淺談煤礦企業節電管理

曾 健 鄧躍峰

（云南省地方煤礦設計研究院 云南 昆明 650000）

云南三年連續干旱，很多地方人畜飲水困難，水電廠發電能力明顯下降，大部分電力靠火電來滿足需求，由于火電電煤普遍供應不足，造成云南電網缺電率為40%左右，在這種情況下，云南省對一些水泥、化肥等企業實行輪停輪開，對高耗能企業實行停廠讓電。 面對如此巨大的用電缺口，政府開始實行計劃用電措施，對于重點大型企業，提倡充分挖掘節約用電潛力，出臺階梯電價，用技術手段提高電能的利用率，下面談談煤礦企業節約用電的一些方法。

1 運用無功功率補償技術，提高功率因數，以節約企業用電

無功功率補償，簡稱無功補償，在電力供電系統中起提高電網的功率因數的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環境。 無功功率補償裝置在電力供電系統中處在一個不可缺少的非常重要的位置。 合理的選擇補償裝置，可以做到最大限度的減少電網的損耗，使電網質量提高。 反之，如選擇或使用不當，可能造成供電系統電壓波動，諧波增大等諸多因素。 功率因數表示有功功率在線路中所占的比例。功率因數等于1 時，線路中沒有無功損耗。提高功率因數以減少無功損耗是這類控制器的最終目標。 常用電氣設備的功率因數除白熾燈、電阻、電熱器等接近于1 外，其他如電動機、變壓器、架空線以及電氣儀表的功率因數均小于1。 如交流異步電動機， 在空載時的功率因數只有0.2～0.3；在輕載時均為0.5；在額定負載時均為0.7～0.89。 不帶電容器的日光燈的功率因數為0.45～0.6。所以，提高用電功率因數是非常必要的，它是節約用電的一項很重要的技術措施。

配電網無功補償的主要方式有五種：變電站補償、配電線路補償、隨機補償、隨器補償、跟蹤補償。 下面以變電站主變壓器低壓側有功計算負荷為710kW，無功功率計算負荷為900kVar，為了使企業的功率因數不低于0.9，在低壓側裝設電容器進行補償， 來說明主變壓器無功功率補償前后的效果。

1.1 補償前的變壓器容量和功率因數。

變電站低壓側的視在計算負荷為：

主變壓器容量選擇條件為SN·T≥S30（2），查詢可知，未進行補償時，主變壓器的容量應選為1250kV·A,變電站低壓側的功率因數為cosφ（2）=710/900=0.62。

1.2 無功補償容量

要使低壓側功率因數由0.62 提高到0.92，低壓側需裝設的并聯電容器容量為:

QC=710×［tan（arccos0.62）－tan（arccos0.92）］=596kVar，取QC=600kVar。

1.3 補償后變壓器容量和功率因數

變電站低壓側的視在計算機負荷為：

無功補償后主變壓器的容量可選為800kV·A，變壓器的功率損失為:

△PT≈0.015 S′30（2）=0.06×770.8=11.56kW

△QT≈0.06 S′30（2）=0.06×770.8=46.25kvar，變電站高壓側的計算負荷為：

P′30（1）=710+11.56=721.56kW

Q′30（1）=（900－600）+46.25=346.25kvar

無功補償后，企業的功率因數為：

cosφ′= P′30（1） ／S′30（1）=721.56/800=0.90，這一功率因數滿足設計要求。

1.4 補償前后比較

主變壓器容量在補償后減少量為：SNT－ S′NT=1250－800=450kV·A，如以基本電費每月10 元/kV·A 計算，則每月工廠可節約基本電費為450×10=4500 元,可以看出，采用無功補償來提高功率因數，可以節省企業用電量，大大節省企業用電成本。

2 推廣使用高效節能電動機

高效節能電動機采用新設計、新工藝、新材料，全面減少電動機本身的功率損耗， 以提高電動機的效率，Y 系列電動機，在較寬的負載范圍內效率都很高，功率等級多，以55kW電動機為例， 高效電動機一般比普通電動機節電15%左右，以現在的電費計算，一年內靠省電可以收回更換電動機的費用。

3 交流異步電動機的變頻調速

交流異步電動機，由于其轉速是由電源頻率和磁極對數來決定的，所以不能改變，這樣在以風機、水泵類為拖動對象的系統中電能的浪費是巨大的，如果配上變頻器，采用交流變頻調速技術，平均可節電20%－30%，不僅可以節約電能，還可以提高電機的輸出特性，調速范圍大，平滑性能好。

