浅谈企业电力用户节能技术应用

蔡耀星

（广东电网公司佛山供电局，佛山三水，528100）

0 引言

我国经济快速增长，工业化和城市化进程加快，对电力能源的消费需求增长巨大，但电力开发不是无止境的，全球的能源无法支持无限度的能源消耗，在资源越来越匮乏，能源安全形势日趋严峻的今天，必须大力开展节电工作。

1 用户侧节能主要技术措施

1.1 合理选择节能型变压器

电网降损节能的重要措施之一是合理选择变压器容量，如果选择的变压器容量过大,就会形成“大马拉小车”的现象，使变压器长期处于轻载的状态，不仅仅增加设备投资,而且还会使无功损失增加；目前大工业是按变压器容量计收基本电费，变压器容量过大会增加企业基本电费的支出。如果变压器容量选择过小,将会使变压器长期处于过负荷状态,铜损增长，且容易烧毁变压器。在实际应用中,我们可以根据企业不同的生产班制及负荷曲线，按年电能损耗最小法选择变压器，该方法以年电能损耗最小为原则，从节能角度看较合理，变压器容量按在正常使用时负荷和最高经济负荷之间进行选择。一班制生产企业，选择变压器容量可按正常使用负荷并略留裕量；二班间断和三班间断生产企业，选择变压器容量可分别按正常使用负荷高一级和高二级左右的容量选择；三班连续制生产企业，选择变压器容量可按最经济负荷选择。由于该方法只考虑年电能最小损耗，还未考虑其他影响因数，还不够全面。综合考虑装设变压器投资并按变压器年电能损耗最小和最低运行费用来确定变压器容量，才是经济合理的。

1.2 采用无功补偿，提高功率因数

目前工厂企业大部份负荷为感性负荷，功率因数较低，为改善功率因数，降低电网损耗，需采用无功补偿措施。经无功补偿后，设备功率因数cosΦ2大于补偿前功率因数cosΦ1，由公式ΔΡ%=（1-cosΦ1/cosΦ2）×100%可得出提高功率因数后，线损率也下降了。目前，供电部门一般采用功率因数考核与用户电费支出相挂钩的办法，鼓励用户提高功率因数。因此提高功率因数不仅可以降低线路的损耗，而且对减少电费支出也是立杆见影的。

无功补偿通常有以下几种方式：①集中补偿：在高低压配电线路中安装电容器组；②分组补偿：在配电变压器低压出线柜侧安装并联补偿电容器；③单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。

第三种补偿方式，因电动机与电容器直接并联，同时投入或停用，克服了集中补偿和分组补偿的缺点，实现无功就地补偿，可使无功不倒流，同时降低了电动机起动电流，减少接触器的火花，延长电动机与控制设备的使用寿命，是一种较为完善的补偿方式。

确定无功补偿容量时，应注意以下两点：

①分组补偿应装设自动投设装置，在变压器轻载时避免过补偿。

②功率因数一般提高到0.95较为合理，由于功率因数越高，每千乏补偿容量对减少设备损耗的作用将变小。

1.3 电机加装变频器，以达到节能效果

交流电动机以其结构简单，运行可靠、使用方便在企业中得到广泛应用，但是它有一个缺点，即难以实现调速运行，大多数由电动机驱动的设备，如风机、水泵等，常要求输出的流量能随时变化或自动调节，目前常靠控制截门和闸板来进行节流调节，造成大量的节流损失。应用变频技术可以方便地实现交流电动机的变速运行，这是因为三相电动机旋转磁场的转速与电源频率成正比，因而转子的转速也随着电源频率而变化，变频器可使输入三相50Hz的交流电输出为0.2-400Hz交流电，供交流电动机实现调速，实际使用表明，水泵、风机采用变频调节可节电30%以上，综合动力设备可节电50%以上。

