1、第九章 企业的电能节约9-1 节约用电的意义和措施9-2 电动机与变压器的节能 9-3 提高企业供电系统的功率因数一、节约用电的意义 首先，从我国电能消耗的情况来看，70%以上消耗在企业，所以企业的电能节约应特别值得重视。其次，虽然我国近几年电力行业投资较大、发展很快，但是赶不上用电（特别是企业用电和生活用电）的高速增长。第三是我国的发电效率低，电能的利用率低，存在着较严重的浪费。9-1 节约用电的意义和措施二、节约用电的措施（1）加强节电宣传，提高节电意识 我国能源工作总方针是“开发和节约并重”，“把节约放在优先位置”。企业应加强对全体员工节电的宣传，提高他们的节电意识，树立长期的节电思想。
2、（2）杜绝浪费现象我国的大中型企业具有规模大、人数多等的特点。在很多职工中浪费现象严重。例如长明灯等。因此应彻底杜绝浪费现象。（3）加强节电的科学管理 建立健全用电管理机构，落实计划用电、节约用电和降低电力消耗的各项措施。制订一套科学有效的电力管理制度。还应建立厂部、车间、班组的三级管理网络，责任落实到人。（4）合理调整电力负荷 根据供电电网的供电情况和用电部门的不同用电规律，合理地有计划地安排各用电部门的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷。充分发挥发、变电设备的供电能力。（4）合理调整电力负荷 根据供电电网的供电情况和用电部门的不同用电规律，合理地有计划地安排各用电部门的用电时间，以降低
3、负荷高峰，填补负荷低谷。充分发挥发、变电设备的供电能力。（5）不断开发节电设备 随着新材料、新工艺、新技术的不断出现，企业电气设备不断向节能、低耗方向发展。比如，目前变压器、电动机因所占比重较大，耗电量也大，所以技术人员始终不停地在开发、研制、生产节能型产品。非晶合金低损耗变压器技术、电动机变频调速技术、高效电机技术等的开发与研制也取得了可喜的成果。（6）合理选择设备容量 企业应根据所有用电负荷，科学合理的选择和配置变压器容量和台数以及经济运行方式，以提高设备的负荷率和运行效率以及使其本身损耗最小。（7）提高功率因数 无论是提高自然功率因数还是用无功补偿装置提高功率因数都可以使线路的电能损耗减
4、少、提高发、变电设备的供电能力。返回一、电动机的节能 电动机是企业中应用最广泛的电气设备之一，也是消耗电能的主要设备之一。因此，合理选择和使用电动机就显得十分重要。9-2 电动机与变压器的节能 措施方法特点合理选择电动机合理选择电动机类型、功率、以及其他技术参数，使其具备所拖动的生产机械的负荷特性。能在各种状态下稳定地工作，在经济、技术上都最佳优先选择节能电动机所谓节能电动机，就是在设计制造上全面减低电动机本身的功率损耗，以提高电动机的效率。例如Y系列节能电动机，在较宽的负载范围内效率都较高；功率等级多，可以避免大马拉小车的弊病；而且与JO2型老式电动机比具有起动转矩高、体积小、重量轻等优点合
5、理选择电动机类型若对起动、调速和制动无特殊要求的生产机械，应选择鼠笼式电动机；若重载起动的生产机械，选用鼠笼式电动机不能满足起动要求或加大功率不合理时，或调速范围不大的生产机械，且低速运行时间较短时，均选用绕线式电动机为宜；若对起动、调速和制动有特殊要求的生产机械，在交流电动机达不到要求时，可以选择直流电动机合理选择电动机功率运行实践表明，感应电动机的效率和功率因数是随负荷率的变化而变化的。因此，若选用的电动机功率合适，不但能节约电能，而且还可以提高功率因数，降低无功损耗。例如当电动机的负荷率低于40%时，可直接更换小功率的电动机合理选择电动机的机械特性根据负荷特性合理选择电动机，对于提高电动
6、机的运行时的安全可靠性和节约电能具有实际意义。只有电动机的机械特性与它所拖动的生产机械的负荷特性相匹配，才能达到即安全可靠又经济的目的一、电动机的节能一、电动机的节能 电动机是企业中应用最广泛的电气设备之一，也是消耗电能的主要设备之一。因此，合理选择和使用电动机就显得十分重要。采用节电调速利用电磁转差离合器调速效率较高、损耗小、节电效果明显利用晶闸管串级调速利用变频调速器调速提高功率因数减少电动机的空载损耗感应电动机的空载损耗主要是无功功率损耗，减少电动机的空载损耗，常用的方法是利用空载自停装置，减少有功和无功功率损耗，提高电动机的功率因数提高检修质量感应电动机的出厂时各项技术参数应该是最佳的
