企業節約電能措施的應用

李 毅，冷鑫寧，孫海濱，賴治東

（中石化管道儲運公司，江蘇 徐州 221008）

企業節約電能的工作，可以從企業供用電系統的科學管理和技術改造這兩個方面采取措施。加強供用電系統的科學管理，主要措施有：①加強能源管理，建立管理機構和制度。②實行計劃供用電，提高電能的利用率。③實行負荷調整，“削峰填谷”，提高供電能力。④實行經濟運行方式，降低電力系統的消耗。⑤加強運行維護，提高設備的檢修質量。搞好供用電系統的技術改造，主要措施有：①逐步淘汰低效率的供用電設備，采用高效節能的用電設備。②改造現有供配電系統，降低線損。③合理地選擇供用電設備容量，或進行技術改造，提高設備的負荷率。④改革落后工藝，改進操作。⑤提高功率因數。

筆者所在單位下屬一家機械加工企業，該企業有一座中心電所，從上級變電所引入10kV，一次線為單母線分段結構，在役2臺S11-1250kVA-10/0.4kV變壓器，配置無功補償裝置,企業隨生產任務的輕重，尤其該企業有一臺大功率熱煨彎管機，負荷期間波動較大。通過對該企業生產情況和供用電情況的調查，提出了具體的節約電能措施，本文簡要介紹其中兩個主要措施，分別涉及到用電管理和技術改造這兩個方面。

1 供用電經濟運行管理措施

（1）變壓器經濟運行分析。變壓器經濟運行是指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優選取最佳運行方式和調整負載，使變壓器電能損失最低。換言之，合理地選擇運行方式，即可降低用電損耗。只要加強供、用電科學管理，無需投資，，即可達到節約電能的目的。

變壓器輸出功率隨負載率的變化而發生變化，因變壓器銅損的原因，變壓器功率損耗也隨著發生變化，損耗隨負載率發生非線性變化。因此存在著在某一負載系數條件下運行，在整個電能傳遞過程中，損耗所占的比重最低。

變壓器功率損失率ΔP%可按下式計算：

根據S11變壓器技術參數和已配置無功補償裝置的情況，選取cosφ2為0.9，在0.1～1.0之間選取不同的負載系數β，計算該變壓器的功率損耗、功率損耗率和變壓器效率，根據計算結果，可以看出：①S11型低損耗變壓器的損耗率很小，而效率都很高。變壓器效率基本在98%以上。②該類型變壓器的有功最佳負載率為0.3～0.4。③在實際工作中，當設備容量和負荷已定的條件下，變壓器可以在負載率為0.2～1的范圍內使用。當然在選用變壓器時或者負荷可以調整的情況下，應避免在低負載率0.2以下和重負載率0.8以上運行。④從變壓器的損耗角度上講，當兩臺并聯運行的同容量變壓器各自負載率在0.65附件時，則變壓器的損耗約等于一臺變壓器在β=1時的損耗。

通過對公式求導，令dη/dβ=0,求出使 η 最大的 β 值，即此時變壓器效率最高。即負荷率33.7%附近，是變壓器的經濟運行區間。從節能觀點上出發，應盡量使變壓器負載率在接近最佳負載率的情況下運行為好。

變壓器功率損失率△P%是變壓器負載系數β的二次函數。當β偏小時即變壓器輕載時，功率損失上升很快；當負載系數為βm時，功率損失最少；隨著負載的增大，功率損失緩慢有所上升，但整體升幅不大。

兩臺同型號同規格的變壓器并列運行時，每臺額定容量為SN，總負荷為S0，經濟運行的臨界負荷

當S0＜Scr時，宜于一臺變壓器運行；當S0＞Scr時，宜于兩臺變壓器運行。對于兩臺S11-1250kVA型變壓器，臨界負荷約為600kVA，I30約為 860A。

（2）經濟運行管理措施。該企業用電單位包括辦公樓、鉚焊車間、金工車間、組裝車間、熱處理車間和彎管車間等，用電設備種類較多、數量較多，有一臺用電量較大的彎管機。對企業所有用電設備進行了統計，按照需要系數法，計算出P30約2200kW、Q30約820kVar、S30約 2300kVA。分析該企業日常用電量的記錄數據，發現全年用電量并不平均，彎管機工作時一般情況下I30約為700A左右、加工最大口徑管件時I30約為1000A；其他各個車間根據生產任務的輕重I30基本上在300～1000A變動。

根據以上對變壓器經濟運行分析和企業的負荷情況，制定出合理、低能耗的經濟運行方案，供企業在變電所運行管理中實施：①生產任務輕、用電負荷少，彎管機不工作，總I30在300A左右或更低，停運一臺變壓器，減少損耗，合母聯斷路器，使用一臺變壓器為日常全部負荷供電，負載系數為0.17左右或更低。②彎管機工作，其他車間生產任務少，總I30在700～800A左右，可停運一臺變壓器，減少損耗，合母聯斷路器，使用一臺變壓器為日常全部負荷供電，變壓器處于經濟運行區間。③臨界負荷約為600KVA，I30約為860A，大于臨界負荷時適合兩臺變壓器并列運行，小于臨界負荷時適合一臺變壓器運行。④彎管機工作，其他一些車間有生產任務，總I30在1000A～1400A左右，兩臺變壓器可并列運行，I30在1200A左右時，運行損耗在最低的區間。⑤生產任務重，各個單位用電負荷都較大，同時考慮保證生產，兩臺變壓器可同時運行并分斷母聯。

2 降低供電線路損耗的技術措施

（1）無功補償基本原理。用電設備消耗的功率包括有功功率和無功功率。無功功率補償的基本原理是把具有容性功率負荷的裝置與感性功率負荷并聯接在同一電路，感性負荷所吸收的無功功率可由容性負荷輸出的無功功率中得到補償。節電的概念是用電設備消耗了補償電容器的無功功率，而不是消耗系統的無功功率。

當用電設備消耗過多無功功率時，用戶的變壓器無法提供更多的無功功率，就要汲取線路無功和降低輸出電壓，因此會引起線路上其他用戶的電壓質量降低。電壓降低同時會使用電設備的電流增加，引起有功損耗加大。

（2）應用無功補償降低線路損耗。該企業鉚焊車間有南、北兩處工作場所，其工作電源由變電所通過直埋電纜引來，北場所VV22-3*185+2*95電纜220m，南場所VV22-3*185+2*95電纜300m。對這兩個工作場所的所有用電設備的負荷類型和功率進行了統計計算，其中南場所最大負荷時Pj=132.82kW、Qj=201.88kVar、COSa=0.55，北場所最大負荷時 Pj=112.04kW、Qj=192.53kVar、COSa=0.50。

電纜交流電阻Rj的計算公式為Rj=kifk1jRθ，式中:kif為集膚效應系數，交流 50Hz、導線截面 <240mm2時，kif=1；kif為鄰近效應系數；Rθ導線直流電阻。

經過計算，鉚焊車間北場所VV22-3*185+2*95電纜220m的交流電阻Rj1=0.021Ω，鉚焊車間南場所VV22-3*185+2*95電纜300m的交流電阻Rj2=0.028Ω。

3 結語

通過對企業供用電情況的深入調查，采取技術上可行、經濟上合理的措施，在企業供用電系統的科學管理和技術改造這兩個方面下功夫，即可以消除供用電過程中的電能浪費現象，提高電能的利用率，可以不投資或少投資就能取得減少電能使用量，對于提高企業的經濟效益，具有積極的意義。