企业用电节能技术

1、 企业用电节能技术山东电力研究院山东电力研究院 张海涛张海涛 n国家节能政策国家节能政策n企业的合理供电企业的合理供电n供电电压影响及调整供电电压影响及调整n变压器的经济运行及节能变压器的经济运行及节能n电电 机机 系系 统统 节节 能能n无功补偿技术及应用无功补偿技术及应用n电力系统谐波问题电力系统谐波问题 目 录国家节能政策国家节能政策：激励政策 节能产品认证 节能产品政府采购所得税优惠 节能技术改造财政奖励国家节能政策 管理制度 高耗能产品淘汰制度能效标识管理制度 节能目标责任考核制度国家节能政策国家节能政策：企业节能减排如何抓企业节能减排抓什么全范围全过程全人员节能标准化国家节能政策国

2、家节能政策：国家节能政策国家节能政策：能效标准 GB186132006 中小型三相异步电动机能 效限定值及能效等级 GB215182008 交流接触器能效限定值及能效等级 GB197622007 清水离心泵能效限定值及 节能评价值 GB191532009 容积式空气压缩机能效限 定值及节能评价值 GB197612009 通风机能效限定值及节能 评价值 国家节能政策国家节能政策：经济运行标准 GB/T 12497-2006 三相异步电动机经济运行 GB/T 13466-2006 交流电气传动风机（泵类、压气压缩机）系统经济运行 GB/T 13469-08 工业用离心泵、 混流泵、 轴流泵与旋涡泵

3、系统经济运行 GB/T 13470-08 通风机 系统经济运行 国家节能政策国家节能政策：检测标准 GB/T13467-92 通风机系统电能平衡测试与计算方法 GB/T16666-1996 泵机组液体输送系统节能监测方法 GB/T13468-92 泵类系统电能平衡的测试与计算方法 GB/T16665-1996 空气压缩机组及供气系统节能监测方法 GB/T15913-09 风机机组与管网系统节能监测方法 国家节能政策国家节能政策：电机系统节能装置标准 GB/T 21056-2007 风机、泵类负载变频调速节电传动系统及其应用技术条件 DL/T 299-2011火电厂风机、水泵节能用内反馈调速装置

4、应用技术条件DL/T 339-2010低压变频调速装置技术条件DLT994-2006火电厂风机水泵用高压变频器国家节能政策国家节能政策：节能标准 GB/T26921-2011 电机系统（风机、泵、空气压缩机）优化设计指南 DL/T 1111-2009火力发电厂厂用高压电动机调速节能导则（1）选择先进的工艺、设备；强化质量和设备管理，努力实现安全、优质、高产和文明生产。实现单位产品最低电耗。（2）调整负荷减少配电损耗：缩小峰谷差使日负荷曲线尽可能地平滑以减少配电损耗。尽可能使变压器处于经济运行的状态。（3）合理选择电压，减少变压级次。（4）精选变压器的安装位置（5）改善功率因数和电压质量（6）降

5、低高次谐波对电网的影响企业合理用电的基本要求企业合理用电的基本要求：企业供电的合理化企业供电的合理化1、企业应根据用电性质、用电容量，选择合理供电电压和供电方式。n从节能的角度分析，在输送功率相同的情况下，选择高压比低压更好n以6kV和10kV为例，采用10kV供电比6kV减少损耗64%，从10kV升压为35kV，线损会降低91.8%企业供电的合理化企业供电的合理化2、企业变配电所的位置应接近负荷中心，减少变压级数，缩短供电半径，按经济电流密度选择导线截面。3、企业根据受电端至用电设备的变压级数，其总线损率分别应不超过以下指标：n a）一级 3.5；n b）二级 5.5；n c）三级 7。企业

6、供电的合理化企业供电的合理化n企业线损的构成因素n总降压变电所主变压器及其以下配电变压器的损耗n高、低压架空线路及电缆线路的损耗n电气仪表元件的损耗n降低线路损耗的主要措施n均衡三相负荷，降低三相负荷的电流不平衡度n合理调整运行方式，改进线路的布局，避免超负荷及迂回供电n按照经济电流密度来选择导线的截面积，对输送电流密度过大的导线，应及早更换、加大线径企业供电的合理化企业供电的合理化提高功率因数和降低线损率的关系表原有功率因数0.60.650.70.750.80.850.9补偿后功率因数0.95线损率减少%60534638292010 企业供电的合理化企业供电的合理化4、调整企业用电设备的工作

