工廠供配電的節(jié)能方法研究

童 寧 楊 斌 張志杰

中國新型建材設(shè)計(jì)研究院

工廠供配電的節(jié)能方法研究

童 寧 楊 斌 張志杰

中國新型建材設(shè)計(jì)研究院

工業(yè)革命以來，能源問題一直是全球關(guān)注的焦點(diǎn)。我國改革開放以后工業(yè)水平得到了極大的提高，工業(yè)的快速發(fā)展對能源的損耗也逐漸增多，尤其是電能。電力資源的缺乏對工廠的日常生產(chǎn)活動具有很大的影響，也會阻礙企業(yè)的發(fā)展，但是工廠供配電系統(tǒng)中不合理的操作和運(yùn)行會造成電力資源的嚴(yán)重浪費(fèi)，加劇電力資源的緊張形勢。

工廠；供配電；節(jié)能

據(jù)世界有關(guān)能源統(tǒng)計(jì)部門統(tǒng)計(jì)顯示，在2009年中國已成為世界最大的能源消耗國。面對日益嚴(yán)峻的能源環(huán)境危機(jī)，中國政府部門正在加大節(jié)能降耗指導(dǎo)工作，曾在“十二五”規(guī)劃綱要中明確提出，把節(jié)能減排作為今后各企業(yè)發(fā)展中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，讓各企業(yè)樹立綠色﹑低碳的發(fā)展理念，切實(shí)做好節(jié)能降耗工作。作為一名電氣工作人員應(yīng)該以身作則，充分認(rèn)識到節(jié)能的重要性，放眼全局，通過在供配電系統(tǒng)中合理運(yùn)用節(jié)能方法和措施，來促進(jìn)國家節(jié)能降耗戰(zhàn)略的實(shí)現(xiàn)。

1 工廠供配電節(jié)能的重要意義

在過去的三十多年我國經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，但由于發(fā)展模式過于粗狂，消耗了大量的能源，造成能源浪費(fèi)和環(huán)境污染，對環(huán)境的破壞越來越大。國家一直提倡“五位一體”建設(shè)，生態(tài)建設(shè)是重要內(nèi)容，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展不能以能源浪費(fèi)﹑環(huán)境污染為代價(jià)。國家每年消耗大量的電能中工廠是重要消費(fèi)單位，對供電系統(tǒng)進(jìn)行電能改造，可以節(jié)約大量能源，保護(hù)生態(tài)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

工業(yè)的迅猛發(fā)展，電能的使用爆發(fā)式增大，電能的供求出現(xiàn)了嚴(yán)重失衡，發(fā)電站生產(chǎn)的電能無法滿足企業(yè)的用電量，在用電高峰時(shí)期，在很多地區(qū)常常出現(xiàn)拉閘限電情況。工廠進(jìn)行電力系統(tǒng)改造可以很大程度上緩解電能供求失衡，減輕電網(wǎng)壓力。工廠電力的改造，能夠節(jié)約大量電力消耗，給企業(yè)帶來更多收益，提高社會資源利用效率。工廠的生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行節(jié)能改造，可以促進(jìn)節(jié)能產(chǎn)品的研發(fā)，勢必促進(jìn)節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步，新的科學(xué)技術(shù)可被社會其他行業(yè)借鑒，從而提高社會科技進(jìn)步速度，對工廠自身來說，也可能會提高工廠的生產(chǎn)工藝。

2 工程供配電系統(tǒng)節(jié)能措施研究

2.1 提高工廠供配電相關(guān)設(shè)備的功率因數(shù)

提高工廠供配電設(shè)備的自然功率因數(shù)主要從兩方面入手：首先要合理選用電動機(jī)，電動機(jī)在工廠用電設(shè)備中占的比重是最大的，用電量占總供電量的約百分之六十以上，合理選用電動機(jī)能夠從根本上促進(jìn)節(jié)能，并提高生產(chǎn)率。GB/T12497—90對三相異步電動機(jī)的3個(gè)運(yùn)行區(qū)域是這樣進(jìn)行規(guī)定的：當(dāng)負(fù)載率β在40%以下時(shí)是非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；當(dāng)負(fù)載率β在40%～70%之間時(shí)是一般運(yùn)行區(qū)；當(dāng)負(fù)載率β在70%～100%之間時(shí)是經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。由此可以看出，能反映電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行水平的主要指標(biāo)是電動機(jī)的效率η與功率因數(shù)cosΦ，二者皆與負(fù)載率β有關(guān)。當(dāng)電動機(jī)在經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)運(yùn)行時(shí)，相應(yīng)的功率因數(shù)較高，大概在0.85左右。因此，合理選擇電動機(jī)能有效提高設(shè)備自然功率因數(shù)。其次要提高變壓器的自然功率因數(shù)，當(dāng)變壓器的負(fù)荷率小于0.5時(shí)，功率因數(shù)就能明顯下降，一般情況下，變壓器的負(fù)荷率保持在0.8左右就可以了。

