曹明祥 唐飘逸 王秀敏 许见诚 潘雄

(广州华立科技职业学院 广东广州 511325)

1 企业节电的意义

1.1 节能减排

我国电力工业发展的方向是节能减排，积极实施一特四大战略，实现高度自动化，开展“西电东送”“南北互供”工程，发展联合电力系统[1]。节能减排，是人类与自然的约定，企业与社会的约定，人民个体与整体的约定，也是维系人类文明可持续发展的强大动力。目前，我国能源总消耗在不断攀升，主要表现为电力供应紧张，致使工业生产开工不足，成为社会经济发展的重大瓶颈。因此，我国确定把能源建设作为战略重点之一，并在加强能源开发的同时，更好地提高能源利用的经济效果，降低能源的消耗[2]。

目前，我国以火力发电为主，其发电量占全国总发电量的70%以上。火力发电的燃料主要是煤炭，而煤炭在精炼或燃烧过程中，会产生大量的烟雾和粉尘，“三废”对环境会造成严重的污染。尾气中SO2的排放量比较高，3%的SO2直接氧化为SO3，它们在高空中被雨水冲刷，容易形成酸雨[3]。酸雨能强烈地腐蚀建筑物，导致土壤和水质酸化，粮食减产，草木枯萎。所以，节约用电能够减少污染，改善人们的生存环境。

1.2 降低企业成本

电费已经成为中国企业最主要的能耗成本,而能耗成本直接决定企业的生产成本；最重要的一点是，在控制电量方面的投资已经成为企业的高回报投资，企业将因为节电控制而最终得到≥50%的高额回报。并且这种节电投资所获得的规模效益相对于其他投资方式更为稳妥、风险更低[4]。因此，注重电费的节省支出，降低成本，是企业大势所趋。

2 企业节省电费支出的途径

2.1 大宗工业用电的电费计算方法

我国大宗工业用电采用两部分电费制：一部分电费叫基本电费，是按所装用的主变压器容量计费的；另一部分电费叫电量电费，是按每月实际所用有功电能的电度数计费的；而且总的电费还要依据月平均功率因数乘上一个调整系数，并代征有关三峡工程建设费用、水库移民费用和城市建设附加费。其具体计算公式如下：电费＝基本电费＋电量电费＋力率调整电费＋代征费用（三峡工程建设基金、水库移民后期扶持资金、城市建设附加费）。

其中：（1）基本电费＝变压器容量×容量基本电价（或最大需量×需量基本电价）；（2）电量电费＝结算电量×电量电价；（3）力率调整电费=(基本电费＋电量电费)×功率因数±百分比。

2.2 企业节省电费支出的方法

从以上电费计算方式可以看出，影响电费高低的因素有：变压器容量、基本电费结算方式、用电量、电量电价、功率因素等。从而得出减少电费支出的方法有（1）选择合适的变压器容量和基本电费结算方式，减少基本电费的支出；（2）采用高效节能的电气设备和先进的节能技术，减少用电量；（3）做好供配电系统的设计，选用合适的电压等级供电，降低电量电价；（4）科学管控，合理安排工期，利用分时电价政策，平峰填谷；（5）加强无功补偿，提高功率因数，控制力率调整的奖惩。

3 对策实施

3.1 选择合适的变压器容量和基本电费结算方式

大宗工业用户基本电费的结算方式，可以按变压器容量（含高压电动机）计费，也可以按最大需量计费，两种计费可以由用户自主选择。按变压器容量计算基本电费时，计费容量为变压器容量与高压配电母线上高压电动机容量的总和。因此，必须选择合适的变压器容量，容量选得越大，基本电费支出越多。按最大需量计算基本电费时，计费容量为供电部门安装的最大需量表记录的最大需量；若客户的最大需量低于变压器容量（含高压电动机）的40%时，则按变压器容量（含高压电动机）的40%确定需量，并计算基本电费。

停产期间要及时向电力部门申报暂停或减容。采用10 kV 供电的用户，变压器的总容量是按所有车间变压器的容量和高压电动机容量相加而得。停产期间很多的车间变压器可能退出运行，只留下办公用电和检修电源，因此变压器的总容量就会减小。不管采用哪种方式计算基本电费，都应及时向电力部门报停一部分车间变压器，可以降低基本电费的支出。