1.4 照明系统节电改造

照明系统节电改造主要有两种方式，一种是更换为节能灯具，另外一种是安装照明节电器，其中安装照明节电器的节电效果受更换灯具的影响不大，主要是通过降压来实现节电。

1.5 空调系统节电改造

空调系统节电改造主要有两种节电方式，一种是更换变频空调，该方式节能效果明显，但需更换空调系统，成本较高；另一种方式是通过优化压缩机运行时间来进行节能，通过优化压缩机运行曲线，充分利用制冷设备剩余冷量来提高制冷效率。

2 节能技术应用

2.1 某企业用电设备基本情况

该企业是一家制罐企业，装变容量2500KVA,2012年月平均用电容量 51.65万kwh,其主要用电生产设备有压缩机、拉延机、风机、水泵、空调设备等。

2.2 用电设备运行情况分析

表一：变压器运行情况

表二：各生产线测试数据

从上面数据分析可得出：企业负载率长期偏低。根据该企业实际用电情况分析，该企业装变容量2000kVA即可满足使用需求;另外该企业部份生产线功率因数偏低。

2.3 节能技术应用建议

该企业可通过以下五个方面进行节能改造：变压器节能改造；无功补偿节能改造；压缩机节能改造；照明系统节能改造；空调系统节能改造。

2.3.1 变压器节能改造分析及建议

该企业使用的变压器为S9-M-2500变压器，且负荷率偏低，建议更换为S11-M-2000变压器，这样不仅可以降低变压器损耗，每月还可以节省基本电费11500元。（目前供电部门基本电费按变压器容量计收，标准为23元/月/kVA）。

2.3.2 无功补偿节能改造分析及建议

在车间加装就地补偿装置，可以降低线损，改善电压质量。每条生产线节约的电量约占用电量的0.26%-1.28%。

2.3.3 压缩机节能潜力分析及建议

压缩机在工频运行情况下，当储气罐的压力由于用户用气量减少而偏高时，必须通过泄载阀放掉部分空气，浪费了能源，通过调节电动机转速来调节产生的压缩空气，被泄载阀放掉的压缩空气就可以节省下来。该企业的5台压缩机管网是并联在一起的，对其中一台压缩机进行变频改造，作为调节管网压力用，这样可以保证管网压力恒定，从而达到设备的经济运行。

2.3.4 照明系统节能潜力分析及建议

建议一：更换节能灯具

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用紧凑型荧光灯替代白炽灯节电率可达75%，用高压钠灯替代高压汞灯节电率可达70%，所以更换节能灯具的节能潜力大，可行性高。

建议二：安装照明节电器

根据测试的数据可以分析出该公司的照明系统耗能较大主要体现在以下几点：

（1）该企业的照明系统供电电压较高，在生产负荷较低的情况下，电压升高的更加厉害，造成了不必要的能源浪费；

（2）照明系统三相电流不平衡，造成线路损耗大；

（3）由于电压偏高且不稳定，使各用电设备的实际使用寿命缩短，更换频率加快，耗费人力物力较多，维修费用增多。

针对以上用电特点，建议该公司在照明系统中，安装 “智能照明节电器”，智能照明节电器的自动检测控制系统采用全自动调压稳压技术，自动检测电网电压，自动把电网的余裕电压调整到合理范围，并保持稳压输出，供给设备正常用电，减少电能浪费，且始终保持在最佳的节电状态，达到最佳的节电效果。

2.3.5 空调系统节能潜力分析及建议

改变空调设置参数，提高夏季室内控制温度至26度以上，风机尽量使用低速档，将8台使用年限长、制冷量差的空调更换为变频空调。

2.3.6 节电效果对照表（见表三）

表三：节电效果对照表

3 结论

企业用户节能潜力巨大，通过节能改造，不仅可以减少用户的电费支出，还能提高电能的利用率。供电部门通过对企业生产特性，生产设备的分析，对企业节能措施提出建议，引导企业科学合理用电，起到了很好的节能效果。

刘利军.电气控制与节电系统设计［M］.北京：中国电力出版社，2013