工廠供電系統(tǒng)節(jié)能方法研究[權(quán)威資料]VIP

工廠供電系統(tǒng)節(jié)能方法研究 本文檔格式為 WORD,感謝你的閱讀。 摘要：電能是高價(jià)的二次能源，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的保障和重要的制約因素。其中，工廠用電占總體電能消耗的73%左右，因此工廠節(jié)約用電意義重大。本文從科學(xué)用電角度出發(fā)，講述了變壓器節(jié)能、電動(dòng)機(jī)節(jié)能及利用提高功率因數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的具體方法。 關(guān)鍵詞：工廠供電；變壓器節(jié)能；功率因數(shù) Abstract: power is the high cost of secondary energy, is the development of national economy security and important factors. Among them, the factory of general electric electricity consumption of about 73%, so the factory to save electricity is of great significance. This paper, from the Angle of the scientific electricity, tells the story of transformer energy saving, energy saving and use of motor improving power factor to realize the energy saving of the concrete method. Keywords: factory power supply； Transformer energy saving； Power factor TM4 A 1 概述 節(jié)約電能可以降低企業(yè)的電費(fèi)開(kāi)銷，可以不進(jìn)行再投資就能獲取較大的利潤(rùn)。當(dāng)越來(lái)越多的電氣產(chǎn)品應(yīng)用在每一個(gè)家庭，尋常百姓也密切關(guān)注電力節(jié)能，把節(jié)能放到了選擇電氣產(chǎn)品的重要位置。所以節(jié)約電能是一項(xiàng)利國(guó)利民的事業(yè)，對(duì)工廠用電的節(jié)能研究迫在眉睫。 目前，工廠電能節(jié)約的主要有下面幾種措施： （ 1）用電要納入計(jì)劃，加強(qiáng)非生產(chǎn)用電的管理，增加電能的利用率。 （ 2）采取經(jīng)濟(jì)運(yùn)行（如變壓器并聯(lián)運(yùn)行）的方式，盡量減少電能損耗。 （ 3）加強(qiáng)用電負(fù)荷的 調(diào)整，保證用電的持續(xù)、安全運(yùn)行。 （ 4）定期進(jìn)行檢修，加強(qiáng)巡視、保養(yǎng)和維護(hù)。 （ 5）盡量選擇節(jié)約性、安全性能卓越的電氣設(shè)備。 2 電力變壓器的節(jié)能方案 變壓器是工廠最常用的主設(shè)備，是電力轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本身是電力系統(tǒng)的耗能大戶。雖然現(xiàn)在生產(chǎn)出的變壓器效率越來(lái)越高，但是由于變壓器長(zhǎng)期運(yùn)行、容量較大、數(shù)量較多，各種因素集合到一起，耗費(fèi)的電能就嘆為觀止了。經(jīng)相關(guān)部門(mén)分析，變壓器空載運(yùn)行時(shí)所耗費(fèi)的能量約等于整個(gè)系統(tǒng)的耗費(fèi)量。其無(wú)功損耗占電力系統(tǒng)損耗的 20%上下。所以對(duì)變壓 器的損耗及其節(jié)能設(shè)計(jì)要給予高度的重視。 2.1 合理選擇變壓器型號(hào)和容量 在選擇變壓器的規(guī)格和性能指標(biāo)時(shí)，一定要把節(jié)能納入選擇的重要依據(jù)。要選擇能耗小、效率高的節(jié)能型變壓器。當(dāng)前的 S11 和 S12 系列變壓器就是一種設(shè)計(jì)比較成熟的節(jié)能型變壓器。它具有體積小、能耗小、質(zhì)量高的特點(diǎn)。變壓器選型的時(shí)候，一定要根據(jù)用戶的實(shí)際負(fù)荷來(lái)確定合適的容量。如選擇容量過(guò)高，負(fù)荷較少，會(huì)使變壓器的效率降低，有功功率減??；如選擇容量過(guò)小，變壓器處在長(zhǎng)時(shí)間的過(guò)載運(yùn)行狀態(tài)中，由于過(guò)載產(chǎn)生高溫，使變壓器的阻抗增加，增加電 能損耗。 2.2 合理采用變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式 通過(guò)變壓器的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷計(jì)算可知，負(fù)荷率約 70 75%，變壓器才在最經(jīng)濟(jì)的方式下運(yùn)行。