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電氣節(jié)能論文
淺談電力設計節(jié)約電能的幾種途徑 摘要： 節(jié)電是涉及到節(jié)能的管理、技術、節(jié)能產(chǎn)品、政策導向、行政手段等多個方面。而且各企事業(yè)單位根據(jù)自身的情況, 側重面也不同。本文具體分析了電力設計節(jié)約電能的幾種途徑。
關鍵詞：電力設計， 節(jié)約電能， 途徑
前言
電能作為一種非常重要的能源, 由于它是能適合于多種目的的一種實用的能源, 例如可用于照明、可提供動力使機械設備運轉、可產(chǎn)生熱量加熱物體等; 使用電能還不會對周圍的環(huán)境造成污染, 所以電能已被廣泛的應用于現(xiàn)代工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)及人們的日常生活中, 現(xiàn)在可以說各行各業(yè)的生產(chǎn)和人們的日常生活都離不開電能。節(jié)電是涉及到節(jié)能的管理、技術、節(jié)能產(chǎn)品、政策導向、行政手段等多個方面。而且各企事業(yè)單位根據(jù)自身的情況, 側重面也不同。有綠色照明、現(xiàn)有建筑物能效的改進、低壓電機的改進、各種高效家用電器的使用等等; 應用較多的有冰蓄冷技術、蓄熱電鍋爐、儲熱式熱水器等。節(jié)能蓄能設備的推廣應用初期投資有的較大, 但具備一定的長效性。上海許多的住宅大樓、小區(qū)等物業(yè)公司, 由于運作機制、技術力量和財力等因素往往從管理著手, 小改小革。如照明光源以小換大、樓梯改成聲光控制、走道燈實施間隔照明、裝分表進行考核、附加獎懲制度等措施, 收到投入少、見效快的效果。除了管理和技術外, 可推廣選用節(jié)電節(jié)能的設備和照明光源。如大樓應急出口燈過去用8W小日光燈, 若改用LED發(fā)光燈, 功耗只有1W, 壽命還長。所投資金一年半即可以節(jié)電的電費中收回, 效果非常好。不過目前節(jié)電產(chǎn)品較多, 應進行必要的鑒別。從原理、實測
效率、壽命、價格綜合評估選用。
一、提高供配電系統(tǒng)的電壓等級
供配電系統(tǒng)的設計首先是根據(jù)用電設備的用電容量、特性、供電距離、及當?shù)毓搽娋W(wǎng)的現(xiàn)狀等因消耗及減少對環(huán)境的合理確定供電系統(tǒng)的電壓等級; 然后根據(jù)用電設備的電壓要求、負荷的大小與負荷的分布情況及配電范圍等確定配電系統(tǒng)的電壓等級。原則上應采用高電壓深入負荷中心供電, 避免低電壓、大容量、長距離送電, 以減少輸電線路損失, 提高電能質(zhì)量。
一般情況下, 單臺設備容量在8 0 0 0 ~ 1 0 0 0 kVA 時宜用3 5 kV 及以上的電壓供電, 單臺設備容量在2 5 0 0 0 kVA 以上時宜用1 1 0 kV 及以上的電壓供電。
之所以要采用高電壓深入負荷中心供電, 是因為電力系統(tǒng)的輸電電壓越高, 則電能輸送的距離就越遠, 輸送的電能功率也越大。輸送同樣功率的電能時, 如果采用較高電壓, 則輸電線路上流過的電流就小, 因此相同截面的輸電線路上的電能損失就小, 從而達到了節(jié)約電能的目的。在輸電容量相同、輸電距離相同及輸電線路截面相同的前提下, 采用6 kV 電壓供電與采用1 0 kV 電壓供電相比, 輸電線路的損失相差約2 . 8 倍; 同樣采用3 5 kV 電壓供電與采用1 1 0 kV 電壓供電相比, 輸電線路損失相差約9 . 9 倍, 可見提高供配電電壓等級是節(jié)約電能的有效措施。采用高電壓深入負荷中心供電的另一目的是要縮短配電線路的長度, 因為采用相同的電壓等級來輸送相同容量的電能,如果輸電線路越長則輸電線路的損耗也越大。還有如果采用較高的電壓來輸送同樣功率的電能, 因電流小, 輸電線路引起的電壓降也小, 更可保證用電設備得到質(zhì)量良好的電能, 可以說是一舉兩得。
