及提高對它們的檢修質(zhì)量等方面著手。這是提高功率因數(shù)的積極有效的方法。2功率因數(shù)的人工補償 在企業(yè)，由于有大量的感應電動機、電焊機、電弧爐及氣體放電燈等感性負荷，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設備潛力、改善設備運行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達不到規(guī)定的企業(yè)功率因數(shù)要求時，則需考慮人工補償。三、靜電

14、電容器補償方法1補償容量的確定)tan(tan303030cPQQQ30ccPqQtantancq 附錄表5列出了并聯(lián)電容器的無功補償率，可利用補償前后的功率因數(shù)直接查出。ccqQn 在確定了總的補償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個容量來確定電容器的個數(shù)，即 電容器及無功功率補償電容器及無功功率補償 2無功補償后的總計算負荷的確定 企業(yè)裝設了無功補償裝置以后，則在確定補償裝置裝設地點以前的總計算負荷時，應扣除無功補償?shù)娜萘浚纯偟臒o功計算負荷為 c3030QQQ補償后總的視在計算負荷為2C3023030QQPS 計算負荷電流為 功率因數(shù)為N30303 USI3030cosSP3.補償方式（

15、1）集中補償 這種補償方式就是把電容器組集中安裝在變電站的一次或二次側母線上。集中補償方式具有安裝簡便，運行可靠，利用率高等優(yōu)點，因此被廣泛應用。但必須裝設自動控制設備，使之能隨著負荷的變化而自動投切。一般適用于企業(yè)變電站的補償。（2）分散補償 這種補償方式就是將電容器組分組安裝在各配電室或分路出線上，它可與部分負荷的變動同時投入或切除。分散補償方式具有補償范圍更大，效果比較好等優(yōu)點。但設備投資較大，利用率不高。一般適用于補償量小、用電設備多而分散和部分補償容量相當大的場所。（3）個別補償 這種補償方式就是把電容器直接并接到單臺用電設備的同一電氣回路中，與設備同時投切。個別補償方式效果最好，但

16、電容利用率低，一般適用于容量較大的高、低壓電動機等用電設備的補償。 雖然靜電電容器有很多優(yōu)點，但是它的缺點是：使用壽命短，損壞后難以修復；其無功出力與電壓的平方成正比，這樣，當系統(tǒng)電壓降低時，需要更多的無功功率進行補償以提高系統(tǒng)的電壓時，而電容器卻因電壓低而降低了出力；反之，若系統(tǒng)不需要補償時，電容器仍然作為容性無功功率向電網(wǎng)補償，使負載電壓過分地提高，這都是不利的因素。5靜電電容器的運行與維護（1）新裝電容器的投入運行前的檢查1）應經(jīng)過交接試驗，并達到合格標準。2）布置合理，各部分連接牢靠，接地符合要求。3）接線正確，電壓應與電網(wǎng)額定電壓相符。4）放電裝置應符合規(guī)程要求，并經(jīng)過試驗合格。5）電容器組的控制、保護和監(jiān)視回路均應完善，溫度計齊全，并試驗合格，整定值正確。6）與電容器組連接的電纜、斷路器、熔斷器等電氣設備應試驗合格。7）三相間的容量應保持平衡，其誤差值不應超過一相總容量的5%。8）外觀檢查應良好，無滲漏油現(xiàn)象。9）電容器室的建筑結構和通風措施均應符合規(guī)程要求。（2）對運行中電容器組的檢查1）日常巡視檢查 應有運行值班人員進行檢查。有人值班時，每班檢查一次，無人值班時，每周檢查一次。一般在夏季室溫最高時、其他季節(jié)系統(tǒng)電壓最高時進行檢查。檢查時主要觀察電容器外殼有無膨脹、漏油痕跡，有無異常聲響和火