7、，而检修质量的好与坏对对感应电动机的功率因数影响很大。因此，确保检修质量，以达到或接近出厂时各项技术参数，就能达到节电的目的定期保养、维护电动机的维护和保养往往不被重视，以造成电动机的效率降低，损耗增加。对电动机要定期检修、经常保养、及时维修，才能使电动机始终处于最佳状态，保证其效率和功率因数维持在较高的水平续表二、变压器的节能 变压器的节能主要有两个方面，一是在选型时，应选低损耗型的变压器；二是减少变压器运行时的功率损耗。1经济运行与无功经济当量的概念 经济运行是指能使电力系统的有功损耗最小、经济效益最佳的运行方式。变压器的经济运行是指变压器（单台或多台）如何运行，本身的有功损耗最小、经济效
8、益最佳的运行方式。无功经济当量是表示供电系统多发送1kvar的无功功率时，将使供电系统增加的有功功率的千瓦数，常用表示，它与电力系统的容量、结构及计算点位置等多种因素有关。对于企业变电站，无功经济当量Kq=0.020.15；对经二级变压的企业，Kq=0.050.08；对经三级变压的企业，Kq=0.10.15。2变压器的功率损耗及其计算(1)变压器的有功功率损耗 变压器的有功功率损耗由两部分组成：1)铁心中的有功功率损耗，即铁损PFe。铁损在变压器一次绕组的外施电压和频率不变的条件下，是固定不变的，与负荷无关。铁损可由变压器空载实验测定。变压器的空载损耗Po可认为就是铁损，因为变压器的空载电流I
9、o很小，在一次绕组中产生的有功损耗可略去不计。2)有负荷时一、二次绕组中的有功功率损耗，即铜损PCu。铜损与负荷电流的平方成正比。铜损可由变压器短路实验测定。变压器的短路损耗Pk可认为就是铜损，因为变压器短路时一次侧短路电压Uk很小，在铁心中产生的有功功率损耗可略去不计。因此，变压器的有功功率损耗为(2)变压器的无功功率损耗 变压器的无功功率损耗也由两部分组成：1)用来产生主磁通即产生励磁电流的一部分无功功率，用Qo表示。它只与绕组电压有关，与负荷无关。它与励磁电流成正比，即N00100SIQ 2)消耗在变压器一、二次绕组电抗上的无功功率。额定负荷下的这部分无功损耗用QN表示。由于变压器绕组的
10、电抗远大于电阻，因此QN近似地与短路电压成正比，即因此，变压器的无功功率损耗为 在负荷计算中，SL7、SL9、S7、S9等型低损耗电力变压器的功率损耗可按下列简化公式近似计算。有功损耗 PT0.015S30 无功损耗 QT0.06S30 3一台变压器的经济运行 变压器的损耗包括有功损耗和无功损耗两部分，而其无功损耗对电力系统来说，通过Kq换算后，可等效为有功损耗，这两部分之和就是变压器的有功损耗换算值。一台变压器在负荷为S时的有功损耗换算值为变压器的经济负荷为Nqk0q0Nec.TQKPQKPSS 运行实践表明，一般电力变压器的经济负荷率为50%左右，而在考虑多方面因素的情况下，经济负荷率为7
11、0%左右比较合适。4两台变压器的经济运行 若变电站有两台型号完全相同的变压器，假设变电站的总负荷为S,可得其变压器的有功损耗换算值为 2NNqk0q0I)(SSQKPQKPP 若两台变压器并联运行时，每台承担S/2的容量，因此可以求得两台变压器有功损耗换算值为2NNqk0q0II)(2)(2SSQKPQKPP两台变压器经济运行的临界负荷 返回一、功率因数1瞬时功率因数 瞬时功率因数可由功率因数表(相位表)直接测量，亦可由功率表、电流表和电压表的读数按下式求出9-3 提高企业供电系统的功率因数UP3cos2平均功率因数 平均功率因数亦称加权平均功率因数，按下式计算2pq2q2pp11cosWWW
12、WW3最大负荷时的功率因数 最大负荷时功率因数指在年最大负荷(或计算负荷)时的功率因数，按下式计算3030cosSP “无功”从字面上看好好像是“无用”的意思，但是“无功功率”绝不是“无用功率”，它是磁场能量交换所必须的，是电感性的负载正常工作所必不可少的条件。在供电系统中许多设备是根据电磁感应原理而工作的，如变压器、电动机、感应炉等。是依靠磁场来传送和转换能量的。因此它们在运行中不仅消耗有功功率，还需要一定的无功功率，功率因数因此存在。二、提高功率因数 我国电力工业部于1996年制订的供电营业规则规定：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数应达到下列规定：100千伏安及以上高压供
