供配電基本理論及節(jié)能PPT演示文稿

1、1,供配電基本理論及節(jié)能,xxxxxxxx,編寫人：xx,二一二年七月,2,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí) 第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),目 錄,3,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),4,電是重要的能源，20世紀(jì)70年代以來，我國(guó)電力工業(yè)的發(fā)展速度趕不上國(guó)家生產(chǎn)建設(shè)與人民生活用電增長(zhǎng)的速度，形成嚴(yán)重的缺電局面。電力普遍短缺，供不應(yīng)求，已經(jīng)成為制約生產(chǎn)發(fā)展的重要因素。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),什么是電？,電是一種粒子，電子在移動(dòng)的過程中就會(huì)產(chǎn)生各種形式的能，電器就是使用這些能的機(jī)器。當(dāng)電路中的電流隨著方向和強(qiáng)度的變化作周期性變化時(shí)，稱其為“交流電”?，F(xiàn)代發(fā)電廠生產(chǎn)的電能都是交流電，家庭用電和工業(yè)

2、動(dòng)力用電也都是交流電。,5,電流：金屬導(dǎo)線里面有大量的自由電子,當(dāng)它們因?yàn)槟撤N原因共同流動(dòng)時(shí)被稱作“電流”。電流的單位是“安培”，符號(hào)“A”。 電阻：電流在導(dǎo)線里面的流動(dòng)是很流暢的，但當(dāng)它進(jìn)入到某些電子器件的時(shí)候，流動(dòng)就不會(huì)那么順暢，會(huì)受到阻力，我們把這種電子器件叫做“電阻”。電阻的單位是“歐姆”，符號(hào)“ ”。 電壓：電子是要流動(dòng)起來才會(huì)形成電流的，那么，是什么才能讓靜止的電子流動(dòng)起來呢？方法很簡(jiǎn)單，只要給電子施加一個(gè)外力，“推”它一下，電子就會(huì)動(dòng)起來的。這個(gè)“推力”的大小就叫做電壓。推力越大，也就是電壓越高。電壓的單位是“伏特”，符號(hào)“V” 。,什么是電流、電阻、電壓？,第一部分 供配電系統(tǒng)

3、基本知識(shí),6,1所有的用電設(shè)備都是按運(yùn)行在額定電壓時(shí)效率為最高設(shè)計(jì)的、偏離額定電壓必然導(dǎo)致效率下降，經(jīng)濟(jì)性較差： 2電壓過高會(huì)大大縮短白熾燈一類照明燈的壽命，也會(huì)對(duì)設(shè)備的絕緣產(chǎn)生不利影響。 3電壓過低會(huì)大大增加恒定轉(zhuǎn)矩的異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差，由此引起工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)次品、廢品，轉(zhuǎn)差增大的結(jié)果使異步電動(dòng)機(jī)電流增加，由此引起發(fā)熱、甚至損壞。,電壓偏移帶來的經(jīng)濟(jì)、安全方面不利影響：,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),7,鑒于以上原因，同時(shí)考慮到用電設(shè)備對(duì)電壓的要求，電力系統(tǒng)一般規(guī)定一個(gè)電壓偏移的最大允許范圍。 供配電設(shè)計(jì)規(guī)范（GB500521995）規(guī)定： 電動(dòng)機(jī)為。 常規(guī)照明：5% 遠(yuǎn)離變電所的小面積一般工作

4、場(chǎng)所：可為5%、10% 應(yīng)急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為5%、10%。 電能質(zhì)量一供電電壓允許偏差（GBl232590）規(guī)定： 35kV及以上供電電壓正負(fù)偏差的絕對(duì)值之和不超過額定電壓的10 10kV及以下三相供電電壓允許偏差為額定電壓的土7 220V單相供電電壓允許偏差為額定電壓的+710,電壓偏移的最大允許范圍,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),8,在交流電路中，由電源供給負(fù)載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。 有功功率:在交流電路中，電源在一個(gè)周期內(nèi)發(fā)出瞬時(shí)功率的平均值(或負(fù)載電阻所消耗的功率)，稱為有功功率。有功功率是保持用電設(shè)備正常運(yùn)行所需的電功率，也就是將電能轉(zhuǎn)換為其他形

5、式能量(機(jī)械能、光能、熱能)的電功率。有功功率符號(hào)用P表示，單位有瓦(W)、千瓦(kW)、兆瓦(MW)。,什么是有功功率？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),9,無功功率：在具有電感或電容的電路中，每半個(gè)周期內(nèi)，把電源能量變成磁場(chǎng)(或電場(chǎng))能量貯存起來，然后再釋放，又把貯存的磁場(chǎng)（或電場(chǎng)）能量再返回給電源，我們把這個(gè)交換的功率值稱為“ 無功功率”。無功功率是用于電路內(nèi)電場(chǎng)與磁場(chǎng)的交換，并用來在電氣設(shè)備中建立和維持磁場(chǎng)的電功率。 它不對(duì)外作功，而是轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設(shè)備，要建立磁場(chǎng)，就要消耗無功功率。無功功率的符號(hào)用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)。,什么是無功功

