淺析某企業電氣節能技術的應用

袁冠軍　李兵

摘要：文章闡述了多晶硅企業電氣節能的幾種方法，主要包括“金太陽”并網自發電系統的應用、LED照明燈具的測試應用、電能質量測試儀在用電數據分析中的應用、電容就地補償的應用、降低低壓線路損耗的應用、電動機節能等方面，為多晶硅企業電氣節能提供參考。

關鍵詞：多晶硅；電氣節能技術；“金太陽”自發電；LED照明燈具；用電數據測試 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM92 文章編號：1009-2374（2017）01-0091-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.01.045

1 概述

該企業為多晶硅生產加工企業、外線線路電壓20kV，干式變壓器電壓等級20kV/0.4kV，該企業日均用電量約33萬kWh，月用電量超1000萬kWh，電能消耗比較大，因此加強電能管理勢在必行——采取技術上可行、經濟上合理以及環境和企業可以承受的措施，減少生產及動力設備的損失和浪費，更經濟、有效、合理地利用電能成為該企業的一大舉措。

2 多晶硅企業電氣節能的方法

2.1 “金太陽”并網自發電系統的應用

2013年年初，該企業及時響應國家“金太陽”項目的號召，申請“金太陽”屋面發電工程；申請容量4MW，該4MW光伏電站為企業自建電站，電站堅持低壓側并網不上網的原則，光伏系統發電主要供廠區內部使用，項目并網發電后及時拿到國家的財政補貼。

早上，逆變器檢測到光伏直流側的電壓高于交流側0.4kV的電壓且達到逆變器的啟動條件后，逆變器啟動、正常工作；下午，逆變器檢測到光伏直流側的直流電壓低于交流側0.4kV側的交流電壓時，逆變器停止工作。

該企業每天24h連續生產作業，在“金太陽”項目之前，峰、平、谷用電時間相對均衡，各占用電總時間的1/3，該企業的峰、平、谷用電時間段及相應電價如下：

由表1可以看出，“金太陽”發電時間在該企業用電峰值和平值時間段內，在一定程度上降低該企業在峰值和平值的用電“高”成本。

根據該發電系統前3年的平均發電量來看，平均年發電約400萬kWh，大大節省了該企業的用電成本。

2.2 LED照明燈具的測試應用

該多晶硅生產企業在建廠時根據車間照度需求、燈管的色溫及顯色性特征，選用的是普通36W帶電子整流器的熒光燈，該熒光燈的色溫6000～6500K，顯色性80。

2014年年初筆者開始接觸LED燈這一節能主題，依次在同一個房間進行對比——照度、用電量及燈管價格等，詳細如下：

通過以上對比，用18W的LED燈替代普通36W熒光燈，不但不影響車間的辦公及生產需求，而且兩套燈具的價格相差不大。筆者在測試出相關數據后，建議后期如發現普通36W燈管損壞，直接采購并更換18W的LED燈；此建議得到公司領導的支持，并在當年開始實施。由于原有普通36W熒光燈從2009年開始投入使用，受熒光燈使用壽命限制，截至2016年6月份，該企業已全部完成LED燈具替換普通熒光燈的工作。改造燈具的數量及年節省電費明細詳細如下：

通過對該企業普通熒光燈具的改造，一年可為該企業節省電費約4.8萬元，筆者推薦部分企業考慮該

方案。

2.3 電能質量測試儀在用電數據測試、分析中的應用

筆者通過定期對該企業主要用電設備（負荷曲線、用電量、諧波測試等）進行現場測試，并對測試的數據對比分析，很明顯能找出每臺用電設備的用電差異，及時告知相關責任人處理。測試圖片詳細如下：

上述兩組圖片是在車間工藝沒有任何改變的情況下，同一臺空壓機測試前后，電流負荷曲線；筆者在確定空壓機本體沒問題后，現場發現車間有多處漏氣點，漏氣問題解決后，空壓機恢復正常運行，避免電能浪費。

筆者通過長期對主要用電設備測試、分析，不僅能及時排查用電設備的故障，還可以及時發現能源浪費問題，推薦各電氣負責人采用。

2.4 電容就地補償的應用

該企業工藝泵、冷凍泵、冷卻泵、三相異步電機等電感性負荷應用較多，在建廠時高效電機推廣度不大，使用的電機功率因數及綜合效率相對較低、損耗較大，而且部分低壓供電負荷距離變壓器較遠。