“按容量”或“按需量”计费基本电费，两种方式的区别在于，“按容量”方式的基本电价低于“按需量”方式。以湖南省衡东县为例，按变压器容量，基本电价为20元/kVA；按最大需量，基本电价为30元/kVA，若要合理确定计费方式，需先明确两者的分界点。按公式20S=30Pmax，求得Pmax=0.666S，由此可见，当实际最大需量达到用电变压器总容量的66.6%时，“按容量”和“按需量”这两种方式的基本电费相当；这是计费方式确定的分界点。当实际最大需量超过总容量的66.6%时，选择“按容量”计费较为经济；反之，低于66.6%时，选择“按需量”计费较为经济。湖南有色衡东氟化学有限公司的变压器容量为7 300 kVA,最大需量大约3 200 kVA（需用占比43.8%），如果按第一种方法计算，每月基本电费是7 300×20=146 000元；如果按第二种方法计算，每月基本电费是96 000元。两种方法比较：采用最大需量计算，每月节省电费支出5万元，一年可节省基本电费60 万元。因此，企业要根据生产情况，及时调整基本电费的结算方式。

3.2 采用高效节能的电气设备

逐步淘汰现有低效率的供用电设备，采用高效率的节能变压器、节能电机、节能灯具等取而代之，是节能的一项基本措施，其经济效益十分明显。以电力变压器为例，采用冷轧硅钢片的新型低损耗变压器，其空载损耗比原来采用热轧硅钢片的老型号变压器低30%～40%左右；又如电动机，新的Y 系列电机与老型号的JO2系列电机相比，效率又提高了0.413%；采用高效电光源，提高光源的效率。在同样照度下，节能灯可节省80%的电量，我国近年生产的一种涂盖稀土元素的节能荧光灯，其9 W的照度相当于60 W普通白炽灯的照度，而使用寿命又比普通白炽灯长2 倍以上。高效节能的电气设备具有良好的性价比，正成为用户的理想选择[5]。

3.3 加装专门的节电控制装置

专用的节电控制装置如节电宝、智能马达节电装置、无载自停装置等。这类设备是通过检测设备的工作状态、适应负荷变化，减少损耗来达到节电目的。例如“节电宝”，通过检测用电设备的工作状态，经过CPU逻辑判断和运算，调节输出电压和电流的大小，使之与负载的状态相匹配，达到节电的效果。对于空载和轻载的电动机而言，电压可降低20%、电流可降低30%，使电机的铁损和铜损大大降低。在交流电焊机上加装“无载自停装置”[6]，可以减少空运时间，平均每台一年可节约1 000 kWh。适当降低照明系统的电源电压。照明电压一般允许有±5%的偏差，车间和厂房的照明系统可以接到交流稳压器或者自耦调压变后面，将调压器的输出电压降低5%～10%左右，既可以延长灯泡的使用寿命，又节约了电能。也可以采用2 个灯泡串联的方式，形成鸳鸯灯照明。生产现场的车间、厂房、路灯、卫生间、办公室走廊等公共场所的照明，可以采用日光控制、时间控制、照度控制等。此种方法投资小、适用性广、针对性强，是企业节电改造的一条途径。

3.4 采用先进的变频调速技术

20 世纪80 年代末，变频调速技术进入实用的阶段，并且迅速地推广普及。它具有与直流电动机相媲美的调速性能，调速范围宽，静态精度高。此外，它还有高效节能的优势。采用变频调速时，电动机的转速下降，输出功率也随之下降，达到节电降耗的目的。它还可以降低轴承磨损，使泵端系统密封良好，电动机故障率大大降低，延长设备的使用周期，减少维护工作量，节约大量的人力资源，变频技术是国内外广泛使用并已成熟的通用节电技术[7]。据有关资料介绍：变频调速在风机、水泵上的节电效果最好，可以达到20%～70%；在起重机械上的节电可以达到30%～60%；龙门刨床上可以达到20%～40%。一般1～2 年左右便可以收回投资。

3.5 改造供配电系统，降低线损

对现有不尽合理的供配电系统进行技术改造，降低线损。例如：迂回配电的线路，改为直配线路；绝缘破损、漏电较大的导线换新；截面积较小的导线加大，降低线路的电阻；或者将配电系统的电压升高；改变配电所的地址，更加接近负荷的中心。这些措施，可以有效降低线损，收获节电效果[8]。

