常用電氣設(shè)備的節(jié)電研究

【摘要】 通過對主要用電設(shè)備電動機、變壓器發(fā)展趨勢描述，對電機系統(tǒng)節(jié)能潛力進行分析，提出節(jié)電的主要措施，特別對風(fēng)機水泵類負荷，調(diào)速節(jié)電的意義和效果作了詳細闡述。本文對電動機及變壓器經(jīng)濟運行，從技術(shù)節(jié)電、管理節(jié)電兩大方面進行了分析并提出措施。

【關(guān)鍵詞】 電氣 電動機 變壓器 節(jié)電 措施

前言

目前國內(nèi)生產(chǎn)的主要是Y系列三相異步電動機，年產(chǎn)量占電動機總產(chǎn)量的3/4。我國正在對上述電動機能效標準進行修訂，其中包括：電動機配套設(shè)備能效標準，電動機系統(tǒng)經(jīng)濟運行管理標準，變頻調(diào)速和調(diào)壓節(jié)能產(chǎn)品標準等。改進電機系統(tǒng)的設(shè)計，組織編制實施電機系統(tǒng)優(yōu)化配置的設(shè)計規(guī)范及標準。研究電機產(chǎn)品能效標識制度和高效電機產(chǎn)品認證制度，實施電機系統(tǒng)強制性淘汰更新制度，高能耗機電產(chǎn)品強制性淘汰制度。以便能夠更多地節(jié)約電能。

電氣設(shè)備節(jié)能主要措施

1.電機系統(tǒng)節(jié)能主要內(nèi)容措施

1.1國家發(fā)改委提出的十大重點節(jié)能工程，其中電機系統(tǒng)節(jié)能的主要內(nèi)容是：

1.1.1更新淘汰低效電動機及高耗電設(shè)備：推廣高效節(jié)能電動機、稀土永磁電動機，高效風(fēng)機、泵、壓縮機，高效傳動系統(tǒng)等。對老舊設(shè)備更新改造，重點是高耗電中小型電機及風(fēng)機、泵類系統(tǒng)的更新改造及定流量系統(tǒng)的合理匹配。

1.1.2提高電機系統(tǒng)效率：推廣變頻調(diào)速、永磁調(diào)速等先進電機調(diào)速技術(shù)，改善風(fēng)機、泵類電機系統(tǒng)調(diào)節(jié)方式，逐步淘汰閘板、閥門等機械節(jié)流調(diào)節(jié)方式。重點對大中型變工況電機系統(tǒng)進行調(diào)速改造，合理匹配電機系統(tǒng)，消除“大馬拉小車”現(xiàn)象。

1.1.3被拖動裝置控制和設(shè)備改造：以先進的電力電子技術(shù)傳動方式改造傳統(tǒng)的機械傳動方式，逐步采用交流調(diào)速取代直流調(diào)速。采用高新技術(shù)改造拖動裝置，重點是電機總?cè)萘?0萬千瓦以上大型企業(yè)的示范改造等。

1.1.4優(yōu)化電機系統(tǒng)的運行和控制：推廣軟啟動裝置、無功補償裝置、計算機自動控制系統(tǒng)等，通過過程控制合理配置能量，實現(xiàn)系統(tǒng)經(jīng)濟運行。

1.2電能轉(zhuǎn)換為機械能的合理化

電動機類型應(yīng)在滿足電動機安全、起動、制動、調(diào)速等方面要求的情況下，合理選擇節(jié)能型電機。

恒速負荷連續(xù)運行，功率在250kW及以上，宜采用同步電動機。功率在200kW及以上，宜采用高壓電動機。

除特殊負載需要外，一般不宜選用直流電動機。對交流電機采用變頻調(diào)速與直流機調(diào)速相比，具有更高的效率和更大的轉(zhuǎn)動慣量，同時具有維護方便，總體造價低的優(yōu)勢；不僅可以實現(xiàn)平滑無級調(diào)速，而且快速性能好，功率因數(shù)高。

電動機功率選擇，應(yīng)根據(jù)負載特性和運行要求合理選擇，使電動機工作在經(jīng)濟運行范圍內(nèi)。

當異步電動機采取更換、改造或調(diào)壓節(jié)電措施時，需經(jīng)綜合功率與節(jié)約功率計算及起動轉(zhuǎn)距、過載能力的校驗后，在滿足機械負載要求的條件下、使電動機工作在經(jīng)濟運行范圍內(nèi)。

