淺談企業電力用戶節能技術應用

蔡耀星

（廣東電網公司佛山供電局，佛山三水，528100）

0 引言

我國經濟快速增長，工業化和城市化進程加快，對電力能源的消費需求增長巨大，但電力開發不是無止境的，全球的能源無法支持無限度的能源消耗，在資源越來越匱乏，能源安全形勢日趨嚴峻的今天，必須大力開展節電工作。

1 用戶側節能主要技術措施

1.1 合理選擇節能型變壓器

電網降損節能的重要措施之一是合理選擇變壓器容量，如果選擇的變壓器容量過大,就會形成“大馬拉小車”的現象，使變壓器長期處于輕載的狀態，不僅僅增加設備投資,而且還會使無功損失增加；目前大工業是按變壓器容量計收基本電費，變壓器容量過大會增加企業基本電費的支出。如果變壓器容量選擇過小,將會使變壓器長期處于過負荷狀態,銅損增長，且容易燒毀變壓器。在實際應用中,我們可以根據企業不同的生產班制及負荷曲線，按年電能損耗最小法選擇變壓器，該方法以年電能損耗最小為原則，從節能角度看較合理，變壓器容量按在正常使用時負荷和最高經濟負荷之間進行選擇。一班制生產企業，選擇變壓器容量可按正常使用負荷并略留裕量；二班間斷和三班間斷生產企業，選擇變壓器容量可分別按正常使用負荷高一級和高二級左右的容量選擇；三班連續制生產企業，選擇變壓器容量可按最經濟負荷選擇。由于該方法只考慮年電能最小損耗，還未考慮其他影響因數，還不夠全面。綜合考慮裝設變壓器投資并按變壓器年電能損耗最小和最低運行費用來確定變壓器容量，才是經濟合理的。

1.2 采用無功補償，提高功率因數

目前工廠企業大部份負荷為感性負荷，功率因數較低，為改善功率因數，降低電網損耗，需采用無功補償措施。經無功補償后，設備功率因數cosΦ2大于補償前功率因數cosΦ1，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ1/cosΦ2）×100%可得出提高功率因數后，線損率也下降了。目前，供電部門一般采用功率因數考核與用戶電費支出相掛鉤的辦法，鼓勵用戶提高功率因數。因此提高功率因數不僅可以降低線路的損耗，而且對減少電費支出也是立桿見影的。

無功補償通常有以下幾種方式：①集中補償：在高低壓配電線路中安裝電容器組；②分組補償：在配電變壓器低壓出線柜側安裝并聯補償電容器；③單臺電動機就地補償：在單臺電動機處安裝并聯電容器等。

第三種補償方式，因電動機與電容器直接并聯，同時投入或停用，克服了集中補償和分組補償的缺點，實現無功就地補償，可使無功不倒流，同時降低了電動機起動電流，減少接觸器的火花，延長電動機與控制設備的使用壽命，是一種較為完善的補償方式。

確定無功補償容量時，應注意以下兩點：

①分組補償應裝設自動投設裝置，在變壓器輕載時避免過補償。

②功率因數一般提高到0.95較為合理，由于功率因數越高，每千乏補償容量對減少設備損耗的作用將變小。

1.3 電機加裝變頻器，以達到節能效果

交流電動機以其結構簡單，運行可靠、使用方便在企業中得到廣泛應用，但是它有一個缺點，即難以實現調速運行，大多數由電動機驅動的設備，如風機、水泵等，常要求輸出的流量能隨時變化或自動調節，目前常靠控制截門和閘板來進行節流調節，造成大量的節流損失。應用變頻技術可以方便地實現交流電動機的變速運行，這是因為三相電動機旋轉磁場的轉速與電源頻率成正比，因而轉子的轉速也隨著電源頻率而變化，變頻器可使輸入三相50Hz的交流電輸出為0.2-400Hz交流電，供交流電動機實現調速，實際使用表明，水泵、風機采用變頻調節可節電30%以上，綜合動力設備可節電50%以上。