7、状态，合理分配与平衡负荷，使企业用电均衡化，提高企业负荷率。根据不同的用电情况，企业日负荷率应不低以下指标：n a）连续性生产 95；n b）三班制生产 85；n C）二班制生产 60；n d）一班制生产 30。 P 21 企业供电的合理化企业供电的合理化5、企业单相用电设备应均匀地接在三相网络上，降低三相电压不平衡度，供电网络的电压不平衡度应小于2。6、企业在提高自然功率因数的基础上，应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备，在企业最大负荷时的功率因数应不低于0.90；低负荷时，应调整无功补偿设备的容量，不得过补偿。 企业供电的合理化企业供电的合理化7、企业应根据用电负荷的特性和变化规律，正

8、确选择和配置变压器容量和台数，通过运行方式的择优，合理调整负荷，实现变压器经济运行。8、 企业根据受电端电压在额定电压允许偏差范围内，企业用电设备的供电电压偏移值不应超过额定电压5。合理调节供电电压。 企业供电的合理化企业供电的合理化9 企业变配电所内的变配电设备要配置相应的测量和计量仪表。监测并记录电压、电流、功率、功率因数和有功电量、无功电量。电能计量仪表准确度等级为2.01.0级。10 企业用电设备的非线性负荷产生高次谐波，引起电网电压及电流的畸变，应采取抑制高次谐波的措施达到GB/T14549的要求。 企业供电的合理化企业供电的合理化11 企业用电设备的冲击负荷及波动，引起电网电压波动

9、，闪变，应采取限制冲击负荷及波动负荷的措施达到GB/T12326的要求。12 对企业自备电厂和地方电厂应考核厂用电率指标。供电电压影响及调整 电压偏移的影响：电压偏移的影响：n（1） 对照明灯的影响对照明灯的影响n电压高于额定值5%，白炽灯寿命缩短45%；n电压高于额定值10%，白炽灯寿命缩短70%。n电压降低10%，白炽灯照度减少35%，日光灯则减少10%，水银灯则为20%，而且寿命降低。n （2） 电压偏移对于电机影响：电压偏移对于电机影响：n三相电压不平衡三相电压不平衡：当不平衡度为2%时，电动机温升增加5；当不平衡度达3.5%时则增加15。n电压过低电压过低：n启动时电压过低，使启动转

10、矩下降过多，电机启动缓慢，甚至无法启动。n若运行中电压过低，如果负荷不变，最大转矩下降，转速降低，转子电流增大，从而导致定子电流增大，造成电机过热。电压偏移的影响：电压偏移的影响：n当电压降低20%时，电动机的机械转矩减少36%，电流增加20%25%，温度上升1215。此时，一部分电机烧毁，而大部分电机因拖不动负载而停机。n运行中电压过高运行中电压过高：由于铁芯磁路进入饱和区，使激磁电流急剧增大，从而导致定子电流增大，造成电机过热，温度超过允许值，缩短电机寿命或烧毁。电压偏移的影响：电压偏移的影响：用户低电压运行造成供电线路能损增加用户低电压运行造成供电线路能损增加n电压降低（%）线损增加（%

11、）n 1 2 n 2 4 n 3 6.1 n 4 8.2 n 5 10.3 n 10 21 n 15 32.3n 20 44 调压、稳压方式调压、稳压方式:*变压器调档方式变压器调档方式 （用户自行处理）;*变压器有载无级调压方式变压器有载无级调压方式（通常由电业公司处理）;*特种装置技术处理特种装置技术处理：浪涌抑制器、MOV、稳压器等；*无功补偿技术无功补偿技术：SVC、SVG；其它调压、稳压和处理电压波形的技术产品其它调压、稳压和处理电压波形的技术产品：变压器的经济运行及节能n变压器是输变电行业中的耗能大户。据估计，我国变压器的总损耗占系统总发电量的10%左右，如损耗每降低1%，每年可节

12、约上百亿度电。变压器的节能降耗已是势在必行。可以说，变压器的节能对于解决我国电力供应紧张，建立节约型社会有着重要意义。 1 变压器的合理选用n (1) 变压器容量的选择 合理的选择变压器的容量，是用电企业合理用能的第一步。一般变压器容量的选择有以下四种方法： 计算负荷法 变压器容量=总计算负荷 + 近期规划可能增加容量 最经济运行效果法 变压器容量=实际使用负荷/变压器最高效率时的负荷率 年电能损耗最小法 变压器容量在使用容量和最高经济负荷之间选择 根据综合经济效果选择 考虑基建投资和运行费用，选择综合经济效果好的方案。 基建投资： 变压器价格 + 附属设施 + 安装 + 土建 + 无功补偿投

