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节能监察和节约用电 1 节能监察 节能监察是各级人民政府节能主管部门及其下属的节能监察机构依法对能源生产 使用 经营单位以及其他相关单位执行节能法律 法规 规章和标准的情况进行监督检查监察的法律 技术标准依据监察的范围和基本方法监察的内容及要求 2 节能监察的法律依据 中华人民共和国节约能源法江苏省节约能源条例江苏省节能监测办法各级政府的相关文件 3 节电监测的技术标准依据 GB15316 94 节能监测技术通则 GB T15317 94 工业锅炉节能监测方法 GB T15912 95 活塞式单级制冷机组及其制冷系统监测方法 GB T16664 96 企业供配电系统节能监测方法 GB T16665 96 空气压缩机组及供气系统节能监测方法 GB T16666 96 泵机组液体输送系统节能监测方法 GB T16667 96 电焊设备节能监测方法 GB T15318 94 工业热处理电炉节能监测方法 GB T15911 95 工业电热设备节能监测方法 GB T15913 95 风机机组与管网系统节能监测方法 GB18613 2002 中小型三相异步电电动机能效限定值及节能评价值 4 节能监测的范围和基本方法 对重点耗能单位定期进行综合节能监测对一般单位进行单项节能监测由监测机构进行现场监测由用能单位在监测机构监督指导下进行 5 节能监测内容和要求 用能单位主要耗能设备的技术性能和能源利用状况用能单位能源管理基础情况法律法规规定的其它内容要求 被监察单位的义务积极配合 准备好相关资料 文件根据通知将监测要求的书面资料收集整齐以备检查安排相关负责人安排专门人员配合监测机构的监测 6 节约用电 什么是节约用电为什么要节约用电怎样节约用电 7 什么是节约用电 节约用电是指在满足生产 生活所必需的用电条件下 减少电源的消耗 提高用户的电能利用率 减少供电网络的电能消耗 电能利用率 有效电能总量 消耗电能总量损耗 设备损耗 管理损耗 8 为什么要节约用电 电能是由一次能源转换而来的二次能源 是高品位的能源 电能的转换效率约35 电能需求量的快速增长我国百分之八十以上的电来自燃煤发电 而煤的蕴藏量十分有限节约用电还可以使企业减少费用支出 9 节约用电的几个系统 供配电及输电系统的合理化电能转换为机械能的合理化电能转换为热能的合理化电能转换为化学能的合理化电能转换为光能的合理化 10 企业供电的合理化 几个原则性指标 根据标准是GB3485 评价企业合理用电技术导则 1输 配电损耗指标在电压偏移不超过5 的前提下 不同变压级次允许的输电损耗 一次变压的线损率 3 5 二次变压的线损率 5 5 三次变压的线损率 7 2用电负荷的 填充系数 平均负荷 最大负荷 负荷应尽可能的均衡化连续生产的企业 95 三班制生产的企业 85 二班制生产的企业 60 一班制生产的企业 30 3功率因素的要求功率因素应达到0 9 0 95 11 主要耗电设备 变压器 变压器的发展 四个阶段热轧硅钢片 64标准生产型号SJ SJ SJ 铁心材料是热轧硅钢片 工艺落后 损耗大 淘汰 冷轧硅钢片 74标准生产型号SJ3 SJ5 铁心材料的第一次飞跃 大大降低了变压器的空载损耗 冷轧硅钢片节能型 86标准生产型号S7 SL7 S9 工艺设计上的一次飞跃 变压器空载损耗下降率为38 46 非晶态变压器 90年代末出现的 是九五重点推广的新型节能产品 型号SH 铁心材料是非晶态合金 薄膜带卷绕而成 特点 无晶体结构 是各向同性的软磁材料 磁化功率小 无间隙 铁磁损失极小 不存在阻碍磁畴壁移动的结构缺陷 磁滞损耗小电阻率很高 是硅钢片的3 6倍 涡流损耗大大降低 单位损耗仅为硅钢片的20 30 材料经过退火处理时施加一定磁场强度 空载损耗比硅钢片铁心下降2 3价格贵 12 变压器的运行特性 