13、电的用户功率因数为0.90以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上。”1提高自然功率因数 提高自然功率因数是指设法降低用电设备本身所需的无功功率，从而改善其功率因数。主要是从合理选择和使用电气设备，改善它们的运行方式以及提高对它们的检修质量等方面着手。这是提高功率因数的积极有效的方法。2功率因数的人工补偿 在企业，由于有大量的感应电动机、电焊机、电弧炉及气体放电灯等感性负荷，从而使功率因数降低。如在充分发挥设备潜力、改善设备运行性能、提高其自然功率因数的情况下，尚达不到规定的企业功率因数要求时，则需考虑人工补偿。三、静电电容器补偿方法1补偿容量的确定)ta
14、n(tan303030cPQQQ30ccPqQtantancq 附录表5列出了并联电容器的无功补偿率，可利用补偿前后的功率因数直接查出。ccqQn 在确定了总的补偿容量后，即可根据所选并联电容器的单个容量来确定电容器的个数，即 电容器及无功功率补偿电容器及无功功率补偿 2无功补偿后的总计算负荷的确定 企业装设了无功补偿装置以后，则在确定补偿装置装设地点以前的总计算负荷时，应扣除无功补偿的容量，即总的无功计算负荷为 c3030QQQ补偿后总的视在计算负荷为2C3023030QQPS 计算负荷电流为 功率因数为N30303 USI3030cosSP3.补偿方式（1）集中补偿 这种补偿方式就是把电容
15、器组集中安装在变电站的一次或二次侧母线上。集中补偿方式具有安装简便，运行可靠，利用率高等优点，因此被广泛应用。但必须装设自动控制设备，使之能随着负荷的变化而自动投切。一般适用于企业变电站的补偿。（2）分散补偿 这种补偿方式就是将电容器组分组安装在各配电室或分路出线上，它可与部分负荷的变动同时投入或切除。分散补偿方式具有补偿范围更大，效果比较好等优点。但设备投资较大，利用率不高。一般适用于补偿量小、用电设备多而分散和部分补偿容量相当大的场所。（3）个别补偿 这种补偿方式就是把电容器直接并接到单台用电设备的同一电气回路中，与设备同时投切。个别补偿方式效果最好，但电容利用率低，一般适用于容量较大的高
16、、低压电动机等用电设备的补偿。虽然静电电容器有很多优点，但是它的缺点是：使用寿命短，损坏后难以修复；其无功出力与电压的平方成正比，这样，当系统电压降低时，需要更多的无功功率进行补偿以提高系统的电压时，而电容器却因电压低而降低了出力；反之，若系统不需要补偿时，电容器仍然作为容性无功功率向电网补偿，使负载电压过分地提高，这都是不利的因素。5静电电容器的运行与维护（1）新装电容器的投入运行前的检查1）应经过交接试验，并达到合格标准。2）布置合理，各部分连接牢靠，接地符合要求。3）接线正确，电压应与电网额定电压相符。4）放电装置应符合规程要求，并经过试验合格。5）电容器组的控制、保护和监视回路均应完善
17、，温度计齐全，并试验合格，整定值正确。6）与电容器组连接的电缆、断路器、熔断器等电气设备应试验合格。7）三相间的容量应保持平衡，其误差值不应超过一相总容量的5%。8）外观检查应良好，无渗漏油现象。9）电容器室的建筑结构和通风措施均应符合规程要求。（2）对运行中电容器组的检查1）日常巡视检查 应有运行值班人员进行检查。有人值班时，每班检查一次，无人值班时，每周检查一次。一般在夏季室温最高时、其他季节系统电压最高时进行检查。检查时主要观察电容器外壳有无膨胀、漏油痕迹，有无异常声响和火花等。并对检查发现的问题应进行记录。2）定期停电检查 应每季进行一次，应检查各螺丝接点的松紧和接触情况，放电回路是否完好，风道有无积尘并清扫电容器外壳、绝缘子和支架等处的灰尘，检查外壳的保护接地线是否完好，继电保护、熔断器等保护装置是否完整可靠，断路器、馈电线等是否良好。3）特殊巡视检查在出现断路器跳闸、熔断器熔体熔断等情况后，应立即进行特殊巡视检查，即有针对性地查找原因，必要时应对电容器进行试验，在未查出故障原因之前，不得再次合闸运行。4）定期对电容器进行预防性试验按规程要求，应定期对电容器进行预防性试验，各项试验要合格。
