淺談工廠技術改造與節能降損

應驍 金祎 馮超

摘 要：最近幾年，為了推動我國經濟由粗放型向集約型轉變，國家越來越重視節能減排。工廠作為耗電量比較大的企業單位，在節能減排上具有比較大的潛力，同時，也可以降低工廠的運行成本。本文根據工廠供電的相關理論，從整體和系統上對工廠的節能降損進行分析以及研究。在保證工廠供電安全穩定的基礎上，來實現節能降損指標，從而提升企業的經濟效益。

關鍵詞：工廠電氣；節能降損；電氣技術

近年來，隨著我國國民經濟的發展，我國社會的居民用電和工廠用電急劇增加，尤其是工業用電的增加量尤其突出。面對日益嚴重的能源短缺，必須對工廠相關的電氣設備進行技術改造，以實現節能降損的目標。為了實現工廠節能降損的目標，首先應該對工廠的供電系統進行了解。電能在工廠中要經過變壓器、架空線路等輸電裝置，最后到達各個車間的用電設備。因此，應該從變壓器、輸電線路和用電設備等3個方面對工廠進行分析，從而實現節能降損的目標。

1 供配電系統節能降損分析

1.1 變壓器的節能降損分析

工廠供電的變壓器可以分為廠區主變壓器和車間變壓器。對于較大的工廠，主變壓器的規格為110kV/35kV，而對于廠區較小或用電不大的工廠，其主變壓器的規格為35kV/10kV。而車間變壓器的主要作用是將35kV或者10kV電壓等級的降到380V和220V。因此，主變壓器一定要選擇容量比較大、安全性和運行穩定性都比較好的變壓器。

變壓器中的損耗可以有功功率損耗和無功功率損耗，其計算公式為：

其中△P為變壓器的有功損耗，單位為kW，PK為變壓器的短路損耗，Sl、SN分別為變壓器的實際運行容量和額定容量，P0為變壓器的空載損耗；△Q為變壓器的無功功率損耗，UK%、I0%分別為變壓器的短路電壓百分數和空載電流百分數。

由①和②式可知，在選擇變壓器時，應選擇空載損耗和短路損耗都較低的變壓器，從而降低變壓器的有功功率損耗；選擇短路電壓百分數和空載電流百分數的變壓器，從而降低變壓器的無功功率損耗。對于工廠的主變壓器還可以選擇制造工藝比較先進的高新能變壓器。及時更換舊式變壓器，有些地方仍在使用舊式變壓器，舊式變壓器自身損耗就比較大，為此選擇新型的節能型變壓器，對節能降損有一定的幫助作用。

另外，提高供電系統的功率因數，可以達到節能降損的目的。由于工廠中有大量的電動機等感性設備，這些感性設備正常工作時需要大量的無功功率，這就降低了工廠供電的功率因數，造成了大量的無功功率在電網中流動。為了避免這種情況的出現，應在主變壓器處安裝無功功率補償裝置，常用的有同步補償機、靜止無功發生器等。

1.2 輸電線路的節能降損分析

由于輸電線路本身具有電阻和電感，輸電線路在傳輸電能的過程當中會產生一定的功率損耗。電力線路中的損耗不僅降低了線路的輸電能力，而且還造成了能源的浪費。若是線路參數選擇不正確，這部分的能源的浪費將會更大。對于工廠的主供電線路，由于線路較長，線路中的電流較大，這部分線路中的功率損耗占線路損耗的絕大部分，而車間中的供電線路由于線路較短、線路的參數較小，從而這部分的損耗也較低。對于供電線路，其功率損耗的計算公式為：

式中△PZ、△QZ分別為線路的有功功率和無功功率損耗，R、X為線路的電阻和電感，P2、Q2和U2分別為線路末端的有功功率、無功功率和電壓。

有功功率損耗在輸電線路中轉化為導線的熱損而散失掉，而無功功率損耗則被導線中的電感消耗掉。由于線路的末端電壓是一定的，工廠中的負荷也是一定的，即P2、Q2是一定的。因此要想降低輸電線路的損耗，必須降低輸電線路的電阻R和電感X。目前我國輸電線路常用的導線是鋼芯鋁絞線，一般鋼芯鋁絞線的內層為一股或者多股的鍍鋅的鋼絞線，外層則是由鋁絞線構成。由于鋼芯鋁絞線的造價較低，其在輸電線路中具有廣泛的應用，但是由于它的電阻較大，導致它的損耗也比較大。因此，在工廠供電中，若是不接觸腐蝕性的物質和不在惡劣環境下供電，一般不建議使用這種造價低、損耗較大的導線作為輸電線路。

隨著輸電線路制造技術的發展，低阻抗的輸電線路也具有許多種。例如，鋁合金芯高導電率鋁絞線、鋼芯高導電率硬鋁導線和中強度鋁合金導線等。考慮到造價成本以及實際應用要求，本文推薦使用鋼芯高導電率鋁絞線。該輸電線可以滿足工廠供電的要求，鋼芯高導電率鋁絞線不僅具有造價低的特點，而且它的線路阻抗較小，具有較好的節能導電效果，從而可以達到節能降損的目的。

2 用電設備的節能損耗分析

對于以電動機為代表的動力設備是工廠用電的主要方面，也是工廠節能降損最有潛力的一個方面。在我國，由于技術的原因，一些電動機的損耗比較嚴重，再涉及調速的工業生產中，由于調速方法的落后，甚至有些企業在不用電動機時，讓電動機進行空轉，這都浪費了大量的電能。因此，工廠要及時淘汰掉技術落后、損耗較高的電動機，引進技術先進、能耗較低的電動機。在目前電動機的諸多調速方法中，以變頻調速最為方便調節電動機的速度，只需改變供電的頻率就可以改變電動機的速度，另外，變頻調速也可以實現電能的最大利用，降低電動機的損耗。在選擇變頻器時，要使變頻器的容量與電動機的容量相匹配，一般變頻器的最大輸出電流要大于設備電機最大電流的10%。

3 結語

工廠用電的節能技術改造具有十分重要的意義，一方面，它可以實現工廠的技術升級，降低企業的運行成本；另一方面，這也與我國實現節能減排的目標相一致，對促進我國經濟發展和轉型具有重要的意義。在企業節能降損的實施過程中，政府也應該出臺相應的政策來鼓勵企業來進行相關的技術改造。

參考文獻

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