变压器的负载率变压器的损耗 有功损耗 0 2 Pd无功损耗 0 2 Qd变压器的运行效率 13 变压器节电 选择节能型变压器变压器的经济运行 14 选择节能型变压器 从变压器的损耗曲线上看 100KVA配变不同负载时的耗电曲线 15 选择节能型变压器 以节能效果为例 16 变压器的经济运行 变压器的经济运行 JP 变压器的经济负载系数 有功功率经济负载系数 GB T13462 92提出了变压器的经济运行区和最佳运行区 z 变压器的综合负载系数变压器的最佳经济运行区1 333 Jz2 佳z 0 75最劣运行区0 劣z Jz2单台 多台并列运行的变压器 计算略有不同 单台变压器 jp p0 pd时变压器效率最高 17 电能转换为机械能的合理化 18 主要关注电动机及其驱动系统的节电 电动机是最大的电力消费用户 消耗了总电量的60 以上 100kW及以下电动机容量占总容量的80 90 电动机使用的面很广电动机对生产率的影响很大特别是三相异步电动机 占电动机总容量的80 90 19 电动机的能耗指标 电动机的效率 异步电动机的效率取决电动机的损耗 固定损耗 负载损耗 杂散损耗电动机的功率因素cos 3 U1 I1 20 电动机的功率因素 电动机的功率因素是指输入端有功功率与视在功率之比cos P1 3U1I1可见 电动机的功率因素与负载有关 它的空载功率因素只有0 1 0 2 在满负荷时可达0 8 0 9 21 电动机的效率特性 0 5 0 8 1 0 P 22 电动机及其驱动系统的节电 电动机的选择电动机的经济运行电动机的调速节电 23 电动机的选择 电动机的类型应在满足电动机安全 启动 制动 调速等方面要求的情况下 以节能为原则来选择 容量在250KW以上 负荷稳定 应选择同步电流 同等容量的异步电机比同步电机效率低4 10 根据企业的电压等级条件 容量在200KW以上 应选择高压电动机 电动机输入功率P 3 V I coscp除特殊需要以外 一般不选用直流电机 变频调速比直流调速节电40 以上 电动机负荷经常低于40 时 考虑更换电机 负荷经常轻重载交替变化 而且常在额定值的33 以下 并持续一定时间时 要考虑用 Y的接线方式 容量在100KW以上的交流异步电机 应尽量进行就地无功功率补偿 按设备运行环境 选择合适的电动机 如变极 防腐 防爆 增安型 选择节能型电动机 24 高效节能型电动机 效率高Y系列的电动机比JO2的电动机效率高1 3 YX系列的电动机比Y的电动机效率高3 Y2 E系列的电动机比Y2的电动机效率高1 5 2 0 Y2 E系列与欧洲的eff2系列效率水平基本相同 80 160号机座效率略低 180 280号机座效率略高 2YX系列电机效率特性曲线平坦 额定转差率SN小 减小了运行损耗 负载在50 100 之间 效率曲线平坦 有利于电动机的经济运行 3功率因素略有提高 4YX系列由Y系列改进派生而来 互换性好 并符合国际IEC标准 5电动机的成本比Y系列略高 一般来说1 3年可回收投资差价 如一台250KW电机 Y型 1 94 YX型 2 96 2 电动机负载80 年运行6000h 电费0 52 节约电费E 250 80 1 0 94 1 0 962 6000 0 52 1 5181万元 25 电动机的经济运行 1 电动机的经济运行 应根据GB12497 95 三相异步电机经济运行 的有关规定 其中对三相异步电机的选用 经济运行计算公式 方法 调压措施 调压运行等许多方面都有详细的规定 2 电动机在使用过程中要求达到GB18613 2002的国家标准 标准中对中小型三相异步电机能效限定值及节能评价有明确的要求 这是个对电动机运行效率的强制性标准 26 电动机的调速节电 电动机驱动设备的机械特性 转矩与转速之间的关系 称为驱动设备的机械特性 分为 恒转矩负载 如起动机 卷扬机 造纸机 转矩的大小取决于负载的轻重 