大型化工企業電能平衡測試的優化探析

摘 要：文章著重闡述大型化工企業電能平衡測試的系統構成及優化思路，以提出符合企業生產情況的高、低壓電動機電能利用率的測試辦法為例子，探析大型化工企業電能平衡測試的優化方向。

關鍵詞：大型化工企業；電能平衡測試；電能利用率

1 概述

企業節電主要是指管理節電，而管理節電的一個重要實施手段是電能平衡測試。它是一項由普查、分析、測試、計算和整改等五個主要環節組成的復雜系統工程[1-2]。電能平衡測試得出的電能利用率等數據，為企業管理節電成效驗證的重要量化依據。文章具體討論了大型化工企業的電能平衡測試，其闡述的原理和方法也可為其他行業的企業所參考。

2 電能平衡測試系統構成

電能平衡測試是一項復雜的系統工程，是研究用電系統中電能的利用及分布規律的方法。電能平衡測試主體工程由普查、分析、測試、計算和整改等五個主要環節組成。

普查：摸清企業用電設備情況，建立設備臺帳并繪制用電線路圖。

分析：根據普查結果，制定各個用電設備的測試方案及測試計劃。

測試：結合用電設備運行特點進行電數據測量，將數據記錄匯總。

計算：按電平衡計算要求求出設備的電能利用率，出具測試報告。

整改：根據測試結果提出整改建議，協助企業制定實施整改方案。

為更好地確定企業的電能綜合利用效率，除了進行普查、分析、測試、計算和整改這五項主體工程外，還必須做好先行工程和后續工程。圖1是電能平衡測試工程系統框架圖，它大致描述了電能平衡測試主要環節和流程，對電能平衡測試有一定的參考意義。

3 大型化工企業電能平衡測試實施中存在的問題及優化思路

自2007年起，我國就開始實施電能平衡測試，但在大型化工企業中，電能平衡測試沒有得到普遍推廣，具體原因如下：

大型化工企業電能平衡測試涉及面廣，包括儀表、設備和工藝等多個方面，企業擁有數千臺或以上的用電儀器設備的情況十分普遍，其中電動機設備數量占比很大。過往的電能平衡測試只是簡單套用行業電能平衡測試方案，每臺設備的用電情況都需要測試，測試人員工作量巨大，而且當中電動機設備的型號繁多，很容易導致測量誤差及計算錯誤等情況發生。一般來說，要得到一個大型規模化工企業的電能平衡計算結果至少9-21個月，這將無疑是一個龐大的工程，在此期間勢必導致工作量大，測試成本高等問題。

這是大型化工企業所不希望發生的情況，因此需要深入研究企業的設備和用電特點，制定出符合客觀實際的簡化測試方案來盡可能地縮短實施電能平衡測試所需要的周期，使電能平衡測試效率更高，幫助企業在短時間內達到節電的目的。

4 大型化工企業設備情況分析

大型化工企業的用電設備具有以下幾個特征：一是擁有很多高壓大功率異步電動機的大型聯合設備；二是電動機是企業中數量比重最大的電氣設備，多用于物料輸送輥道，所占比重可達70%左右。三是大型化工企業有很多密閉式化學反應設備安裝在露天且隔離的環境下，企業員工通過遠程操控來進行工作的。該類設備無法通過拆卸來測試其用電情況。四是企業除設備檢修停機外，其余時間都是不間斷運行生產的。

制定電能平衡測試方法時，上述情況都需要考慮進去。

5 針對大型化工企業制定電動機電能利用率測試方法

根據上述大型化工企業電氣設備中電動機數量占比大、連續工作的特點，制定以下電動機電能利用率測試方法。

電動機測試分為可停機測試和不停機測試兩種。

5.1 高壓電動機停機測試

如果在檢修期期間進行電能平衡測試，待測電動機進行停機測試。此時，又將高壓電動機的測試分為安裝電度表測試和不安裝電度表測試討論。

當不在高壓電動機上安裝電度表時，可采用間接法測試，即如圖2所示，僅讓一臺待測電動機運行，使其兩段高壓母線分裂運行，此時母線和配電變壓器回路功率P母和P變可測試得到，P母和P變之差即為P1（輸入功率）。依次逐臺開機即可得到每臺設備的輸入功率。而輸出功率則可以按照相應的電流法求出，兩者之比即為電能利用率。

5.2 高壓電動機不停機測試

此時，待測電氣設備處在運行中，高壓電動機將不能進行空載損耗測試。但可以得到待測電動機的運行電流、功率因數和電壓。如電動機上帶有電度表，則輸入功率可用電度表法測出，否則需按P1=UIcosΨ計算。高壓電動機輸出功率可用反平衡法獲取，即先求出電動機損耗△P：△P=PCII+PFe+Pad，式中PCII-電動機的銅損；PFe-電動機的鐵損，鐵損可用空載損耗代入，即PFe=P0；Pad-電動機其他損耗，可結合電動機極數，查表求得。

再按P2=P1-△P，進而求出電動機電能利用率η電。

5.3 低壓電動機測試

低壓電動機測試采用多功能電量測試儀測試（圖3），接入待測電動機電壓和輸入電流信號，測出包括運行輸入功率、電壓、功率因數、運行電流和空載電流等參數。由所測運行電流和空載電流，即可計算負載率β：β=；進而計算出輸出功率P2：P2=Pv·β和電能利用率η電以及有功損耗△P等所需參數。由于待測電氣設備處于連續工作狀態，所以空載電流需通過查閱資料獲取。

6 結束語

電能平衡測試，除電動機測試外，還應包括高、低壓生產設備分解測試，用電體系內的變壓器測試以及其他相關測試項目。生產設備分解測試和變壓器測試都各有自己的特點和要求，需另行討論。大型化工企業電能平衡測試涉及面廣，需要深入研究企業設備和用電特點，制定出符合客觀實際的簡化測試方案，并與企業工藝、設備等方面負責人密切配合，電能平衡測試才能快速、順利進行。

參考文獻

[1]于長通，賈繼誠.做好電平衡促進節能降耗[J].山東電力技術，2013 （2）：36-38.

[2]郭曉麗，吳曉新，張新松.企業電能平衡測試問題研究[J].電工電氣，2010（4）：1-4.