13、资 + 向电力部门交纳的费用 年运行费用： 折旧费 + 维护费 + 基本电价 + 损耗费 + 无功补偿运行费 n(2)选用节能型变压器 第一代： 50、60年代 热轧硅钢片 ( GB500-1964 按“64”标准生产) 第二代： 70年代 冷轧硅钢片 ( GB1300-1301 1973 按“73”标准生产) 第三代： 低损耗节能型变压器 第四代： 非晶变压器n80年代中期，我国强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗变压器。n从1998年开始，在全国推行两网改造，用S9系列配电变压器取代S7系列。 1 变压器的合理选

14、用1 变压器的合理选用n选用节能型变压器nS9系列比S7系列n空载损耗平均降低8%n短路损耗降低24%n油重降低17%n总重量降低20%n非晶合金铁芯变压器n 用替换S7n选用节能型变压器n卷铁心比叠铁心n损耗降低10% 25%n空载电流下降50%n噪声显著下降n非晶合金铁芯比冷轧硅钢片n 空载损耗下降70% 80%1 变压器的合理选用1 变压器的合理选用n某企业400KVA变压器，用非晶变压器替代 S9变压器非晶S9空载损耗（w）170810年空载损耗电量(kwh)1489.27095.6年节约电费(元）3363.84 (按0.6元/kwh)回收期（年）4.72 变压器的经济运行n(1)变压

15、器经济运行区 工矿企业电力变压器经济运行导则GB/T13462-92JZ=PkzzP02 变压器的经济运行2 变压器的经济运行某企业有变压器参数如下: SN=1600KVA P0=1.72Kw Pk=10.17Kw I0%=0.15 Uk%=6.2 经常性负荷 P=1200Kw cos=0.93 (无功当量K取0.1)问: 该变压器是否运行在经济区?2 变压器的经济运行nP0 - 空载损耗 P0z - 空载综合功率损耗nPk - 负载损耗 Pkz - 额定综合功率损耗n - 负载系数 K - 无功当量nQ0 - 空载无功损耗 Q0z -空载综合无功损耗nQ- 无功损耗 P -有功损耗nQK -

16、 负载无功损耗 Pz -综合损耗nI0 - 空载电流 Uk -阻抗电压2 变压器的经济运行nP0z= P0 +K* Q0 Pkz= Pk +K* Qk nPz= P0z + 2 * Pkz n Q0= I0% * SN*10-2 n Qk= Uk % * SN*10-2njz=PkzzP02 变压器的经济运行n根据上述公式计算可得:jz= 0.31最佳运行区 ( 1.33JZ2 0.75 ) : 0.12 0.75经济运行区 (JZ2 1 ) : 0.09 1 最劣运行区 ( 0 JZ2 ) : 0 0.092 变压器的经济运行2 变压器的经济运行n再进一步分析，P=1200KW 时的负载率是

17、=1200/ (SN*cos )=80.6% 此时的损耗率为1.237% 而经济负载时损耗率为0.836% 如果调整负载在最佳运行区内运行，可年节约有功电量7.5万KWh2 变压器的经济运行n“大马拉小车”是指变压器长期不合理的轻载运行，它使变压器容量得不到充分的利用，效率降低。人们习惯以变压器的容量利用率作为划分“大马拉小车”的标准。节电措施中规定变压器负荷率小于30%即为“大马拉小车”。 n进一步分析还可以知道: “大马拉小车”的临界负荷为SN*0.09=144KVA 此时的负荷率为9% 因此，上述负荷率小于30%即为“大马拉小车”的说法是不科学的。n(2)调整负载曲线节能n日负荷率：用电

18、体系的日平均负荷与最大负荷之比。n负荷率是衡量企业用电单位平均负荷与最高负荷的差异程度、反映企业用电均衡程度的一个指标。2 变压器的经济运行2 变压器的经济运行n削峰填谷 将负载曲线高峰负载时段的部分负载调整到低谷负载时段，让部分用电设备躲过系统负载高峰，而在低谷段运行。 这里讲的削峰填谷并不是指电网调度中的峰和谷，而是企业自身用电负荷的峰和谷。 n(3)提高功率因数运行2 变压器的经济运行电电 机机 系系 统统 节节 能能1.电机系统节能的背景 电机系统是由电动机、（调速传动装置）和拖动机械负载组成。 工业电机系统是主要电力用户，我国发电量的60%70%左右用于驱动电动机作功，其中有90%是

