电力资源是支持国民经济发展不可或缺的一种宝贵能源,电能的生产、传输、储存高效、洁净,它在现代工农业生产、人们日常生活及社会各个领域中已获得了广泛应用。工业工厂供配电系统是整个工厂生产的动力源泉的命脉,它的正常运行直接影响全厂安全生产。现代大型工厂供配电系统的主接线及运行方式都非常复杂,各种电器设备的数量和种类繁多。随着经济的快速发展、科技水平的不断进步,对电力的需求和要求也必然日益提高。在当前能源紧张的情况下,如何实现节能,降低损耗是当前工业企业急需解决的问题。
文中分别从工厂供配电系统中功率因数、变频器、照明系统和其他系统如何实现节能进行了具体的阐述。
关键词:节能 供配电系统 功率因数 变频器
工业是我国国民经济发展中的支柱性产业,对我国经济的快速增长起着极其重要的作用,随着工业发展速度的增快,对电能的消耗量也呈不断上升的趋势。随着全世界能源的危机,如何有效的节能已成为当前工业企业面临的重要课题。我国的工业企业耗能主要集中在工厂,工厂的供配电系统保障着企业的生产经营活动的正常进行,为企业提供生产经营用电及照明用电等,为了有效的节约能源,降低企业的生产成本,在工厂供配电系统中采取节能降耗措施,从而达到节约能源,科学合理用电,促进工业企业的节电工作的开展。
1 关于供配电系统节能降损耗的思考
1.1 变压器降损分析
变压器降损指的是完善变压器的设计技术和制造方法:一方面提高工艺,生产更低损耗的变压器,可通过降低变压器的空载损耗和负载损耗,提高效率来实现降损的目的。此外,还可以通过在绕组周围加装磁屏蔽结构,来实现降低变压器负载时的损耗。
1.2 供电线路损耗降低分析
电流在导线中传导过程中,会发生损耗,这些损耗包括两大方面:一方面是由导线的电阻产生的热量而造成损耗。导线的热损量计算公式为:
Q=I2Rt (1)
式中Q——热损量;
I——导线中传导的电流值;
R——导线的内电阻;
T——导线中电流传导的时间
另一方面的损耗是由于导线表面的电场击穿附近空气时,产生的发光、发热、发声等点晕损失。电路中能量的损耗实质就是能量的转变,由电能转变成了其他形式的能量:光能、热能、声波能量以及场能量等。电路中的损耗不仅降低了线路的输电能力,同时造成能源的浪费。目前我国普遍使用的电缆通常是钢芯铝绞线或铜芯绞线,钢芯铝绞线的内层一般是单股或多股镀锌绞线,外层则是由铝绞线组成,这种电缆在造价方面较低,但由于其电阻较大,因此产生的损耗也是较多,在工厂内部使用时,可考虑线路的老化速度,若老化速度较慢,较少接触腐蚀性强的物质,则不建议使用这种造价低,损耗大的普通电缆,建议使用电损耗低一些的低阻电缆。
1.3 提高供电系统的功率因数。
提高供电系统的功率因数,可以达到节能降损的目的。假设有功功率恒定不变时,P=IUcosφ,在实际使用中,可近似认为补偿前后电压相等(理论上补偿后的电压要略大于补偿前电压),即U1=U2,得出I1cosφ1=I2cosφ2,可推出线路中的损耗变化率△P%为:
ΔP%=(1-cosφ1/cosφ2)×100%(2)
以补偿前后功率因数cosφ1、cosφ2分别为0.75、0.96为例,其线损率降低22%。采用动态补偿装置,改变原来不同的功率因数,使其达到规定的功率因数范围内,实现充分补偿,提高供电系统的功率因数,降低损耗的目的。
2 关于工厂电气节能技术改造在供配电系统中的运用
2.1 尽可能选择节能型照明设备
工厂耗能中,照明是很大的一块,同样,在这方面节约能源损耗也是大有空间。选择节能型照明设备可以从具体工作场合具体分配原则入手,简单来说就是根据工作场所的需要,配备不同种类的高效照明设备,以达到降低电耗的目的,具体实施可按照以下方案进行:(1)在高大厂房或普通街道照明,照明设备需要悬挂在较高位置,采用高压钠灯或外镇流荧光汞灯;(2)在空间较小的场所,不要求照明设备悬挂位置时,可以使用荧光灯;(3)办公室、实验室等小空间的工作场所,尽量使用荧光灯,没有特殊要求,不建议使用白炽灯;(4)在某些场所需要用到气体放电灯时尽量使用低能耗的镇流器,并安装电容器,对设备进行补偿无功损耗。
2.2 使用低阻电缆
由上文分析,电缆的热损是线路中造成电损的一大重点,因此采用低阻电缆是一项切实可行的降损方法。低阻电缆的结构构造有很多种类,如铝合金芯高导电率铝绞线、钢芯高导电率硬铝绞线以及中强度铝合金绞线等等,结合造价成本和实际应用需要,笔者推荐钢芯高导电率铝绞线,它能满足普通用途的工厂电缆使用要求,首先,钢芯高导电率铝绞线的卖价不是很高,在大众企业工厂的可接受范围内;其次,相对于普通的钢芯铝绞线电缆,它有更加的节能导电效果。钢芯高导电率铝绞线,内层以镀锌钢线做芯,外层是由多层电阻率在61.5%IACS到63%IACS 之间的硬铝线绞合而成,这种电缆的导电性能,同面积截面情况下,钢芯高导电率铝绞线的导电率更好,损耗更少,截面在300mm2一下的电缆中效果最佳。
2.3 推广使用变频调速器
使用变频调速器不仅可以方便控制设备的工作状态,还可以降低机泵类设备流量改变时引起的电功率损失,使损失降至最低;另外,变频器可以装在控制室内,通过线路设计,可实现自控控制,根据工艺需要适时地调整温度、流量、压力等,即节省了人力,又节省了电力。在选择变频器容量时,可参考电机的实际功率,变频器的输出电流大于设备电机的额定电流10%为最佳;也可以根据计算公式:
以安全系数1.05为例,Pb = 1.O5pm/(ηmcosφ) kVA (3)
式中:Pb——变频器的容量
Pm——电机的负载.kW;
ηm——电机效率;
cosφ——功率因数。
计算得出Pb后,可以根据变频器产品目录选择合适的规格。
3 结语
工厂如何在不影响生产的前提下,于电气方面做到节能降损,这不仅能给工厂带来直接的经济效益,同时也响应了节能生产的社会理念,推而广之,还可以给我国社会主义现代化建设加油添力,带来不可估量的社会效益。
参考文献
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