當(dāng)兩臺(tái)容量相同、型號(hào)一致的變壓器并聯(lián)運(yùn)行時(shí)，應(yīng)計(jì)算好經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷，在臨界負(fù)荷內(nèi)運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)合理。通過(guò)分析可知，可以參考工廠電力負(fù)荷的變化來(lái)確定變壓器的運(yùn)行狀態(tài)。如，負(fù)荷較大， 1 臺(tái)變壓器不足以帶動(dòng)負(fù)荷時(shí)，需要并聯(lián)投運(yùn)另外一臺(tái)；當(dāng)負(fù)荷較低， 1 臺(tái)變壓器運(yùn)行完全可以勝任供電時(shí)，就退出另外 1 臺(tái)。通過(guò)靈活的控制，最大程度地降低了變壓器的能耗，使其在經(jīng)濟(jì)方式下運(yùn)行，降低 了企業(yè)的電力能耗和生產(chǎn)成本。 3 電動(dòng)機(jī)的節(jié)能方案 電動(dòng)機(jī)是應(yīng)用極廣的動(dòng)力電氣裝置，其消耗的電能占企業(yè)用電總量的 60%左右，所以電動(dòng)機(jī)的節(jié)能是企業(yè)和技術(shù)人員密切關(guān)注的問(wèn)題。電動(dòng)機(jī)的節(jié)能可依據(jù)下面幾個(gè)方案。 3.1.選擇適宜的電動(dòng)機(jī)容量、種類 電動(dòng)機(jī)選擇偏大的容量，會(huì)使電動(dòng)機(jī)輕載運(yùn)行，如果電動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)，則能量損耗很大。通常負(fù)荷率在 75%左右，電動(dòng)機(jī)的效率和使用性能會(huì)達(dá)到最佳，電動(dòng)機(jī)容量適當(dāng)，才能控制好無(wú)功功率，達(dá)到節(jié)能的終極目的。 根據(jù)配電設(shè)計(jì)的相關(guān)規(guī)范要求 ，通常對(duì)調(diào)速、制動(dòng)和起動(dòng)沒(méi)有特定說(shuō)明時(shí)，可選擇籠型電動(dòng)機(jī)；若需要轉(zhuǎn)矩較大、持續(xù)運(yùn)行的機(jī)械優(yōu)先選擇同步電動(dòng)機(jī)；若低速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間短，需重載起動(dòng)的工藝設(shè)備可選擇繞線轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)。 3.2.選擇適宜的電壓等級(jí)和負(fù)荷特性 對(duì)于配電線路短，過(guò)負(fù)荷能力和起動(dòng)轉(zhuǎn)矩限制不高的工段，一般選擇低壓感應(yīng)電動(dòng)機(jī)合適；反之，對(duì)于功率超過(guò)200kW 的，應(yīng)盡量選擇高壓電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性與節(jié)能也是相關(guān)的，如離心機(jī)和冰凍機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩要求不是很大，通常選取一般的電動(dòng)機(jī)即可；對(duì)于大容量的引風(fēng)機(jī)、空氣壓縮 機(jī)和皮帶傳輸機(jī)需要很大的轉(zhuǎn)矩，所以盡量選擇轉(zhuǎn)差率較高的電動(dòng)機(jī)。 選擇合理的電動(dòng)機(jī)節(jié)電調(diào)速模式，過(guò)去的電動(dòng)機(jī)調(diào)速，其缺點(diǎn)是效率低，耗電量大，目前主要利用變頻器、電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力耦合器以及晶閘管串級(jí)進(jìn)行調(diào)速。其中，變頻器最為常用。它利用改變電源的頻率來(lái)調(diào)節(jié)電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，對(duì)電機(jī)進(jìn)行速度的平滑調(diào)節(jié)，最終達(dá)到節(jié)電的要求。 4 功率因數(shù)的作用和補(bǔ)償方法 4.1 功率因數(shù)對(duì)供電的影響 功率因數(shù)是節(jié)能用電的一個(gè)重要參考指標(biāo)，它體現(xiàn)著電能的利用率，即通過(guò)功率因數(shù)的高低可以判定有 功功率和無(wú)功功率的大與小。所以，工廠用戶和其它的電力用戶，都希望提高功率因數(shù)，避免電能的浪費(fèi)。此外，過(guò)低的功率因數(shù)會(huì)給電力系統(tǒng)帶來(lái)許多不安定的因素。 4.2 提高功率因數(shù)的方法 提高功率因數(shù)最直接的方法就是采用無(wú)功補(bǔ)償，這樣會(huì)降低輸電線路及其電力設(shè)備的電能損耗，增加了電力系統(tǒng)的供電效率。工廠電力系統(tǒng)采取并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器和同步調(diào)相機(jī)三種設(shè)備進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償。