二、提高功率因數(shù)
由于電網(wǎng)中大量使用感應電動機及變壓器等用電設備, 其中感應電動機的用電量將占全部用電量的6 0 % 以上。一般情況下, 感應電動機在額定負荷時的功率因數(shù)在0 . 8 左右, 在輕負荷時功率因數(shù)會急劇下降。往往傳動裝置所配的電動機功率偏大, 所以感應電動機很少會在滿負荷的狀態(tài)下運轉, 因此, 感應電動機運行時的功率因數(shù)一般都在0 . 8 以下。功率因數(shù)低意味著電力系統(tǒng)除了向用電設備供給有功功率外, 還需供給大量的無功功率, 從而使發(fā)電和輸配電設備的能力不能被充分利用。功率因數(shù)低還意味著輸電線路的損耗大及輸配電線路的電壓降大。
提高功率因數(shù)的意義:
1、減少電網(wǎng)中的無功功率損耗, 使發(fā)電和輸配電設備的供電能力得以提高。
2、減少供配電系統(tǒng)的電壓降。提高供配電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。
3、減小視在功率及負荷電流, 導致變配電設備如變壓器和電纜截面有了富裕, 從而可以輸送更多的電能, 向更多的用電設備供電。
4、提高功率因數(shù), 可以減小輸電線路的截面及降低變壓器的容量等, 減少工程的投資費用。
提高功率因數(shù)可使輸電線路的損耗大為減少。所以說提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)是節(jié)約電能的另一有效措施。
通常供配電系統(tǒng)的無功功率補償應按用電設備的電壓等級分級分區(qū)補償, 當單臺用電設備容量較大, 配電線路及運行時間較長且功率因數(shù)又較低時, 應盡量做到就地補償, 補償后的功率因數(shù)值應保證在0 . 9 以上。對于用電負荷波動大的配電系統(tǒng)應采用自動控制的無功功率補償裝置, 來自動調(diào)整功率因數(shù),
以避免輕載時出現(xiàn)過補償現(xiàn)象。
三、選擇最佳導體截面
導體使電能輸送成為可能, 但是由于導體電阻的存在, 使導體在傳輸電能過程中要消耗掉一些能量。通常設計中選擇導體的截面是按滿足允許溫升、電壓損失、機械強度等要求的最小截面來選擇, 而不是按最佳導體截面來選擇。所謂最佳導體截面就之和達到最少時的截面。比如說如果采用規(guī)定的導體截面的最小者, 那么初始投資是小了, 但會造成較大的線路損耗和導體較熱的運行; 如果采用較大截面的導體, 初始投資雖然要大一些, 但線路的損耗減小了, 使線路在整個壽命使用期中節(jié)約了電能和費用, 且所節(jié)約的電能和費用要相當于因增加導體截面而增加的費用的許多倍。這樣采用較大截面的導體, 雖然初始投資加大了些, 但獲得的長期效益是顯著的, 是非常值得的。
導體的損耗是以熱的形式消耗掉的, 小截面的導體, 損耗大, 導體運行的溫度高。導體的溫度也影響導體的電阻, 在溫度升高時導體的電阻將增大。導體的電阻一增大, 導體的損耗也跟著增大。從這一點看, 選擇較大截面的電纜, 在降低導體運行溫度的同時也間接地降低了導體的電阻及損耗。對電纜電線而言, 導體的溫度低還會降低絕緣材料的老化速度, 使其使用壽命增長且更安全可靠。
所需的購買電纜的費用和安裝電纜的費用不會有太大的差別。所以說按最佳導體截面選擇電纜, 節(jié)能效果是非常明顯的。
