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(dòng)機(jī)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(guó)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(yīng)特別值得重視。其次，雖然我國(guó)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(zhǎng)。第三是我國(guó)的發(fā)電效率低，電能的利用率低，存在著較嚴(yán)重的浪費(fèi)。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(qiáng)節(jié)電宣傳，提高節(jié)電意識(shí) 我國(guó)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(yīng)加強(qiáng)對(duì)全體員工節(jié)電的宣傳，提高他們的節(jié)電意識(shí)，樹立長(zhǎng)期的節(jié)電思想。

2、（2）杜絕浪費(fèi)現(xiàn)象我國(guó)的大中型企業(yè)具有規(guī)模大、人數(shù)多等的特點(diǎn)。在很多職工中浪費(fèi)現(xiàn)象嚴(yán)重。例如長(zhǎng)明燈等。因此應(yīng)徹底杜絕浪費(fèi)現(xiàn)象。（3）加強(qiáng)節(jié)電的科學(xué)管理 建立健全用電管理機(jī)構(gòu)，落實(shí)計(jì)劃用電、節(jié)約用電和降低電力消耗的各項(xiàng)措施。制訂一套科學(xué)有效的電力管理制度。還應(yīng)建立廠部、車間、班組的三級(jí)管理網(wǎng)絡(luò)，責(zé)任落實(shí)到人。（4）合理調(diào)整電力負(fù)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(jì)劃地安排各用電部門的用電時(shí)間，以降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷。充分發(fā)揮發(fā)、變電設(shè)備的供電能力。（4）合理調(diào)整電力負(fù)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(jì)劃地安排各用電部門的用電時(shí)間，以降低

3、負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷。充分發(fā)揮發(fā)、變電設(shè)備的供電能力。（5）不斷開發(fā)節(jié)電設(shè)備 隨著新材料、新工藝、新技術(shù)的不斷出現(xiàn)，企業(yè)電氣設(shè)備不斷向節(jié)能、低耗方向發(fā)展。比如，目前變壓器、電動(dòng)機(jī)因所占比重較大，耗電量也大，所以技術(shù)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(shù)、電動(dòng)機(jī)變頻調(diào)速技術(shù)、高效電機(jī)技術(shù)等的開發(fā)與研制也取得了可喜的成果。 （6）合理選擇設(shè)備容量 企業(yè)應(yīng)根據(jù)所有用電負(fù)荷，科學(xué)合理的選擇和配置變壓器容量和臺(tái)數(shù)以及經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，以提高設(shè)備的負(fù)荷率和運(yùn)行效率以及使其本身?yè)p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(bǔ)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(shè)備的供電能力。返回一、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能 電動(dòng)機(jī)是企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的電氣設(shè)備之一，也是消耗電能的主要設(shè)備之一。因此，合理選擇和使用電動(dòng)機(jī)就顯得十分重要。9-2 電動(dòng)機(jī)與變壓器的節(jié)能 措施方法特點(diǎn)合理選擇電動(dòng)機(jī)合理選擇電動(dòng)機(jī)類型、功率、以及其他技術(shù)參數(shù)，使其具備所拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)荷特性。能在各種狀態(tài)下穩(wěn)定地工作，在經(jīng)濟(jì)、技術(shù)上都最佳優(yōu)先選擇節(jié)能電動(dòng)機(jī)所謂節(jié)能電動(dòng)機(jī)，就是在設(shè)計(jì)制造上全面減低電動(dòng)機(jī)本身的功率損耗，以提高電動(dòng)機(jī)的效率。例如Y系列節(jié)能電動(dòng)機(jī)，在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)效率都較高；功率等級(jí)多，可以避免大馬拉小車的弊病；而且與JO2型老式電動(dòng)機(jī)比具有起動(dòng)轉(zhuǎn)矩高、體積小、重量輕等優(yōu)點(diǎn)

5、合理選擇電動(dòng)機(jī)類型若對(duì)起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)無特殊要求的生產(chǎn)機(jī)械，應(yīng)選擇鼠籠式電動(dòng)機(jī)；若重載起動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械，選用鼠籠式電動(dòng)機(jī)不能滿足起動(dòng)要求或加大功率不合理時(shí)，或調(diào)速范圍不大的生產(chǎn)機(jī)械，且低速運(yùn)行時(shí)間較短時(shí)，均選用繞線式電動(dòng)機(jī)為宜；若對(duì)起動(dòng)、調(diào)速和制動(dòng)有特殊要求的生產(chǎn)機(jī)械，在交流電動(dòng)機(jī)達(dá)不到要求時(shí)，可以選擇直流電動(dòng)機(jī)合理選擇電動(dòng)機(jī)功率運(yùn)行實(shí)踐表明，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的效率和功率因數(shù)是隨負(fù)荷率的變化而變化的。因此，若選用的電動(dòng)機(jī)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(dāng)電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷率低于40%時(shí)，可直接更換小功率的電動(dòng)機(jī)合理選擇電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性根據(jù)負(fù)荷特性合理選擇電動(dòng)機(jī)，對(duì)于提高電