1.4 照明系統節電改造

照明系統節電改造主要有兩種方式，一種是更換為節能燈具，另外一種是安裝照明節電器，其中安裝照明節電器的節電效果受更換燈具的影響不大，主要是通過降壓來實現節電。

1.5 空調系統節電改造

空調系統節電改造主要有兩種節電方式，一種是更換變頻空調，該方式節能效果明顯，但需更換空調系統，成本較高；另一種方式是通過優化壓縮機運行時間來進行節能，通過優化壓縮機運行曲線，充分利用制冷設備剩余冷量來提高制冷效率。

2 節能技術應用

2.1 某企業用電設備基本情況

該企業是一家制罐企業，裝變容量2500KVA,2012年月平均用電容量 51.65萬kwh,其主要用電生產設備有壓縮機、拉延機、風機、水泵、空調設備等。

2.2 用電設備運行情況分析

表一：變壓器運行情況

表二：各生產線測試數據

從上面數據分析可得出：企業負載率長期偏低。根據該企業實際用電情況分析，該企業裝變容量2000kVA即可滿足使用需求;另外該企業部份生產線功率因數偏低。

2.3 節能技術應用建議

該企業可通過以下五個方面進行節能改造：變壓器節能改造；無功補償節能改造；壓縮機節能改造；照明系統節能改造；空調系統節能改造。

2.3.1 變壓器節能改造分析及建議

該企業使用的變壓器為S9-M-2500變壓器，且負荷率偏低，建議更換為S11-M-2000變壓器，這樣不僅可以降低變壓器損耗，每月還可以節省基本電費11500元。（目前供電部門基本電費按變壓器容量計收，標準為23元/月/kVA）。

2.3.2 無功補償節能改造分析及建議

在車間加裝就地補償裝置，可以降低線損，改善電壓質量。每條生產線節約的電量約占用電量的0.26%-1.28%。

2.3.3 壓縮機節能潛力分析及建議

壓縮機在工頻運行情況下，當儲氣罐的壓力由于用戶用氣量減少而偏高時，必須通過泄載閥放掉部分空氣，浪費了能源，通過調節電動機轉速來調節產生的壓縮空氣，被泄載閥放掉的壓縮空氣就可以節省下來。該企業的5臺壓縮機管網是并聯在一起的，對其中一臺壓縮機進行變頻改造，作為調節管網壓力用，這樣可以保證管網壓力恒定，從而達到設備的經濟運行。

2.3.4 照明系統節能潛力分析及建議

建議一：更換節能燈具

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用緊湊型熒光燈替代白熾燈節電率可達75%，用高壓鈉燈替代高壓汞燈節電率可達70%，所以更換節能燈具的節能潛力大，可行性高。

建議二：安裝照明節電器

根據測試的數據可以分析出該公司的照明系統耗能較大主要體現在以下幾點：

（1）該企業的照明系統供電電壓較高，在生產負荷較低的情況下，電壓升高的更加厲害，造成了不必要的能源浪費；

（2）照明系統三相電流不平衡，造成線路損耗大；

（3）由于電壓偏高且不穩定，使各用電設備的實際使用壽命縮短，更換頻率加快，耗費人力物力較多，維修費用增多。

針對以上用電特點，建議該公司在照明系統中，安裝 “智能照明節電器”，智能照明節電器的自動檢測控制系統采用全自動調壓穩壓技術，自動檢測電網電壓，自動把電網的余裕電壓調整到合理范圍，并保持穩壓輸出，供給設備正常用電，減少電能浪費，且始終保持在最佳的節電狀態，達到最佳的節電效果。

2.3.5 空調系統節能潛力分析及建議

改變空調設置參數，提高夏季室內控制溫度至26度以上，風機盡量使用低速檔，將8臺使用年限長、制冷量差的空調更換為變頻空調。

2.3.6 節電效果對照表（見表三）

表三：節電效果對照表

3 結論

企業用戶節能潛力巨大，通過節能改造，不僅可以減少用戶的電費支出，還能提高電能的利用率。供電部門通過對企業生產特性，生產設備的分析，對企業節能措施提出建議，引導企業科學合理用電，起到了很好的節能效果。

劉利軍.電氣控制與節電系統設計［M］.北京：中國電力出版社，2013