企业节约电能措施的应用

2012-08-24冷鑫宁孙海滨赖治东

时代农机 2012年11期

李毅，冷鑫宁，孙海滨，赖治东

（中石化管道储运公司，江苏徐州 221008）

企业节约电能的工作，可以从企业供用电系统的科学管理和技术改造这两个方面采取措施。加强供用电系统的科学管理，主要措施有：①加强能源管理，建立管理机构和制度。②实行计划供用电，提高电能的利用率。③实行负荷调整，“削峰填谷”，提高供电能力。④实行经济运行方式，降低电力系统的消耗。⑤加强运行维护，提高设备的检修质量。搞好供用电系统的技术改造，主要措施有：①逐步淘汰低效率的供用电设备，采用高效节能的用电设备。②改造现有供配电系统，降低线损。③合理地选择供用电设备容量，或进行技术改造，提高设备的负荷率。④改革落后工艺，改进操作。⑤提高功率因数。

笔者所在单位下属一家机械加工企业，该企业有一座中心电所，从上级变电所引入10kV，一次线为单母线分段结构，在役2台S11-1250kVA-10/0.4kV变压器，配置无功补偿装置,企业随生产任务的轻重，尤其该企业有一台大功率热煨弯管机，负荷期间波动较大。通过对该企业生产情况和供用电情况的调查，提出了具体的节约电能措施，本文简要介绍其中两个主要措施，分别涉及到用电管理和技术改造这两个方面。

1 供用电经济运行管理措施

（1）变压器经济运行分析。变压器经济运行是指在传输电量相同的条件下，通过择优选取最佳运行方式和调整负载，使变压器电能损失最低。换言之，合理地选择运行方式，即可降低用电损耗。只要加强供、用电科学管理，无需投资，，即可达到节约电能的目的。

变压器输出功率随负载率的变化而发生变化，因变压器铜损的原因，变压器功率损耗也随着发生变化，损耗随负载率发生非线性变化。因此存在着在某一负载系数条件下运行，在整个电能传递过程中，损耗所占的比重最低。

变压器功率损失率ΔP%可按下式计算：

根据S11变压器技术参数和已配置无功补偿装置的情况，选取cosφ2为0.9，在0.1～1.0之间选取不同的负载系数β，计算该变压器的功率损耗、功率损耗率和变压器效率，根据计算结果，可以看出：①S11型低损耗变压器的损耗率很小，而效率都很高。变压器效率基本在98%以上。②该类型变压器的有功最佳负载率为0.3～0.4。③在实际工作中，当设备容量和负荷已定的条件下，变压器可以在负载率为0.2～1的范围内使用。当然在选用变压器时或者负荷可以调整的情况下，应避免在低负载率0.2以下和重负载率0.8以上运行。④从变压器的损耗角度上讲，当两台并联运行的同容量变压器各自负载率在0.65附件时，则变压器的损耗约等于一台变压器在β=1时的损耗。

通过对公式求导，令dη/dβ=0,求出使 η 最大的 β 值，即此时变压器效率最高。即负荷率33.7%附近，是变压器的经济运行区间。从节能观点上出发，应尽量使变压器负载率在接近最佳负载率的情况下运行为好。

变压器功率损失率△P%是变压器负载系数β的二次函数。当β偏小时即变压器轻载时，功率损失上升很快；当负载系数为βm时，功率损失最少；随着负载的增大，功率损失缓慢有所上升，但整体升幅不大。

两台同型号同规格的变压器并列运行时，每台额定容量为SN，总负荷为S0，经济运行的临界负荷

当S0＜Scr时，宜于一台变压器运行；当S0＞Scr时，宜于两台变压器运行。对于两台S11-1250kVA型变压器，临界负荷约为600kVA，I30约为 860A。

（2）经济运行管理措施。该企业用电单位包括办公楼、铆焊车间、金工车间、组装车间、热处理车间和弯管车间等，用电设备种类较多、数量较多，有一台用电量较大的弯管机。对企业所有用电设备进行了统计，按照需要系数法，计算出P30约2200kW、Q30约820kVar、S30约 2300kVA。分析该企业日常用电量的记录数据，发现全年用电量并不平均，弯管机工作时一般情况下I30约为700A左右、加工最大口径管件时I30约为1000A；其他各个车间根据生产任务的轻重I30基本上在300～1000A变动。

根据以上对变压器经济运行分析和企业的负荷情况，制定出合理、低能耗的经济运行方案，供企业在变电所运行管理中实施：①生产任务轻、用电负荷少，弯管机不工作，总I30在300A左右或更低，停运一台变压器，减少损耗，合母联断路器，使用一台变压器为日常全部负荷供电，负载系数为0.17左右或更低。②弯管机工作，其他车间生产任务少，总I30在700～800A左右，可停运一台变压器，减少损耗，合母联断路器，使用一台变压器为日常全部负荷供电，变压器处于经济运行区间。③临界负荷约为600KVA，I30约为860A，大于临界负荷时适合两台变压器并列运行，小于临界负荷时适合一台变压器运行。④弯管机工作，其他一些车间有生产任务，总I30在1000A～1400A左右，两台变压器可并列运行，I30在1200A左右时，运行损耗在最低的区间。⑤生产任务重，各个单位用电负荷都较大，同时考虑保证生产，两台变压器可同时运行并分断母联。

2 降低供电线路损耗的技术措施

（1）无功补偿基本原理。用电设备消耗的功率包括有功功率和无功功率。无功功率补偿的基本原理是把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，感性负荷所吸收的无功功率可由容性负荷输出的无功功率中得到补偿。节电的概念是用电设备消耗了补偿电容器的无功功率，而不是消耗系统的无功功率。

当用电设备消耗过多无功功率时，用户的变压器无法提供更多的无功功率，就要汲取线路无功和降低输出电压，因此会引起线路上其他用户的电压质量降低。电压降低同时会使用电设备的电流增加，引起有功损耗加大。

（2）应用无功补偿降低线路损耗。该企业铆焊车间有南、北两处工作场所，其工作电源由变电所通过直埋电缆引来，北场所VV22-3*185+2*95电缆220m，南场所VV22-3*185+2*95电缆300m。对这两个工作场所的所有用电设备的负荷类型和功率进行了统计计算，其中南场所最大负荷时Pj=132.82kW、Qj=201.88kVar、COSa=0.55，北场所最大负荷时 Pj=112.04kW、Qj=192.53kVar、COSa=0.50。

电缆交流电阻Rj的计算公式为Rj=kifk1jRθ，式中:kif为集肤效应系数，交流 50Hz、导线截面 <240mm2时，kif=1；kif为邻近效应系数；Rθ导线直流电阻。

经过计算，铆焊车间北场所VV22-3*185+2*95电缆220m的交流电阻Rj1=0.021Ω，铆焊车间南场所VV22-3*185+2*95电缆300m的交流电阻Rj2=0.028Ω。