3.6 尽量选择较高的供电电压等级

企业的供电电压等级一般是380 V、10 kV、35 kV、110 kV这4个等级。按照供电容量的大小，分为：小型工厂、中型工厂、大型工厂。小型工厂的供电容量≤1 000 kVA，一般采用10 kV 供电（小于250 kW 时，直接采用低压进线）；中型工厂的供电容量在1 000～10 000 kVA 之间，一般采用10 kV 供电，也有35 kV 供电；大型工厂的供电容量≥10 000 kVA，一般采用35 kV 或110 kV 供电。企业在选择电压等级时，应当尽可能选择电压等级高的供电电源，因为电压等级高，电价越便宜。同理，如果企业本身有2个电压等级供电时，应尽量采用高电压的电源。以北京市大宗工业用电为例，35 kV的电量电价是0.614 6元/kWh,10 kV的是0.634 6元/kWh，便宜0.02元/kWh。如果企业一个月的用电量是200 万kWh，如此每个月就可以节约电费4 万元，一年就可以节约电费48万元。

3.7 合理利用分时电价政策

企业要根据供电系统分时电价尖、峰、平、谷时间段的分布，再根据本单位各个岗位的不同用电规律，合理地、有计划地安排和组织生产，调整生产班次，将部分辅助设备用电转移到低谷时段使用，平峰填谷，降低负荷高峰，填补负荷低谷。工厂内部调整负荷的办法有：（1）错开各车间的上下班时间、午休时间和进餐时间，使高峰负荷分散；（2）调整厂内大容量设备的用电时间，避开高峰时间段；（3）调整各车间的生产班次和工作时间，实行高峰让电。通过科学管控，合理调度，可以降低电费的支出。

3.8 提高功率因数

有功功率与视在功率的比值称为功率因数，用COSφ 表示。功率因数COSφ 不仅对本企业乃至整个电力系统都是一个具有代表性的经济指标。功率因数太低，会降低发、输、变、配电设施的供电能力，导致发电机出力不足，使电网损耗增加（电能损失与COSφ的平方成反比），电压损失增大。按照《供用电规则》及《电力设计规程》的规定，高压供电的用户必须：COSφ≥0.9，其他用户≥0.85。功率因数高于考核标准值时，将按照对应增减率减少相应电费；功率因数低于考核标准值时，将按照对应增减率增加相应电费。一般每低0.01，则电费增加0.5%。从节约电费的角度出发，必须想办法提高企业的COSφ，提高功率因数的办法如下。

3.8.1 提高自然功率因数

工厂无功功率主要消耗在电动机和变压器中，一般感应电机占70%，变压器占20%，因此提高自然功率因数的主要措施有：（1）合理选择感应电动机的容量，避免低负荷运行；（2）改变感应电动机绕组的接线方式。例如：Δ 接线改为Y 形接线；（3）绕线式电机同步化运行，或者将同容量的同步电机代替感应式电机。（4）合理选择变压器的容量，提高变压器的负荷率（一般变压器负荷率在75%～80%比较合适），变压器的负荷率越低，功率因数越差，平均负荷率达不到30%的变压器，适当更换小容量的变压器[9]。

3.8.2 人工补偿

人工补偿的方法有静态补偿和动态补偿两种。其中，静态补偿又可以分为同步调相机补偿和并联电容器补偿。从基建投资、有功损耗、运行维护方面衡量，采用同步调相机都是不合算的。所以，很少采用同步调相机补偿。相反，静电电容器补偿具有投资少，有功功率损耗小，运行维护方便，故障范围小，组装方便、灵活等优点，在国内外工矿企业被广泛采用。静电补偿电容器的安装位置有：单独就地补偿、分组补偿、集中补偿3种，理论上认为无功功率应尽可能就地补偿，这样补偿的效果最好，但工厂普遍采用低压集中补偿和高压集中补偿。另外，对于快速变动的动态无功，目前普遍采用SVC补偿。

3.8.3 企业还应当做好无功功率的管理

一般工厂采用静电电容器进行无功补偿，如果采用分组补偿（一般是3组），并且是手动投切时，必须要注意全厂负荷的变化，及时调整补偿电容器的容量，不要出现过补偿，导致功率因数角超前，向电网反送无功。特别是全厂停产期间，更加要注意退出补偿电容器组，避免出现过补偿而导致被电力部门高额罚款。

4 结语

综上所述，企业节省电费支出的方法很多，只要加强管理，提高科技水平，就一定有良好的回报。要从管理制度上分解指标，削峰填谷；改造线路和设备，提高装备水平；采用新设备、新技术等多方面入手进行节能降耗工作。节电不仅关系到企业自身的利益，而且也是全社会的责任，需要每个企业共同参与。只有这样才能降低自身的生产成本，拓展企业的利润空间并促进资源节约型社会的可持续发展。