6、率？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),10,無功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在： (1)降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。 (2)降低輸、變電設(shè)備的供電能力。 (3)造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。 (4)造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。,無功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生的影響,在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，還需要取得無功功率。如果電網(wǎng)中的無功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),11,什么是視

7、在功率？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),視在功率:在具有阻抗的交流電路中，電壓有效值與電流有效值的乘積值，稱為“視在功率”。 S2=P2+Q2 視在功率并不等于這個(gè)電路或用電器消耗的功率，電路或用電器所消耗的功率還必須再乘以它們自身的功率因數(shù)，即 P= Scos,12,什么是功率因數(shù)？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負(fù)載。電感性負(fù)載的電壓和電流的相量間存在著一個(gè)相位差，通常用相位角的余弦cos來表示。cos稱為功率因數(shù)。 功率因數(shù)是反映電力用戶用電設(shè)備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項(xiàng)重要指標(biāo)。三相功率因數(shù)的計(jì)算公式為

8、：,一般工業(yè)企業(yè)消耗的無功功率中，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)約占 70% ，變壓器占 20% ，線路等占 10% 。,13,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),提高功率因數(shù)的意義？,1. 減少線路功率損耗，提高電網(wǎng)輸電效率,供配電線路的有功損耗為Pa=3I2R10-3 從式中可以,看出，當(dāng)線路輸送的有功功率一定時(shí)，線路有功損耗與 成反比，,所以提高功率因數(shù)，可大大降低損耗。,2. 提高功率因數(shù)，可減少電壓損失,供配電線路的有功損耗為 采用補(bǔ)償電容提高功率,因數(shù)后， 電壓損失U減小，改善了電壓質(zhì)量。,14,3. 提高電力網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率 公式 可知，在傳送一定有功功率P的條件下，cos越高，輸出電流就越小

9、，傳輸能力越大。,提高功率因數(shù)的意義？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),4. 降低設(shè)備容量,以變壓器為例，0.4kV線路功率因數(shù)提高后，線路電流減小，視在功率也減小，變壓器傳輸能力是用視在功率衡量，因此也降低了變壓器的負(fù)載率。因此，改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備能力的有效方法。,15,提高功率因數(shù)的方法？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),一是采用同步電動(dòng)機(jī)補(bǔ)償。 二是采用電力電容器補(bǔ)償。 就地補(bǔ)償 集中補(bǔ)償 高壓補(bǔ)償,16,什么是電動(dòng)機(jī)？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),電動(dòng)機(jī):也稱為“馬達(dá)”，把電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器。利用電動(dòng)機(jī)可以把發(fā)電機(jī)所產(chǎn)生的大量電能，應(yīng)用到生產(chǎn)事業(yè)中去。構(gòu)造和發(fā)電

10、機(jī)基本上一樣，原理卻正好相反，電動(dòng)機(jī)是通電于轉(zhuǎn)子線圈以引起運(yùn)動(dòng)。為了獲得強(qiáng)大的磁場(chǎng)起見，不論電動(dòng)機(jī)還是發(fā)電機(jī)，都以使用電磁鐵為宜。電動(dòng)機(jī)因輸入的電流不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)。 直流電動(dòng)機(jī)-用直流電流來轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)叫直流電動(dòng)機(jī)。因磁場(chǎng)電路與電樞電路連結(jié)之方式不同，又可分為串激電動(dòng)機(jī)、分激電動(dòng)機(jī)、復(fù)激電動(dòng)機(jī)； 交流電動(dòng)機(jī)-用交流電流來轉(zhuǎn)動(dòng)的電動(dòng)機(jī)叫交流電動(dòng)機(jī)。種類較多，主要有：整流電動(dòng)機(jī)同步電動(dòng)機(jī)感應(yīng)電動(dòng)機(jī)。,17,三相異步電動(dòng)機(jī)的分類,電機(jī)的分類方式有多種，按轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)分類、按機(jī)殼防護(hù)形式分類、按機(jī)座號(hào)、尺寸大小分類、按相數(shù)分類、按電壓分類、按安裝方式分類等。,按照轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)形式分類,按轉(zhuǎn)