2.2 變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行節(jié)電技術(shù)

變壓器要選用性能良好的，將性能相對較差的變壓器作為備用變壓器。另一方面，并列運(yùn)行的變壓器也要確保組合的經(jīng)濟(jì)性，單個(gè)變壓器的使用也要確保運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。其次，對于工廠的負(fù)載程度出現(xiàn)上下波動范圍較大的情況，通常有兩種方式可以應(yīng)對，一是分別運(yùn)行兩個(gè)不同容量的變壓器，在負(fù)荷正常的情況下使用一個(gè)變壓器，在負(fù)荷不足時(shí)可以使用共同運(yùn)行方式。二是通過小容量的變壓器來對常年運(yùn)行的變壓器進(jìn)行調(diào)節(jié)和輔助。

2.3 供配電線路設(shè)計(jì)

架空線路與電纜線路是電力線路的兩種主要形式，這兩種線路都是利用金屬導(dǎo)線來傳輸電能的，而金屬導(dǎo)線本身就具有一定電阻，因此輸電線路本身也會損耗一定電能。輸電線路的電阻﹑電壓及功率因數(shù)都會影響輸電線路的功率損耗，若輸電線路的負(fù)荷功率一定，輸電線路的電阻越大，輸電線路的功率損耗就會越大，輸電線路的電壓與功率因數(shù)越大輸電線路的功率損耗則越小，因此在設(shè)計(jì)供配電線路時(shí)，要把線路損耗降到最低，最大限度地節(jié)約電能，可以通過降低輸電線路電阻，增大線路電壓等級與功率因數(shù)等方法實(shí)現(xiàn)，具體如選用電阻率小﹑截面積大的導(dǎo)線充當(dāng)輸電導(dǎo)線等。

2.4 運(yùn)用人工無功功率補(bǔ)償

工業(yè)企業(yè)在進(jìn)行供配電設(shè)計(jì)時(shí)，要科學(xué)選擇電動機(jī)及變壓器的型號，這樣可以提高這些用電設(shè)備的自然功率因數(shù)，有效降低這些設(shè)備的無功功率損耗。同時(shí)，供配電系統(tǒng)的無功功率也可以通過人工進(jìn)行補(bǔ)償，可以在供配電系統(tǒng)中裝設(shè)無功功率補(bǔ)償設(shè)備來進(jìn)一步提高系統(tǒng)的功率因數(shù)，具體可以通過在線路中并聯(lián)電力電容器的方法實(shí)現(xiàn)補(bǔ)償，為了使系統(tǒng)的線路損耗與電壓損失達(dá)到最小，可以采用就地平衡補(bǔ)償?shù)姆绞竭M(jìn)行補(bǔ)償，即低壓部分的電容器補(bǔ)償?shù)蛪翰糠譄o功功率，高壓部分的電容器補(bǔ)償高壓部分的無功功率，此外補(bǔ)償系統(tǒng)無功功率的方式還有單獨(dú)就地補(bǔ)償﹑集中補(bǔ)償﹑分散補(bǔ)償?shù)龋谶M(jìn)行系統(tǒng)無功功率補(bǔ)償時(shí)應(yīng)具體問題具體分析，科學(xué)﹑合理選擇補(bǔ)償方式。

2.5 照明節(jié)能設(shè)計(jì)

在工廠車間﹑建筑施工工地﹑市政道路等場所的供配電系統(tǒng)中，通常都需要大量的照明設(shè)施，因此在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)時(shí)一定要重視照明節(jié)能設(shè)計(jì)。在進(jìn)行照明節(jié)能設(shè)計(jì)時(shí)，以充分利用天然采光為基礎(chǔ)，通過合理的計(jì)算照明，分配負(fù)荷，正確選擇照明燈具與控制方式等方面入手照明節(jié)能設(shè)計(jì)。其中在進(jìn)行照明計(jì)算時(shí)，要盡量平均分配三相負(fù)荷，防止由于三相的不平衡而使變壓器及其線路的損耗出現(xiàn)加重現(xiàn)象。

總而言之，隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化進(jìn)程的不斷加劇，現(xiàn)代工業(yè)的重要作用日益凸顯，已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的重要支柱。現(xiàn)代工業(yè)在推動整個(gè)市場經(jīng)濟(jì)體系不斷發(fā)展的同時(shí)也使得能源問題和環(huán)境問題已經(jīng)成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。工廠在供配電系統(tǒng)中實(shí)施節(jié)能改造不僅能在一定程度上解決日益緊張的能源問題，還對工廠的長遠(yuǎn)發(fā)展具有非常重要的意義，對實(shí)現(xiàn)企業(yè)社會效益和經(jīng)濟(jì)效益具有積極的作用。

[1] 雷真.工廠供配電的節(jié)能方法研究[J].科技與企業(yè)，2016，03：107+109.

[2] 李渭軍.工廠供配電的節(jié)能措施分析[J].現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟(jì)和信息化，2016，07：25-26.