19、交流电动机。国家电动机调速技术产业化途径与对策的研究统计表明，我国风机、水泵的应用范围极广，涉及市政供水、电力、煤炭、石油、化工、造纸、建材等多个行业，这些装置又占去电机耗电的一半以上。 1.电机系统节能的背景1.电机系统节能的背景中外电动机和拖动设备效率对比我国生产和在用的电动机以Y系列为主，占据了近90%的市场份额，其 效率平均值为87.3%。美国高效电动机效率平均值为90.3%，该效率为美国能源政策法令所规定的市场准入水平，美国超高效电机的效率平均值为91.7%。我国Y系列电动机效率比美国等先进国家的高效水平平均低3%，比美国超高效水平平均低4.4%。虽然目前国内已经有40多家企业能够生

20、产高效电动机，但高效电动机的市场规模依然很小，仅占整个市场的10.4%,且相当一部分高效电动机出口海外，真正的国内需求较少。风机、泵、压缩机产品效率比国外先进水平低2-4个百分点，虽然设计水平与国外先进水平相当，但制造技术和工艺有差距。 1.电机系统节能的背景运行效率（%）国际差距中小电动机 87（设计）3 5（运行）风机水泵75（设计）8 10（运行）拖动系统20%1.电机系统节能的背景 由于系统设计、选型匹配不合理等原因，我国电机驱动系统的能源利用效率与国际先进水平相比还有较大差距。1.电机系统节能的背景国际电机系统节能推进项目美国：1993年，美国能源部启动了“电机挑战项目”，目的是 提

21、高美国工业电机系统能效，提高环境质量。欧盟：2003年，欧盟启动了“电机挑战项目”，其目的是帮助 欧盟的工业用户提高电机系统的能源效率。1.电机系统节能的背景 中国政府电机系统节能推进项目终端用能效率项目：2005年，国家发改委、联合国开发计划署和全球坏境基金联合发起的“终端用能效率项目（EUEEP）”正式开启，项目规划为12年，分4期执行，首期获得全球环境基金技术援助款1700万美元。C01子项目：开发电机系统节能培训教材A06子项目：制定和示范实施现有和新增电机系统优化设计准则A07子项目：电机系统节能服务机构的电力建设A15子项目：企业电机系统节能的培训和教育2.电机系统节能技术电机系统

22、节能电机系统节能电动机电动机调速装置调速装置风机、水泵风机、水泵电机经济运行高效调速装置泵类负载的效率风机、泵类负载节能技术风机、泵类负载节能技术2.电机系统节能技术-高效电机系统电机系统节能诊断分析方法电机系统的节能的目的是达到整个系统效率的提高，它不仅追求电机和拖动设备等每个环节效率的最大化，而且要达到整体效率的最大化。由于电机系统是服务于终端负载的，因此对电机系统节能潜力的分析应与电能的流向相反，以终端负载为起点进行逆向分析。2.电机系统节能技术-电机经济运行电机系统节能诊断分析方法针对电机系统节能可以选择的节能技术有很多，但是并不是每一项节能技术用在任何一个系统中都会起到很好的节能效果

23、。提高电机系统效率的最有效的方法就是应用系统的方法对系统进行评估，不仅需要分析系统的供应端和使用端，而且要分析两者之间的相互作用，把关注的重点从单一设备转移到整个系统。2.电机系统节能技术-风机、泵的节能 目前，运行的风机、泵类设备，大部分是定速目前，运行的风机、泵类设备，大部分是定速运转的，水、气等流体的流量调节是通过调节运转的，水、气等流体的流量调节是通过调节挡板和阀门的开度来实现的，节流损耗较大，挡板和阀门的开度来实现的，节流损耗较大，并且在调节负荷时风机和水泵偏离运行的高效并且在调节负荷时风机和水泵偏离运行的高效点，导致风机和水泵的效率降低。点，导致风机和水泵的效率降低。2.电机系统节