其负载功率与转速成正比变转矩负载 1 转矩与转速成正比 直流发电机2 恒功率负载 负载转矩负载转速成反比 其功率保持基本不变 卷绕机 轧机 车床3 二次方律负载 风机 水泵 螺旋桨 风扇等 负载转矩与速度的二次方成正比P PO KPNL3 27 调速电动机的机械特性 电动机的机械特性 是指电动机的转矩与转速关系T C1 mI2COS 2电动机改变电源电压时机械特性曲线电动机改变电源频率时机械特性曲线稳定运行的条件 有交点 28 三相异步电动机的调速分类 按调速系统效率来分 调压调速 电磁转差离合器调速 绕线转子异步电动机转子回路串电阻调速 绕线转子异步电动机串级调速 变频调速 变极调速 1 转差功率消耗型2 转差功率回馈型3 转差功率不变型按调速技术来分 机械调速 电气调速 机电调速 按调速原理来分 改变频率 改变转差李 改变极对数 29 变频调速节电 变频调速 当代最先进 最高效的调速方式变频调速的理论依据 电动机的转速特性n no 1 s 60f1 p 1 s 变频器的节电条件 有节电空间 负载经常变化 电动机和设备机机械特性匹配 负载经常变化 30 变频器的构造 变频器的主电路 也就是变频器的电力电路 整流电路 中间电路 滤波 逆变器变频器的控制电路 U F控制 转差率控制 矢量控制 直接转矩控制 单片机控制 31 变频器的电力电路 一 变频器的主电路 电力电路1 整流电路 就是把50HZ的工频电流整流为直流电流 2 中间电路 包括滤波电路 制动电路 3 逆变器 逆变电路 把直流电变成一个能满足电动机所要求的正弦波 只有正弦波通过电动机的定子绕组 产生一个圆形的旋转磁场 以产生一个恒定的转矩 32 变频器的控制电路 为变频器的主电路提供通断信号的电路称为控制电路 主要由下部分组成 运算电路 信号检测电路 驱动电路 保护电路 33 变频器的控制方式 控制方式 U f控制 转差频率控制 SF控制 矢量控制 VC控制 直接转矩控制 单片机控制U f控制 使U f为常数 变频器输出频率改同时也改变电压 特点 控制比较简单 多数用于通用变频器 在风机 泵类及生产流水线工作台传动等 SF控制 通过控制转差频率来控制转矩和电流 特点 有速度调节器 可进行速度闭环控制 速度静态误差小 适用于自动控制系统 34 U F控制 U F控制是电动机的机械特性 U 4 44fK1N1 35 变频器的控制方式 VC控制 通过控制变频器输出电流的大小 频率及相位 用于维持电动机内部的磁通为设定值 产生所需要的转矩 特点 动态响应快 低频转矩大 控制灵活 用于工业机器人 高精度的电力拖动 如恒张力控制 四象限运转的高速电器 直接转矩控制 通过控制变频器的电流 磁链 来间接控制转矩 36 变频器的控制方式 单片机控制 用16位单片机或数字信号处理器 DSP 来控制变频器的输出 由正弦信号调制的与正弦波等效的脉冲序列SPWM波 根据冲量理论 冲量相等而形状不同的窄脉冲加在具有惯性环节上时 即效果基本相同 根据这一理论 正弦波由一系列等幅不等宽的脉冲来代替 方法是用正弦波作为调制信号 片内的锯齿波发生器输出载波 得到一系列SPWM波 通过对各脉冲的宽度进行调制 既可改变逆变器输出电压的大小 通过调制周期的变化可改变其输出频率的大小 特点 可以得到相当接近正弦波的输出电流和电压 反馈给电网的谐波很小 不污染电网 自动控制程度高 37 变频器的内部原理框图 38 变频器的系统控制 PLC控制 也叫程序空制 对于一个需要多挡转速操作的拖动系统来说 多挡转速的选择可以由外部控制切换 也可以由变频器内部的定时器来自动执行 即自动运行的方式为自动程序控制PID控制 由传感器反馈信号 当输出量偏离所要求的给定值时 反馈信号成比例地变化 在输入端 给定信号与反馈信号相比较 存在一个偏差值 对该偏差值经过PID调节 变频器改变其输出频率 消除拖动系统的偏差 PID是比率放大 积分 微分控制 39 变频器