《企业供电系统及运行》课件-第八章 企业的电能节约

第八章企业的电能节约1§8-1节约用电的意义和措施§8-2电动机与变压器的节能§8-3提高企业供电系统的功率因数2§8-1节约用电的意义和措施学习目标：1. 了解节约用电的意义。2. 了解节约用电的主要措施。一、节约用电的意义众所周知，能源是发展国民经济的重要物质基础。而电能是一种很重要的既清洁、又方便的二次能源，且在能源中所占比重越来越大。但由于我国人口众多，人均能源拥有量在世界上处于较低水平，能源紧张是我国现代化事业发展中面临的一个严峻的问题，电力供应紧张是其中问题之一。因此，在加强能源开发和搞好再生能源利用的同时，还必须最大限度地降低能源的消耗。由于电能在能源中的特殊地位，目前，节能的关键在节电。3§8-1节约用电的意义和措施我国电能的消耗70%以上来自企业，所以企业的电能节约特别值得重视。节约用电可以节省国家、企业相应的电力基础投资，企业可以降低成本、提高经济效益，还可以更好地保护环境。因此，在企业供电系统中，要特别重视节电。小提示：节约资源是我国的基本国策，具有长期性和艰巨性。研究节约用电的技术措施是企业电气工作人员的一项重要工作。4一、节约用电的意义§8-1节约用电的意义和措施51. 加强节电宣传，提高节电意识我国能源工作总方针是“开发和节约并重”“把节约放在优先位置”。企业应加强对全体员工节电的宣传，提高他们的节电意识，树立长期节电思想。2. 杜绝浪费现象我国的大中型企业具有规模大、人数多等特点。在很多职工中浪费电的现象严重，例如“长明灯”等，因此应教育职工节约用电。二、节约用电的措施§8-1节约用电的意义和措施63. 加强节电的科学管理建立健全用电管理机构，落实计划用电、节约用电和降低电力消耗的各项措施。制定一套科学有效的电力管理制度，建立厂、车间、班组的三级管理网络，责任落实到人。4. 合理调整电力负荷根据供电电网的供电情况和用电部门的不同用电规律，合理地、有计划地安排各用电部门的用电时间，以降低高峰负荷，填补负荷低谷，充分发挥发、变电设备的供电能力。二、节约用电的措施§8-1节约用电的意义和措施75. 开发使用节电设备随着新材料、新工艺、新技术的不断出现，企业电气设备不断向节能、低耗的方向发展。例如，目前变压器、电动机因所占比重较大，耗电量也大，所以技术人员始终不停地在开发、研制、生产节能型产品。非晶合金低损失变压器技术、电动机变频调速技术、高效电机技术等新技术都得到了快速发展。企业在购置设备时，应优先购买节电设备。二、节约用电的措施§8-1节约用电的意义和措施86. 合理选择设备容量企业应根据所有用电负荷，科学合理地选择和配置变压器容量和台数以及经济运行方式，以提高设备的负荷率和运行效率，使损失降到最小。7. 提高功率因数无论是提高自然功率因数还是用无功补偿装置提高功率因数都可以使线路的电能损失减少，提高发、变电设备的供电能力。二、节约用电的措施§8-1节约用电的意义和措施9§8-2电动机与变压器的节能学习目标：1. 了解电动机和变压器的节能措施。2. 能正确计算变压器的功率损失和经济运行条件。10电动机既是企业中应用最广泛的电气设备之一，也是消耗电能的主要设备之一。合理选择和使用电动机在企业中十分重要。1. 合理选择电动机合理选择电动机类型、功率，以及其他技术参数，使其符合所拖动的生产机械的负荷特性，使其在各种状态下稳定地工作，发挥其经济、技术上最佳效果。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能11（1）优先选择节能电动机所谓节能电动机，就是在设计制造上全面减低电动机本身的功率损失，以提高电动机的效率。例如，Y系列电动机在较宽的负载范围内效率都较高，功率等级多，可以避免“大马拉小车”的弊病，具有启动转矩高、体积小、重量轻等优点。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能12（2）合理选择电动机类型对启动、调速和制动无特殊要求的生产机械，应选择笼型电动机；若重载启动的生产机械，选用笼型电动机不能满足启动要求或加大功率不合理时，或调速范围不大的生产机械，且低速运行时间较短时，均以选用绕线式电动机为宜；若对启动、调速和制动有特殊要求的生产机械，在交流电动机达不到要求时，可以选择直流电动机。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能13（3）合理选择电动机功率运行实践表明，感应电动机的效率和功率因数是随负荷率的变化而变化的。因此，若选用的电动机功率合适，不但能节约电能，而且还可以提高功率因数，降低无功损失。例如，当电动机的负荷率低于40%时，可直接更换小功率的电动机。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能14（4）合理选择电动机的机械特性根据负荷特性合理选择电动机，对于提高电动机运行时的安全可靠性和节约电能具有实际意义。只有电动机的机械特性与它所拖动的生产机械的负荷特性相匹配，才能达到既安全可靠又经济的目的。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能152. 采用节电调速利用电磁转差离合器调速、利用晶闸管串级调速、利用变频调速器调速均能使效率较高、损失小、节电效果明显。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能163. 提高功率因数（1）减少电动机的空载损失感应电动机的空载损失主要是无功功率损失，减少电动机空载损失的常用方法是利用空载自停装置，减少有功和无功功率损失，提高电动机的功率因数。（2）提高检修质量通常感应电动机出厂时各项技术参数是最佳的，而检修质量的好与坏对感应电动机的功率因数影响很大。因此，确保检修质量，以达到或接近出厂时各项技术参数，就能达到节电的目的。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能174. 定期保养、维护电动机的维护和保养往往不被重视，会造成电动机的效率降低，损失增加。电动机要定期检修、经常保养、及时维修，才能使电动机始终处于最佳状态，保证其效率和功率因数维持在较高的水平。§8-2电动机与变压器的节能一、电动机的节能18§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能变压器的节能主要有两个方面：一是要选低损失型的变压器；二是要减少变压器运行时的功率损失。变压器在供用电设备中属于效率较高的设备之一。由于它是电源设备，需要长期连续运行，因此，变压器运行时的节能尤为重要。1. 经济运行与无功经济当量的概念变压器的经济运行是指变压器（单台或多台）运行时本身的有功损失最小、经济效益最佳的运行方式。19§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