24、能技术-风机、泵的节能根据风机泵类设备的相似理论： Q/Qe=n/ne H/He =(n/ne)2 P/Pe=(n/ne)3 Qe 额定风量He 额定压力Pe 额定功率 ne 额定转速 风门调节是人为的改变管网的阻力，用节流方法达到不同运行工况下的风机和管网风量、风压的匹配。 管网中的风机产生的风量和风压必须和管网所需要的风量和风压相匹配，所用风机的风压过大，远大于管网总阻力时，要维持管网所需要的风量，就必须将风机的风门调节的很小，其结果是风机产生的富裕风压全部消耗在风门的节流上，风门关的越小，节流损失就越大，风机的使用效率就越低。2.电机系统节能技术-风机、泵的节能风机的转速调节同样可以改变

25、风机的特性参数，风机的转速调节同样可以改变风机的特性参数，实现风机和管网之间良好的匹配。随转速的下降，实现风机和管网之间良好的匹配。随转速的下降，风量成一次方下降，风压成平方的关系下降，恰风量成一次方下降，风压成平方的关系下降，恰好和管网的阻力特性曲线相吻合，同时风机的功好和管网的阻力特性曲线相吻合，同时风机的功率跟转速成立方关系下降，很明显的把节流损耗率跟转速成立方关系下降，很明显的把节流损耗节省下来。节省下来。2.电机系统节能技术-风机、泵的节能2.电机系统节能技术-风机、泵的节能采用调节风机和水泵的转速，不仅能减少节流损采用调节风机和水泵的转速，不仅能减少节流损耗，提高风机和泵类负载的运

26、行效率，而且还可耗，提高风机和泵类负载的运行效率，而且还可以改善电动机的起动性能。一般的调速系统都具以改善电动机的起动性能。一般的调速系统都具有软启动的功能，可以减小启动电流，使风机、有软启动的功能，可以减小启动电流，使风机、水泵的起停更平稳，减少电机启动对厂用电和电水泵的起停更平稳，减少电机启动对厂用电和电机本身的冲击；并且由于平均转速的降低，延长机本身的冲击；并且由于平均转速的降低，延长了风机、泵和电机的轴承寿命，提高了机组的自了风机、泵和电机的轴承寿命，提高了机组的自动调节系统的反应速度和自动化水平。动调节系统的反应速度和自动化水平。2.电机系统节能技术-交流调速技术 19世纪，直流拖动

27、和交流拖动技术先后诞生，世纪，直流拖动和交流拖动技术先后诞生，20世纪，占整个电力拖动总容量的世纪，占整个电力拖动总容量的80%的固定的固定转速的拖动系统，都采用交流电机，而转速的拖动系统，都采用交流电机，而20%的的可调转速的拖动系统一直被直流电机所统治，虽可调转速的拖动系统一直被直流电机所统治，虽然交流调速方案早已得到应用，但无法和直流调然交流调速方案早已得到应用，但无法和直流调速系统相提并论。直到速系统相提并论。直到20世纪世纪70年代，一场席年代，一场席卷世界的石油危机，迫使人们投入大量的人力、卷世界的石油危机，迫使人们投入大量的人力、物力研究高性能的交流调速系统，节约能源，经物力研究

28、高性能的交流调速系统，节约能源，经过近几十年的努力，交流调速系统应用的比重逐过近几十年的努力，交流调速系统应用的比重逐渐上升，高性能的交流拖动系统正逐步取代直流渐上升，高性能的交流拖动系统正逐步取代直流拖动系统，正占据越来越大的市场份额。拖动系统，正占据越来越大的市场份额。 n 交流调速的基本类型序号调 速 类 型（电磁）1降压调速不改变同步转速2电磁转差离合器调速3绕线转子异步电机转子串电阻调速4绕线转子异步电机转子串级调速、内反馈调速5变极对数调速改变同步转速6变频调速2.电机系统节能技术-交流调速技术变频调速 变频调速是通过调节电机电源的频率，从而改变电机的同步转速实现调速的。随着电力电

29、子器件和控制技术的发展，变频调速技术在低电压领域已经得到了广泛的应用。近十年来，大功率电力电子器件的发展十分迅速，不断有新型的功率器件推出，从SCR、GTO、GTR发展到IGBT和IGCT，电力电子器件朝着大功率、高电压的方向发展，价格在不断下降而可靠性大大提高。新型电力电子器件的发展和巨大市场需求的推动，高压变频器的研制、生产和应用的速度在加快。我国在电动机调速技术的开发和应用方面，从80年代以来有了较大的发 展，但与发达国家相比还相当落后，近年来，国内高压变频器的研制有了很大突破，国产的高压变频器已经进入工业化生产阶段，并已经在电力系统中得到应用。2.电机系统节能技术-交流调速技术2.电机