6、動(dòng)機(jī)的運(yùn)行時(shí)的安全可靠性和節(jié)約電能具有實(shí)際意義。只有電動(dòng)機(jī)的機(jī)械特性與它所拖動(dòng)的生產(chǎn)機(jī)械的負(fù)荷特性相匹配，才能達(dá)到即安全可靠又經(jīng)濟(jì)的目的一、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能一、電動(dòng)機(jī)的節(jié)能 電動(dòng)機(jī)是企業(yè)中應(yīng)用最廣泛的電氣設(shè)備之一，也是消耗電能的主要設(shè)備之一。因此，合理選擇和使用電動(dòng)機(jī)就顯得十分重要。采用節(jié)電調(diào)速利用電磁轉(zhuǎn)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(jí)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(dòng)機(jī)的空載損耗感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的空載損耗主要是無功功率損耗，減少電動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)的功率因數(shù)提高檢修質(zhì)量感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的出廠時(shí)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)應(yīng)該是最佳

7、的，而檢修質(zhì)量的好與壞對(duì)對(duì)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)影響很大。因此，確保檢修質(zhì)量，以達(dá)到或接近出廠時(shí)各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)，就能達(dá)到節(jié)電的目的定期保養(yǎng)、維護(hù)電動(dòng)機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)往往不被重視，以造成電動(dòng)機(jī)的效率降低，損耗增加。對(duì)電動(dòng)機(jī)要定期檢修、經(jīng)常保養(yǎng)、及時(shí)維修，才能使電動(dòng)機(jī)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(gè)方面，一是在選型時(shí)，應(yīng)選低損耗型的變壓器；二是減少變壓器運(yùn)行時(shí)的功率損耗。1經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量的概念 經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指能使電力系統(tǒng)的有功損耗最小、經(jīng)濟(jì)效益最佳的運(yùn)行方式。變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指變壓器（單臺(tái)或多臺(tái)）如何運(yùn)行，本身的有功損耗最小、經(jīng)濟(jì)

8、效益最佳的運(yùn)行方式。 無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量是表示供電系統(tǒng)多發(fā)送1kvar的無功功率時(shí)，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(jié)構(gòu)及計(jì)算點(diǎn)位置等多種因素有關(guān)。對(duì)于企業(yè)變電站，無功經(jīng)濟(jì)當(dāng)量Kq=0.020.15；對(duì)經(jīng)二級(jí)變壓的企業(yè)， Kq =0.050.08；對(duì)經(jīng)三級(jí)變壓的企業(yè)，Kq =0.10.15。 2變壓器的功率損耗及其計(jì)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(fù)荷無關(guān)。鐵損可由變壓器空載實(shí)驗(yàn)測(cè)定。變壓器的空載損耗Po可認(rèn)為就是鐵損，因?yàn)樽?/p>

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(jì)。 2) 有負(fù)荷時(shí)一、二次繞組中的有功功率損耗，即銅損PCu。銅損與負(fù)荷電流的平方成正比。銅損可由變壓器短路實(shí)驗(yàn)測(cè)定。變壓器的短路損耗Pk可認(rèn)為就是銅損，因?yàn)樽儔浩鞫搪窌r(shí)一次側(cè)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(jì)。 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(lì)磁電流的一部分無功功率，用Qo表示。它只與繞組電壓有關(guān)，與負(fù)荷無關(guān)。它與勵(lì)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(fù)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(yuǎn)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(fù)荷計(jì)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(jiǎn)化公式近似計(jì)算。 有功損耗 PT0.015S30 無功損耗 QT0.06S30 3一臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)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(duì)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(tái)變壓器在負(fù)荷為S時(shí)的有功損耗換算值為變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷為Nqk0q0Nec.TQKPQKPSS 運(yùn)行實(shí)踐表明，一般電力變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為50%左右，而在考慮

11、多方面因素的情況下，經(jīng)濟(jì)負(fù)荷率為70%左右比較合適。4兩臺(tái)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行 若變電站有兩臺(tái)型號(hào)完全相同的變壓器，假設(shè)變電站的總負(fù)荷為S,可得其變壓器的有功損耗換算值為 2NNqk0q0I)(SSQKPQKPP 若兩臺(tái)變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，每臺(tái)承擔(dān)S/2的容量，因此可以求得兩臺(tái)變壓器有功損耗換算值為2NNqk0q0II)(2)(2SSQKPQKPP兩臺(tái)變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷 返回一、功率因數(shù)1瞬時(shí)功率因數(shù) 瞬時(shí)功率因數(shù)可由功率因數(shù)表(相位表)直接測(cè)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(quán)平均功率因數(shù)，按下式計(jì)

12、算2pq2q2pp11cosWWWWW3最大負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù) 最大負(fù)荷時(shí)功率因數(shù)指在年最大負(fù)荷(或計(jì)算負(fù)荷)時(shí)的功率因數(shù)，按下式計(jì)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(chǎng)能量交換所必須的，是電感性的負(fù)載正常工作所必不可少的條件。 在供電系統(tǒng)中許多設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理而工作的，如變壓器、電動(dòng)機(jī)、感應(yīng)爐等。是依靠磁場(chǎng)來傳送和轉(zhuǎn)換能量的。因此它們?cè)谶\(yùn)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(guó)電力工業(yè)部于1996年制訂的供電營(yíng)業(yè)規(guī)則規(guī)定：“用戶在當(dāng)?shù)毓╇娖髽I(yè)規(guī)定的電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)