20§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能2. 变压器的功率损失及其计算变压器功率损失包括有功功率损失和无功功率损失两大部分。（1）变压器的有功功率损失变压器的有功功率损失由两部分组成。21§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

22§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

23§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

24§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

25§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能这部分无功损失与负荷电流的平方成正比。因此，变压器的无功功率损失为：26§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能在负荷计算中，SL7、SL9、S7、S9等型低损失电力变压器的功率损失可按下列简化公式近似计算。27§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

28§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能4. 两台变压器的经济运行若变电站有两台型号完全相同的变压器，假设变电站的总负荷为S。一台变压器单独运行时，它承担的总负荷为S，因此其变压器的有功损失换算值为：29§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能若两台变压器并联运行时，每台承担S/2的容量，因此可以求得两台变压器有功损失换算值为：30§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能

两台变压器经济运行的临界负荷31§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能32§8-2电动机与变压器的节能二、变压器的节能例8-1：某企业变电站有两台S9-1250/10型变压器（Dyn11连接），试计算该主变压器经济运行的临界负荷值。33§8-3提高企业供电系统的功率因数学习目标：1. 能正确计算功率因数。2. 掌握提高功率因数的措施。

34一、功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数35瞬时功率因数只用来了解和分析企业或设备在生产过程中无功功率的变化情况，以便采取适当的补偿措施。2. 平均功率因数平均功率因数亦称加权平均功率因数，按下式计算一、功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数36