目前國家正在投入大量資金對我國各地的城市及農(nóng)村電網(wǎng)進行改造, 因為過去的電網(wǎng)由于各種原因造成農(nóng)村電網(wǎng)的線路損失達2 0 % ~ 3 0 % , 城市主電網(wǎng)的線路損失在1 0 % 以上, 假如全國電網(wǎng)的裝機總容量為3 ×1 0 8 kW , 就意味著有數(shù)千萬kW 的電能被損耗在輸電線路上了, 這是極大的浪費, 現(xiàn)在進
行的電網(wǎng)改造的主要任務之一就是大面積的更換輸電線路, 增大導線截面, 以減少線路損耗, 達到節(jié)約電能的目的。
四、采用變頻調(diào)速技術
在工業(yè)企業(yè)中需要大量使用風機和水泵, 其中大部分的風機和水泵需要根據(jù)不同的工藝情況調(diào)節(jié)風和水的壓力或流量, 以往壓力或流量的調(diào)節(jié)是通是指初始投資和整個導體經(jīng)濟壽命中的損耗費用過調(diào)節(jié)管道上的閥門開度來實現(xiàn), 結果是造成電能的大量浪費。即使是不需要調(diào)節(jié)壓力或流量的風機與水泵, 由于與之配套的電動機功率都比實際需要的大, 所以電動機也不是在額定功率下運行, 如果不采取措施同樣存在電能浪費的問題。
根據(jù)流體力學原理, 流量與轉速成正比, 壓力與轉速的平方成正比, 軸功率與轉速的3 次方成正比。當風機或水泵的運行速度為0 . 9 倍的額定轉速時, 其所消耗的電能只有額定轉速時的7 3 % �？梢姴捎棉D速控制來調(diào)節(jié)壓力或流量其節(jié)約電能的效果是非常明顯的。
變電氣節(jié)能論文頻調(diào)速技術是一種高效率、高性能的技術。變頻調(diào)速器用于交流異步電動機特別是鼠籠型異步電動機的調(diào)速, 因其體積小、技術性能高、保護功能完善、工作安全可靠、能實現(xiàn)電動機軟啟動、軟停止及可平滑無級調(diào)速等特點, 已在各行各業(yè)中得到了廣泛的應用。
五、采取先進的控制裝置
工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中, 有些生產(chǎn)設備要求按工藝順序?qū)崿F(xiàn)聯(lián)鎖控制。比如大型連續(xù)生產(chǎn)的皮帶等運輸系統(tǒng), 一般是要求逆流程起動順流程停車。對線路較長、設備較多且用電容量較大的系統(tǒng), 如果按過去的老方式控制, 會使較多的設備處于空運轉狀態(tài)一段時間, 這樣就浪費了大量的電能。例如有這樣的一條系統(tǒng), 從
頭到尾用電設備的總功率為9800 kW 共200 多臺電動機, 最長的皮帶線路長達200 m 。
采用傳統(tǒng)的繼電器控制方式按逆流程順序起動, 起動時間需要5 . 5 m in 。設備全起動完畢后, 才能按順流程順序給料, 從給料開始到全流程正常運轉, 又需要5 . 7 m in 。經(jīng)過統(tǒng)計每次起動過程中的電能損耗約為3 7 0 kW /h , 假設每天起動2 次, 每年生產(chǎn)3 3 0 d , 則每年要損耗電能約為240000 kW /h 。但是如果利用現(xiàn)代的計算機技術, 采用可編程序控制器等, 可以實現(xiàn)優(yōu)化的起動控制順序, 原則是計算好時間, 當前1 臺設備物料到來時,后1 臺設備空載起動剛好完畢, 這樣可以大大減少每臺設備的空運轉時間, 從而使電能損耗大大降低。
參考文獻：
[1] 劉金聲 供用電節(jié)能實用技術 中國水利水電出版社
[2] 馬龍,崔玉踴. 電力設計的節(jié)電問題分析[J]. 廣東科技, 2008,(16) .
[3] 吳剛遠. 電力設計質(zhì)量管理體系優(yōu)化應用研究[J]. 經(jīng)營管理者, 2010,(15) .
作者簡介：王建超 學生 專業(yè) 電氣工程與自動化
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