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(gòu)轉(zhuǎn)售電企業(yè)，功率因數(shù)為0.85以上。”1提高自然功率因數(shù) 提高自然功率因數(shù)是指設(shè)法降低用電設(shè)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(shè)備，改善它們的運(yùn)行方式以及提高對(duì)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(bǔ)償 在企業(yè)，由于有大量的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、電焊機(jī)、電弧爐及氣體放電燈等感性負(fù)荷，從而使功率因數(shù)降低。如在充分發(fā)揮設(shè)備潛力、改善設(shè)備運(yùn)行性能、提高其自然功率因數(shù)的情況下，尚達(dá)不到規(guī)定的企業(yè)功率因數(shù)要求時(shí)，則需考慮人工補(bǔ)償。三、靜電

14、電容器補(bǔ)償方法1補(bǔ)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(bǔ)償率，可利用補(bǔ)償前后的功率因數(shù)直接查出。ccqQn 在確定了總的補(bǔ)償容量后，即可根據(jù)所選并聯(lián)電容器的單個(gè)容量來確定電容器的個(gè)數(shù)，即 電容器及無功功率補(bǔ)償電容器及無功功率補(bǔ)償 2無功補(bǔ)償后的總計(jì)算負(fù)荷的確定 企業(yè)裝設(shè)了無功補(bǔ)償裝置以后，則在確定補(bǔ)償裝置裝設(shè)地點(diǎn)以前的總計(jì)算負(fù)荷時(shí)，應(yīng)扣除無功補(bǔ)償?shù)娜萘浚纯偟臒o功計(jì)算負(fù)荷為 c3030QQQ補(bǔ)償后總的視在計(jì)算負(fù)荷為2C3023030QQPS 計(jì)算負(fù)荷電流為 功率因數(shù)為N30303 USI3030cosSP3.補(bǔ)償方式（

15、1）集中補(bǔ)償 這種補(bǔ)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(cè)母線上。集中補(bǔ)償方式具有安裝簡(jiǎn)便，運(yùn)行可靠，利用率高等優(yōu)點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用。但必須裝設(shè)自動(dòng)控制設(shè)備，使之能隨著負(fù)荷的變化而自動(dòng)投切。一般適用于企業(yè)變電站的補(bǔ)償。（2）分散補(bǔ)償 這種補(bǔ)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(fù)荷的變動(dòng)同時(shí)投入或切除。分散補(bǔ)償方式具有補(bǔ)償范圍更大，效果比較好等優(yōu)點(diǎn)。但設(shè)備投資較大，利用率不高。一般適用于補(bǔ)償量小、用電設(shè)備多而分散和部分補(bǔ)償容量相當(dāng)大的場(chǎng)所。（3）個(gè)別補(bǔ)償 這種補(bǔ)償方式就是把電容器直接并接到單臺(tái)用電設(shè)備的同一電氣回路中，與設(shè)備同時(shí)投切。個(gè)別補(bǔ)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(dòng)機(jī)等用電設(shè)備的補(bǔ)償。 雖然靜電電容器有很多優(yōu)點(diǎn)，但是它的缺點(diǎn)是：使用壽命短，損壞后難以修復(fù)；其無功出力與電壓的平方成正比，這樣，當(dāng)系統(tǒng)電壓降低時(shí)，需要更多的無功功率進(jìn)行補(bǔ)償以提高系統(tǒng)的電壓時(shí)，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(bǔ)償時(shí)，電容器仍然作為容性無功功率向電網(wǎng)補(bǔ)償，使負(fù)載電壓過分地提高，這都是不利的因素。5靜電電容器的運(yùn)行與維護(hù)（1）新裝電容器的投入運(yùn)行前的檢查1）應(yīng)經(jīng)過交接試驗(yàn)，并達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)。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(yīng)與電網(wǎng)額定電壓相符。4）放電裝置應(yīng)符合規(guī)程要求，并經(jīng)過試驗(yàn)合格。5）電容器組的控制、保護(hù)和監(jiān)視回路均應(yīng)完善，溫度計(jì)齊全，并試驗(yàn)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(shè)備應(yīng)試驗(yàn)合格。7）三相間的容量應(yīng)保持平衡，其誤差值不應(yīng)超過一相總?cè)萘康?%。8）外觀檢查應(yīng)良好，無滲漏油現(xiàn)象。9）電容器室的建筑結(jié)構(gòu)和通風(fēng)措施均應(yīng)符合規(guī)程要求。（2）對(duì)運(yùn)行中電容器組的檢查1）日常巡視檢查 應(yīng)有運(yùn)行值班人員進(jìn)行檢查。有人值班時(shí)，每班檢查一次，無人值班時(shí)，每周檢查一次。一般在夏季室溫最高時(shí)、其他季節(jié)系統(tǒng)電壓最高時(shí)進(jìn)行檢查。檢查時(shí)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