對機械負載經(jīng)常變化的電氣傳動系統(tǒng)，應(yīng)采用調(diào)速運行的方式加以調(diào)節(jié)。調(diào)速運行的方式選擇，應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的特點和條件，通過安全、技術(shù)、經(jīng)濟、運行維護等方面綜合經(jīng)濟分析比較后確定。

在安全、經(jīng)濟合理的條件下，對異步電動機采取就地補償無功功率，提高功率因素，降低線損，達到經(jīng)濟運行。

功率在50kW及以上的電動機，應(yīng)單獨配置電壓表，電流表、有功電能表等計量儀表，以便監(jiān)測與計量電動機運行中的有關(guān)參數(shù)。

對交流電氣傳動系統(tǒng)，應(yīng)在滿足工藝要求、生產(chǎn)和運行可靠前提下，通過科學(xué)管理及技術(shù)改進，使電氣傳動系統(tǒng)中的設(shè)備、管網(wǎng)及負載相匹配，達到系統(tǒng)經(jīng)濟運行，提高系統(tǒng)電能利用率。

由以上理論可知這三個參數(shù)都與電動機的轉(zhuǎn)速有關(guān)：風(fēng)量（水量）與轉(zhuǎn)速成正比、風(fēng)壓（水壓）與轉(zhuǎn)速的平方成正比、軸功率與轉(zhuǎn)速的立方成正比。

例如：當轉(zhuǎn)速下降到60%時，風(fēng)量（水量）也下降到60%，而軸功率將以其三次方的速率下降到22%，也就是減少電動機額定功率78%運行。一般用于風(fēng)機、水泵傳動的低壓電動機數(shù)量多，采用變頻調(diào)速節(jié)能效果顯著；而高壓電動機雖然數(shù)量少，但由于高壓電動機單機容量大，一般都在200kW以上乃至數(shù)百、數(shù)千千瓦，故節(jié)能潛力也更大。

2.變壓器經(jīng)濟運行節(jié)電措施

2.1變壓器經(jīng)濟運行的條件與方式可分為以下幾個方面：

2.1.1有備用變壓器的變電所，選擇技術(shù)特性好的變壓器運行。技術(shù)特性差的變壓器備用。

2.1.2并列運行的變壓器應(yīng)優(yōu)選最佳組合經(jīng)濟運行。

2.1.3按變電所負載變化規(guī)律，選擇變壓器運行臺數(shù)經(jīng)濟運行。

2.1.4負載波動大常年運行的變壓器，可增設(shè)小容量的變壓器作為調(diào)節(jié)；或配置兩臺不等容量的變壓器分列運行。

2.1.5相鄰分列運行的變壓器輕載時，可選擇共用的運行方式。

2.1.6設(shè)計選配、淘汰更新時，要根據(jù)變壓器自身的技術(shù)參數(shù)計算結(jié)果確定變壓器經(jīng)濟運行方式和經(jīng)濟運行區(qū)。

2.1.7變壓器與供電線路的優(yōu)化組合，調(diào)整負載避峰填谷實現(xiàn)變壓器經(jīng)濟運行。

2.1.8改善外部條件實現(xiàn)變壓器經(jīng)濟運行，包括提高變壓器負載側(cè)功率因數(shù)；降低運行溫度；避免變壓器超負荷運行。一般變壓器的運行溫度每下降1℃，功率損耗下降0.32%。

2.1.9調(diào)整變電所之間的變壓器，改善特性達到經(jīng)濟運行。

2.1.10調(diào)整變電所之間的負載，合理再分配達到經(jīng)濟運行。

2.1.11對需多級降壓的變配電所，優(yōu)先選擇大變比的變壓器或三線圈變壓器。

2.2變壓器經(jīng)濟運行內(nèi)涵

變壓器經(jīng)濟運行是運行最佳組合以及負載調(diào)整的優(yōu)化、改善變壓器運行條件等技術(shù)措施；達到充分發(fā)揮變壓器效能，最大限度地降低變壓器的電能損耗和提高電源側(cè)的功率因數(shù)。該項技術(shù)很少投資，是向技術(shù)智能挖潛、向科學(xué)管理挖潛、實施內(nèi)涵節(jié)電的綜合技術(shù)。運行的變壓器數(shù)量多、容量大，

結(jié)語

由于電機和變壓器等電氣設(shè)備應(yīng)有范圍廣泛，數(shù)量巨大，采用節(jié)電設(shè)備和技術(shù)加速電機和變壓器淘汰更新，對于我國的節(jié)能減排工作具有重大的意義。對拉動經(jīng)濟也同樣具有積極作用。

（作者單位：吉林省磐石市吉林吉恩鎳業(yè)股份有限公司冶煉廠）