其中，同步調(diào)相機(jī)應(yīng)用較為普遍，也是最早采取的補(bǔ)償方式。不過(guò)目前自動(dòng)補(bǔ)償電容器（并聯(lián)）在工廠使用最為廣泛。按照安裝地點(diǎn)和位置的差異分為 低壓成組補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償和低壓分散補(bǔ)償。 （ 1）高壓集中補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式是把電容器集中配置在工廠一次變電所的 6kV 或 10kV 母線線路上。它可以補(bǔ)償10kV 和 6kV 母線前各個(gè)回路的無(wú)功功率。該補(bǔ)償方式維修快捷投資成本低，廣泛適用于大中型的工廠。 （ 2）低壓成組補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式是面向車間的，即把電容器配置在車間變電所低壓母線上，該補(bǔ)償方式可以提高低壓母線前的無(wú)功功率，它可讓主變的視在功率變小，使得主變?nèi)萘窟x擇比較小，所以非常經(jīng)濟(jì)實(shí)用。中小型工廠和大型工廠的車間廣泛使用這種補(bǔ)償方式。 （ 3）低壓分散補(bǔ)償。這種補(bǔ)償方式即把電容器配置在工廠的下屬車間或者大型的用電設(shè)備旁。其最大的特點(diǎn)就是補(bǔ)償效果佳，補(bǔ)償范圍廣。缺點(diǎn)是維護(hù)不便、安裝成本較大。這種補(bǔ)償方式廣泛在補(bǔ)償量小、電力設(shè)備多而分散的工廠使用。 在工廠無(wú)功補(bǔ)償中，要合理地采取三種補(bǔ)償方法，也可以結(jié)合三種方法進(jìn)行綜合補(bǔ)償，這樣會(huì)取得更好的補(bǔ)償效果和經(jīng)濟(jì)效益。 5 節(jié)能改進(jìn)實(shí)例 下面結(jié)合上述補(bǔ)償方法談下如何提高功率因數(shù)，以小型淀粉廠為例。 （ 1）沉降工段： 1 臺(tái) 400 kVA 的箱式變壓器； （ 2）原料工段： 1 臺(tái) 100 kVA 變壓器； （ 3）蒸發(fā)工段： 3 臺(tái) 100 kVA 的變壓器。 節(jié)能改進(jìn)的最終目標(biāo)是：功率因素從 0.7 提高到企業(yè)正常供電要求的 0.95。 首先，離心機(jī)工段選擇低壓分散補(bǔ)償?shù)拇胧錈o(wú)功補(bǔ)償計(jì)算結(jié)果如下： 變壓器的效率通常按 0.8 進(jìn)行計(jì)算，可知 400 kVA 的變壓器的有功功率為 0.8400=320 kW ，若功率因數(shù)從 0.7調(diào)節(jié)到 0.95，則每千瓦功率要補(bǔ)償?shù)臒o(wú)功功率是 0.691 kvar。所以，沉降工段的 400 kVA 變壓器 的無(wú)功補(bǔ)償容量是3200.691221 kvar 。 其次，原料工段 100 kVA 的變壓器依據(jù)電力相關(guān)規(guī)定，即變壓器的容量不小于 100 kVA 原則上要進(jìn)行無(wú)功功率的補(bǔ)償，以此來(lái)提高變壓器的使用效益，與上述計(jì)算的方法相同，可以知道最終的無(wú)功補(bǔ)償容量是：0.6911000.855 kvar 。 最后，蒸發(fā)工段可以選擇調(diào)整變壓器運(yùn)行方式和低壓分散補(bǔ)償一體化的方式實(shí)現(xiàn)節(jié)能改進(jìn)。 3 臺(tái) 100 kVA 的變壓器按照原料工段的計(jì)算結(jié)果，可以分別補(bǔ)償 55 kvar 的無(wú)功功率，經(jīng)過(guò)上述方法的改進(jìn)， 該淀粉廠年耗電量降低了 13%，其無(wú)功補(bǔ)償投入的成本需 14個(gè)月即可收回。 6 結(jié)束語(yǔ) 能源的節(jié)約和挖潛是目前世界各國(guó)共同關(guān)注的問(wèn)題，保證電力資源的可持續(xù)發(fā)展和穩(wěn)定運(yùn)行，為國(guó)家經(jīng)濟(jì)建設(shè)和人民生活服務(wù)的任務(wù)是重中之重。本文抓住了電力變壓器、電動(dòng)機(jī)和無(wú)功補(bǔ)償三個(gè)電力節(jié)能的重要途徑，闡述了節(jié)能的方案，并通過(guò)節(jié)能實(shí)例鑒證了各種方案的可行和效果。 參考文獻(xiàn) 1 吳斌 .無(wú)功補(bǔ)償對(duì)低壓電網(wǎng)功率因數(shù)的影響 J.山西冶金， 2009（ 6）： 70 72 2 薛世華 .淺析電力 系統(tǒng)低壓電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)膯?wèn)題J.機(jī)電信息， 2009（ 36）： 199 200 3 陶淑嫻 .農(nóng)村電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償探討 J.云南電力技術(shù)， 2009（ 6）： 18 20 4 盧賢成 .工廠供電系統(tǒng)功率因數(shù)就地補(bǔ)償?shù)睦碚撆c實(shí)踐 J.有色冶金節(jié)能， 2006（ 4） 閱讀相關(guān)文檔 :公路城市化改造工程雨水設(shè)計(jì) 玻璃幕墻的全過(guò)程造價(jià)控制 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