30、系统节能技术-交流调速技术 高压大功率变频器的技术含量和可靠性要求高，如何在目前电力电子器件耐压水平低的情况下，解决大功率变频器直接在高压下运行的难题，并且使成本降到最低，成为各高压变频器生产厂家的竞争目标。当前主流的高压变频器解决方案有两种，一种是以R0BICON公司为代表的多重化技术，另一种是使用高压电力电子器件的中性点嵌位三电平技术。 2.电机系统节能技术-交流调速技术 改变转差率调速 是指电动机的同步转速不变，通过改变转子的滑差率来达到调速目的的调速方法。 改变滑差率调速有串级调速、内反馈调速等几种，内反馈按调速方式是串级调速的一种。串级调速是采用绕线式转子，在转子回路引入了一个反电势

31、，通过改变电势大小来改变滑差实现调速。由于利用逆变器把转子上的滑差功率返回到电网或电机定子，从而使调速效率较高。 2.电机系统节能技术-交流调速技术2.电机系统节能技术-交流调速技术 斩波调速斩波调速 高压变频调速高压变频调速1无变压器，系统简单，占地面积小，减少了变压器损耗。1变频调速使用在高压电动机上需变压器，一方面增加了投资，一方面增加了损耗。2 控制功率是电机功率的15%2控制功率是电机功率的100%3 控制电压低，1000V3控制电压高，6KV或10KV4谐波分量小，电流波形畸变率小于5%。电机绕组的分布,降低谐波4 需要滤波装置5可靠性高，故障时可以转速平滑地转入全速运行。 5旁路

32、很难直接把电机转入全速6效率高，约5%。没有变压器损耗电力电子器件开关损耗低电机比普通电机高2个功率等级，效率高6有变压器损耗电力电子器件损耗高电机工作在非正弦电流，谐波损耗大7价格低7价格高2.电机系统节能技术-交流调速技术 斩波调速斩波调速 高压变频调速高压变频调速8绕线电机，带滑环。8鼠笼电机，维护量小。9 需要频敏或水阻启动。2软启动性能好。10特性偏软。 10 可以采用矢量控制或直接转矩控制，控制精度高11需要特殊电机11使用于普通电机2.电机系统节能技术-电机降压调速节能n 电机降压调速节能电机降压调速节能n使用于小容量电机及恒转速负载n转速调节范围小n调压方法有Y转换法（接改Y接

33、）、串电抗器、用cos控制器等方法n降压恒频调速的缺点是机械特性变软，过载能力差，启动转矩减小，转矩负载调速范围小。随着变频调速技术的发展，降压恒频调速已不作为调速的主要手段，常用于中、大功率感应电动机的降压起动 。2.电机系统节能技术-电机降压改造节能n高压电机改低压高压电机改低压n315KW以下容量的高压电机改造为低压电机。n采用低压变频控制电机转速。n目的是提高可靠性和降低成本。2.电机系统节能技术-电机降压改造节能高压电机改低压 性能指标改造前改造后改造前后对比1额定容量（KW）200200相等2长期过载能提高203额定电压U(V)6000380高压改低压4效率（）8789提高25功率

34、因数0.840.85略提高6最大转矩TM/TN2.02.05略提高7起动转矩Tst/TN1.051.05相等8启动电流Ist/IN5.95.7相等山东某电厂6KV、200KW高压电机改造为380V低压电机前后数据比较： 2.电机系统节能技术-电机节能误区电机系统节能技术和误区节能技术：l 提高系统中单台设备的运行效率l 系统改造节能误区：l 误区1：要节能一定要有新产品？l 误区2 ：应用高效电机就一定节能？l 误区3：安装变频器就一定能节能？2.电机系统节能技术-电机节能误区应用高效电机就一定节能？来源：IEC60034-31标准中的电机和风机、水泵转矩-转速曲线图（来源：IEC60034-

35、31标准CD）对于风机、水泵等转矩与转速的平方成正比的负载，高效电机比低效电机的转速高，将导致高效电机的输入功率高于低效电机。2.电机系统节能技术-电机节能误区采用变频调速一定能节能？采用变频调速系统本身增加的损耗量。因为变频器自身的损耗有3%-6%，在变频器供电情况下感应电机将增加损耗1%-2%，系统总损耗将增加4%-8%。系统节电量少于、等于或稍大于增加的损耗量都是不可取的。（来源：上海电科所）无功补偿技术及应用n电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减