由于它們都是電感性負荷，在24h連續運行中，功率因數一般比較低，需要從電源中吸收大量的無功功率才能正常工作，給動力設施造成較大的電壓損失和電能損耗。采用無功就地補償技術除了節約電能外，還可降低線路壓降、使電動機易于啟動。

筆者就該企業的砂漿回收車間就地補償前后，用電數據詳細對比如下：

采用無功就地補償后：（1）改善用電設備的功率因數，將功率因數從0.72～0.75提高到0.96～0.97之間，無功損耗減少70%～75%，平均節電20%左右；（2）提高變壓器的負載率，通過無功就地補償可以使變壓器平均增容25%左右；（3）降低線路損耗電壓，改善供電質量。

采用就地電容補償與采用集中補償具有同樣的優點，采用就地電容補償除具有集中補償的所有優點外，更重要的是它減少了大量配電網絡中的無功流動，大大地降低了低壓網絡中的無功損耗，它比集中補償更直接、更具效果，是最徹底、最有效也是最合理的無功補償方式。

2.5 降低低壓線路損耗的應用

由于導線上存在電阻，當電流通過導線時，就會產生有功損耗。筆者在配電設計、安裝前期就認識到線路有功損耗的必然性，為了減少線路上的損耗，只有減小線路電阻。根據線路電阻計算公司R=ρL/S可知，減少線路的損耗有兩條途徑：（1）減小導線長度。該方法說明兩點：首先，在設計時變壓器應盡可能接近負荷中心，以減少供電距離；其次，導線敷設應盡可能走直線，少走彎路，以減少導線長度。（2）增大導線截面積。該方法說明我們選電纜時必須按照經濟電流密度選取導線截面，因為導線截面增加雖然能降低電能損耗，但同時也將導致導線成本增大。

建議在廠房建設初期就認識到線路損耗對于企業的重要性，在建設初期及時和設計院溝通并通過一系列計算，盡量減少線路損耗。

2.6 電動機節能

2.6.1 高效電機的選用。因為在該企業中，電動機耗電量大占總耗電量的1/4，所以電動機的節能極為重要。目前高效電機是一個節能新方向，提高水泵、電機的效率和功率因數，是減少水泵、電機電能損耗的主要方法。與標準電機相比，高效電機的效率要高3%～5%，平均功率因數高8%左右，總損耗降低25%～30%，節約電能顯著。

從2013年起，該多晶硅企業認識到高效電機對于節約電能的重要性，在后期新增電機及原有水泵、電機的大修改造中，陸續對砂漿攪拌電機、工藝泵、冷凍泵、冷卻泵等水泵、電機進行更換，諸如新增的鑄錠車間，132kW工藝泵選用格蘭福高效水泵，效率94%，功率因數0.92，相比之前鑄錠車間選用的工藝泵，節能效果顯著。

2.6.2 變頻器的選用。該企業中央空調送風電機、回風電機、工藝泵、冷凍泵、冷卻泵等大功率電機、水泵，大部分采用變頻調速裝置，當電機、水泵負載下降時，自動調節轉速，從而與負載的變化相適應，既提高了電機、水泵在輕載時的效率，又達到了節約電能的目的。部分沒有加裝變頻器的電機也陸續的改造完畢，下表為110kW電機改造前后用電數據對比：

從表4可以看出，110kW電機變頻改造后可節約電能45%左右，目前該企業大部分大功率的電機、水泵等變頻改造已完成，大大降低電能損耗。

3 結語

該多晶硅企業電氣節能技術應用需要著眼于更多先進技術與先進節能理念的實踐，因此企業需要對于包括能量節能管理和用電峰、平、谷時間段節能策略在內的內容進行合理的優化，最終才能在此基礎上促進電氣節能技術應用效果的顯著提升。

參考文獻

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作者簡介：袁冠軍（1982-），男，江蘇徐州人，晶海洋半導體材料（東海）有限公司電力主管，初級職稱，研究方向：工廠配電、發電；李兵（1987-），男，江蘇連云港人，晶海洋半導體材料（東海）有限公司助理工程師，初級職稱，研究方向：工廠配電。

（責任編輯：王 波）