4 節能型變壓器

變壓器是輸變電系統中的主要設備之一， 其數量多，容量大。 變壓器盡量考慮選擇損耗較小的節能型變壓器如S9、S10、S11 等。節能型變壓器在制造鐵芯的硅鋼片、鐵芯的制造工藝上都有較大的改進——這有利于減小變壓的空載功率損耗。 特別是近年來世界各國都在積極研究生產節能材料，變壓器的鐵芯材料已發展到現在最新的節能材料——非晶態磁性材料，非晶合金鐵芯變壓器便應運而生。 使用非晶態磁性材料制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的1／5，鐵損大幅度降低。 據統計老式變壓器的損耗占系統總量的5%左右，節電潛力大。 例如，采用冷軋硅鋼片SL7－1000/10 型變壓器取代同樣容量的熱軋硅鋼片SJL 老型號變壓器，僅空載損耗一項每年可節電（3.9－1.8）kW×8760h=18396kW·h（兩者的空載損耗分別是1.8kW 和3.9kW）,由此可見，大力推廣使用S9、S10、S11 等系列低損耗節能變壓器是節電降耗的有效途徑。

5 合理選擇導線和電纜截面

輸電線路的損耗與線路電阻有直接的關系，線路阻值越大，消耗的能量就越大，為了減少電纜上的電阻損失，可使用低阻值電纜。 導線或電纜截面與線路投資、維修、管理費用和有色金屬消耗量都成正比， 所以應綜合考慮各方面的因素，確定符合總體經濟效益的導線截面，這樣，既可以使電能損失小,又不致于過分增加線路投資。

6 推廣使用綠色照明新技術

“綠色照明”是國際上對采用節約電能、保護環境照明系統的形象性說法。 現階段，照明的質量和水平已成為衡量社會現代化程度的一個重要標志。 據中國國際照明網統計，中國照明用電已占全國電力消費總量的12%以上，并以平均每年15%的速度遞增。 以2011 年國內城市道路照明為例，如果我國城市道路照明光源的1/3 更換為高效節能的照明產品，其節約的用電量相當于一個三峽工程的發電量。 因此，綠色照明的“綠”主要體現在能夠大幅度節約照明用電，減少環境污染，促進以提高照明質量、節能降耗、保護環境為目的的照明電器新型產業的發展。

綠色照明要求人們不要簡單地認為只是節能，而要從更高層次去認識，提高到節約能源、保護環境的高度對待，這樣意義更廣泛，更深遠。 有的地區、有的單位可能認為現在電力供應不那么緊張了，照明節電不那么重要了，這種簡單地理解，就是沒有從環保的高度去認識節能，因為綠色照明提出的宗旨不只是個經濟效益問題，而更主要是著眼于資源的利用和環境保護等更大課題。 通過照明節電，從而減少發電量，即降低燃煤量（中國70%以上的發電量還是依賴燃煤獲得），以減少SO2，CO2以及氮氧化合物等有害氣體的排放，對于世界面臨環境與發展的課題，都有深遠的意義。

實施綠色照明，不能簡單地理解為提供高效節能照明器材，高效的器材是重要的物質基礎，但是還應有正確合理的照明工程設計。 高效照明器材是照明節能的重要基礎，但照明器材不只是光源，光源是首要因素，已經為人們認識，但不是唯一的，燈具和電氣附件（如鎮流器）的效率，對于照明節能的影響是不可忽視的，這點往往不為人們所注意；效優質產品比低質產品的效率可以高出50%以至100%， 足見其節能效果。

7 加強節電宣傳，提高節電意識

應采用多種方式宣傳節能、節電意義、方法、政策，提高全體職工的節電意識，從點滴做起，從身邊的小事做起，處處講節約用電，在滿足工程施工的條件下，盡量使用功率小或不使用電氣設備；合理安排作息時間，充分利用白天進行施工；編制施工方案充分考慮節約用電和重復利用措施；各種用電設備的及時停運。 新材料、新工藝、新設備的開發和利用，逐步淘汰舊的耗電量大的設備；電源設置要經濟合理，線路不超負荷使用，嚴禁超規定使用大功率用電設施，休息或收工時對可停機的要關閉電源等等；使節約用電轉變成為每個人的自覺行動，真正落到實處。

8 結語

企業用電量很大，節電潛力很大，節電的方法、途徑很多，這就需要我們加強領導，完善制度，學習和采用新技術，通過降低煤礦企業用電量，既為國家節約能源，又為企業節約成本，提高了企業的核心競爭力。