一、功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数37小提示：在供电系统中许多设备是根据电磁感应原理而工作，依靠磁场来传送和转换能量的，如变压器、电动机、感应炉等。它们在运行中不仅消耗有功功率，还需要一定的无功功率，功率因数因此存在。无功功率是磁场能量交换所必需的，是感性的负载正常工作所必不可少的条件，绝不是无用功率。一、功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数38企业节约电能的途径之一是提高功率因数。因为输送同样的有功功率，功率因数低则取用的无功功率大，视在功率和总的电流也大，从而导致电能损失和电压损失的增加，所以电力单位及企业均希望提高功率因数。二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数391996年电力工业部制定的《供电营业规则》明确：“用户在当地供电企业规定的电网高峰负荷时的功率因数，应达到下列规定：100千伏安及以上高压供电的用户功率因数为0.90以上。其他电力用户和大、中型电力排灌站、趸购转售电企业，功率因数为0.85以上。”提高功率因数的方法主要是提高自然功率因数和采用人工补偿。二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数401. 提高自然功率因数的方法提高自然功率因数是指不用任何补偿设备，采用降低用电设备本身所需的无功功率的方法，从而改善其功率因数。这主要是从合理选择和使用电气设备，改善它们的运行方式以及提高对它们的检修质量等方面着手，这是提高功率因数的经济的、积极有效的方法。二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数41（1）合理选择、使用电动机用于异步电动机励磁的无功功率占电力系统总无功功率的70%左右，合理选用异步电动机是提高自然功率因数的重要措施之一。应保证电动机经常在75%以上的负荷状态下运行，尽量减少备用容量。有条件时异步电动机可采用Y-△降压启动方式。二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数42电动机负载率与功率因数、效率的关系见下表。二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数电动机负载率与功率因数、效率的关系43二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数（2）适当降低电动机的运行电压异步电动机轻载运行时，可适当降低其运行电压，以提高自然功率因数和节约电能。（3）安装空载自动断电装置对于存在周期性空载运行的电动机，可安装空载自动断电装置，以控制电动机的空载损失。因为空载时电动机消耗的无功功率占额定负载时消耗无功功率的60%～70%，所以安装空载自动断电装置，可以使电动机的自然功率因数显著提高。44二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数（4）提高电动机的检修质量由于震动或弯曲，以及轴承的磨损或偏心，电动机的气隙会出现不均或过大的情况，磁阻增大，导致电动机的无功功率增加。因此，应定期检修电动机并提高检修质量。电动机是运行费用大于成本费用的设备，必要时应淘汰旧电动机，更换为新电动机。45二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数（5）合理选择与使用变压器合理选择变压器的容量，低损耗变压器的最佳负荷率约为50%；及时切除空载变压器，减少变压器的空载损失；变压器应实行并联运行，并联运行的变压器应根据负荷变化特点实行经济运行；根据电网运行情况及时调整变压器的分接开关，以防止变压器过励磁。（6）调整工艺生产过程，改善设备运行制度在生产工艺允许的条件下，将消耗无功功率大的设备安排在系统无功负荷低谷时运行。46二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数（7）采用电缆供电或减小架空线几何间距因为电缆线路的电抗为零，电缆供电没有无功损耗，并且电缆线路的电容电流较大（电缆各相之间及各相对外皮之间就像电容器一样，当电缆充电后，就会有微小的电流，这个电流称为电缆的电容电流），有一定的无功补偿作用。（8）均衡变压器负荷对于使用多台变压器的企业，均衡各变压器的负荷可以减少变压器阻抗中的无功损耗。47二、提高功率因数§8-3提高企业供电系统的功率因数2. 人工补偿企业（尤其是耗电量高的单位）仅仅依靠提高自然功率因数的方法一般不能满足要求，还需装设无功补偿装置，对功率因数进行人工补偿。其基本原理是把具有容性无功功率负荷的装置并接在感性负荷的电路中，由于感性和容性负荷之间实现了能量互相交换，因此感性负荷所应吸收的无功功率能从容性补偿设备输出的容性无功功率中获得，从而使电源不再通过线路输送无功功率。企业中普遍采用在需补偿的电路上并联电力电容器的方法来提高功率因数。48三、无功补偿方式§8-3提高企业供电系统的功率因数1. 集中补偿集中补偿就是把电容器组集中安装在变电站的一次侧或二次侧母线上。集中补偿方式具有安装简便、运行可靠、利用率高等优点，因此被广泛应用，但它必须装设自动控制设备，使之能随着负荷的变化而自动投切，一般适用于企业变电站的补偿。49三、无功补偿方