36、少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。 1 无功补偿技术概述1 无功补偿技术概述1 无功补偿技术概述n 电网中常用无功补偿方式包括：在变电所母线集中安装并联电容器组；在高低压配电线路中分散安装并联电容器组；在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；在单台电动机处安装并联电容器等。 1 无功补偿技术概述n 确定无功补偿容量时，应注意以下两点：在轻负荷时要避免过补偿，倒送无功造成功率损耗增加，也是不经济的。功率

37、因数越高，每千乏补偿容量减少损耗的作用将变小，通常情况下，将功率因数提高到0.95就是合理补偿。 n 安装无功补偿主要是为了降损节能，如输送的有功P为定值，加装无功补偿设备后功率因数 由cos提高到cos1，因为PUIcos，负荷电流I与cos成反比，又由于PI2R，线路的有功损失与电流I的平方成正比。当cos升高，负荷电流I降低，即电流I降低，线路有功损耗就成倍降低。反之当负荷的功率因数从1降低到cos时，电网元件中功率损耗将增加的百分数为PL%，计算如下： n PL%(1/cos2-1)100% 2 无功补偿降损节能2 无功补偿降损节能n 功率因数降低与功率损耗增加的百分数之间的关系如下表

38、。 cos0.95 0.90.850.80.750.70.65%1123 3856781041363 无功补偿减少配电设备容量需求n如需要的有功不变，则由于需要的无功减少，因此所需要的配变容量也相应地减少S计算如下： SS-S1P(1/cos-1/cos1) 可以减少供电设备容量占原容量的百分比为S/S计算如下： S/S=(cos1-cos)/cos1 =(1-cos/cos1) 4 无功补偿改善电能质量 电网中无功补偿设备的合理配置，与电网的供电电压质量关系十分密切。合理安装补偿设备可以改善电压质量。 负荷(P+JQ)电压损失U简化计算如下： U=(PR+QX)/U 式中: U-线路额定电压

39、，kV P-输送的有功功率，kW Q-输送的无功功率，kvar R-线路电阻， X-线路电抗， 4 无功补偿改善电能质量 n 安装补偿设备容量Qc后，线路电压降为U1，计算如下： U1=PR(QQc)X/U 很明显，U1U，即安装补偿电容后电压损失减小了。n接入无功补偿容量Qc后电压升高计算如下： U-U1=QcX/U 由于越靠近线路末端，线路的电抗X越大，因此，越靠近线路末端装设无功补偿装置效果越好。 无功补偿改善电源三相不平衡无功补偿改善电源三相不平衡(以高层建筑配电为例说明) 高层建筑一般以楼层为单位供电，楼层是按功能高层建筑一般以楼层为单位供电，楼层是按功能划分的，有的层为商场，有的层

40、为写字间，有的层为划分的，有的层为商场，有的层为写字间，有的层为客房，有的层为公寓等。由于楼层功能不同，不可能客房，有的层为公寓等。由于楼层功能不同，不可能同时使用，导致三相不平衡负荷。同时使用，导致三相不平衡负荷。 另外在高层建筑中除了水泵、风机、电梯等少数另外在高层建筑中除了水泵、风机、电梯等少数设备为三相负荷外，大量的设备如照明、空调等各种设备为三相负荷外，大量的设备如照明、空调等各种电器均为单相负荷，这些单相负荷的使用无法保证其电器均为单相负荷，这些单相负荷的使用无法保证其同时性，也导致三相负荷不平衡，由此可知，在高层同时性，也导致三相负荷不平衡，由此可知，在高层建筑中存在着三相不平衡

41、问题。建筑中存在着三相不平衡问题。 4 无功补偿改善电能质量 n三相不平衡会产生以下后果： (1)三相不平衡产生中线电流，严重时超过相线电流，如中线电流过大，烧毁中线，负载端会产生高电压，危及用电设备的安全。 (2)三相不平衡产生中线电流，中性点的电压产生偏移，导致三相电压不平衡，因此 电力变压器运行规程规定，对Y/Yno接线的变压器中线电流不能超过额定电流的25，国标GB50052中也规定应尽量使三相负荷平衡。 (3)三相不平衡对配电变压器和配电线路造成附加损耗(损耗包括铜损和铁损)，附加铜损主要是指在高低压配电线路和变压器高低压绕组上。4 无功补偿改善电能质量 n采用分相补偿与三相补偿相结

42、合的晶闸管投切的TSC装置，以三相不平衡电流和无功电流为判据，实现不平衡补偿和无功补偿，做到无功补偿与三相不平衡补偿的统一。 4 无功补偿改善电能质量 4 无功补偿改善电能质量n解决不平衡问题的新方法：5 无功补偿新技术一、静止无功补偿器， 简称SVC （1）晶闸管投切电容器，简称TSC）， （2）晶闸管控制电抗器，简称TCR）， （3）磁控电抗器，简称MCR）。二、静止无功发生器，简称SVG 5 无功补偿新技术 TSC 晶闸管投切电容器 只能分组投切电容器，不能连续调节无功功率，但是控制简单，成本较低，并且无谐波电流，适合在电网的低压负载端进行分散无功补偿 。nTCR-SVC（10KV）5

43、无功补偿新技术5 无功补偿新技术MCR磁控电抗器（35KV直挂）5 无功补偿新技术SVG（10KV升压到35KV）MCR MCR装置ZJ-TBB3510000CKSF-12000/38.5ZJ-TBB3510000ZJ-TBB3510000ZJ-TBB3530005 无功补偿新技术MCR是一种性能优异的可调电抗是一种性能优异的可调电抗 通过调节内部励磁大小，调节电抗器的电抗值，通过调节内部励磁大小，调节电抗器的电抗值，从而达到输出感性无功的无级调节。从而达到输出感性无功的无级调节。5 无功补偿新技术磁控电抗器采用直流助磁原理，利用附加直流，励磁磁化铁心，改变铁心磁导率，实现电抗值的连续可调，其

44、内部为全静态结构，无运动部件，工作可靠性高。5 无功补偿新技术n型 号：BKSF-12000/38.5n容 量：12000kvarn额定电压：38.5kVn额定电流：180An额定频率：50Hzn调节容量范围：2%100%n无功调节时间：300msn无功调节精度：1%n损耗：2n外绝缘爬电比距：31.5mm/kVn谐波水平：5次小于0.5%,7次小于0.4%n过载能力：150%n噪声：小于78dBn冷却方式：油浸风冷(ONAF)n变压器油：#45油n连接方式：三角形接线n安装地点：户外n使用年限：25年以上5 无功补偿新技术TCR 电 容 器谐 振电 抗 器TCR5 无功补偿新技术单相基本结构

45、就是两个反并联的晶闸管与一个电抗器相串联，而三相多采用三角形连接。这样的电路并联到电网上，就相当电感负载的交流调压电路的结构。其基本原理就是控制T1、T2的角使电抗器产生连续变化的感性无功。5 无功补偿新技术角的位移范围L180，位移因数始终为0，也就是说基波电流都是无功电流。当=90时，晶闸管完全导通，导通角=180与晶闸管串联的电抗器相当于直接接到电网上，这时其吸收的基波电流和无功功率达到最大值。当触发延迟角在90180之间时，晶闸管为部分区间导通，导通角 180，增大触发延迟角的效果就是减小电流中的基波分量，相当于增大补偿器的等效感抗，或者减小其等效电纳，因而减小了其吸收的无功功率。5

46、无功补偿新技术SVG 5 无功补偿新技术SVG的基本原理就是将自换相桥式电路通过变压器或者电抗器并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电压的幅值和相位，或者直接控制其交流侧电流就可以使该电路吸收或者发出满足要求的无功电流，实现动态无功补偿的目的。 5 无功补偿新技术5 无功补偿新技术比较项目比较项目MCR型型SVCTCR型型SVCSVG开关投切开关投切投资投资小大大小运行方式运行方式无级调节（连续）无级调节（连续）无级调节（连续）分级投切（离散）可靠性可靠性可靠性高，免维护可控硅阀组易损坏，维护量大技术尚不成熟，可靠性差，IGBT阀组易损坏，后期维护成本非常高维护量大谐波水平谐波水平1%10%3%0.5%投切涌流投切涌流无无无7倍以上有功损耗有功损耗平均0.2%-1%平均2%-4%平均24%很小占地面积占地面积为TCR的1/10很大，难布置大大调节时间调节时间20300 ms部分厂家能够做到2040ms2040 ms2040 ms0.8 S过载能力过载能力150%无无无电磁污染电磁污染无辐射大量磁场，