11、子結(jié)構(gòu)分類可分為鼠籠式異步電動(dòng)機(jī)和繞線式異步電動(dòng)機(jī)。我廠用的各類電機(jī)，基本上是鼠籠式電機(jī)。,按機(jī)殼防護(hù)形式分類,過去電動(dòng)機(jī)按機(jī)殼防護(hù)形式分為防護(hù)式，封閉式，開啟式等，現(xiàn)在按電機(jī)外殼防護(hù)分級(jí)規(guī)定，電動(dòng)機(jī)防護(hù)等級(jí)用代號(hào)“IPXX”表示，第一位數(shù)字表示第一種防護(hù)等級(jí)，第二位數(shù)字表示第二種防護(hù)等級(jí)，數(shù)字含義分別見下表。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),18,第一位表征數(shù)字表示的防護(hù)等級(jí),第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),19,第二位表征數(shù)字表示的防護(hù)等級(jí),第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),20,異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)？,1. 定子 定子鐵心 定子繞組,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),21,異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)？,2. 轉(zhuǎn)子

12、 轉(zhuǎn)子鐵心 轉(zhuǎn)子繞組,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),22,3. 氣隙,0.2-1mm.對(duì)電機(jī)的性能影響很大。,異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),23,圖71 籠型異步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)圖 1-軸 2-彈簧片 3-軸承 4-端蓋 5-定子繞組 6-機(jī)座 7-定子鐵心 8-轉(zhuǎn)子鐵心 9-吊環(huán) 10-出線盒11-風(fēng)罩12-風(fēng)扇13-軸承端蓋,異步電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)？,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),24,三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的基本原理是：（1）三相對(duì)稱繞組中通入三相對(duì)稱電流產(chǎn)生圓形旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；（2）轉(zhuǎn)子導(dǎo)體切割旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和電流；（3）轉(zhuǎn)子載流導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉(zhuǎn)矩，驅(qū)

13、使電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)。 異步電動(dòng)機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向始終與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的旋轉(zhuǎn)方向一致，而旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向又取決于異步電動(dòng)機(jī)的三相電流相序，因此，三相異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)向與電流的相序一致。要改變轉(zhuǎn)向，只需改變電流的相序即可，即任意對(duì)調(diào)電動(dòng)機(jī)的兩根電源線，可使電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。,三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的基本原理,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),25,異步電動(dòng)機(jī)的銘牌數(shù)據(jù),額定功率PN 指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)軸端輸出的機(jī)械功率，單位為kW。,額定電壓UN 指電動(dòng)機(jī)額定運(yùn)行時(shí)定子加的線電壓，單位為V或kV。,額定電流IN 指定子加額定電壓，軸端輸出額定功率時(shí)定子線電流， 單位為A。,額定頻率 我國(guó)工頻為50Hz。,額定轉(zhuǎn)速nN 指額定運(yùn)行

14、時(shí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，單位為r/min。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),26,三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗分析,三相異步電動(dòng)機(jī)在運(yùn)行中產(chǎn)生各種損耗，電機(jī)基本技術(shù)要求中規(guī)定，將三相異步電動(dòng)機(jī)損耗劃分為恒定損耗、負(fù)荷損能及雜散損耗。,恒定損耗是指三相異步電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)固有損耗，它與電動(dòng)機(jī)材料、制造工藝、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、 轉(zhuǎn)速等參數(shù)有關(guān)，而與負(fù)載大小無關(guān)。恒定損能包括鐵心損耗 ( 含空載雜散損耗 ) 及機(jī)械損耗。鐵耗是基本恒定的，一般占異步電動(dòng)機(jī)總損耗的2025，機(jī)械損耗一般占總損耗的1050，電動(dòng)機(jī)容量越大，由于通風(fēng)損耗變大，在總損耗中比重也增大。,1. 恒定損耗,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),27,2. 負(fù)載損耗,負(fù)載

15、損耗主要是指電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，定子、轉(zhuǎn)子繞組通過電流而引起的損耗，亦稱銅耗。 負(fù)載損耗（銅耗）大小取決于負(fù)載電流大小及繞組中的電阻值。銅耗約占總損耗的2070，電動(dòng)機(jī)容量大，銅耗占比例小。,3. 雜散損耗 ( 附加損耗）,雜散損耗PS主要由定子漏磁通和定子、轉(zhuǎn)子的各種高次諧波在導(dǎo)線、鐵心及其他金屬部件內(nèi)所引起的損耗。這些損耗約占總損耗的1015。,三相異步電動(dòng)機(jī)的損耗分析,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),28,由于電網(wǎng)質(zhì)量原因：如電壓波動(dòng)、頻率下降或上升以及網(wǎng)內(nèi)高次諧波源的注入，都會(huì)造成三相異步電動(dòng)機(jī)損耗增加。,1. 電壓波動(dòng)對(duì)各種損耗的影響,電壓波動(dòng)將對(duì)各種損耗產(chǎn)生影響，根據(jù)公式可知，運(yùn)行電壓降低

16、時(shí)，電動(dòng)機(jī)的鐵耗按電壓平方減少，在負(fù)載率一定時(shí)，運(yùn)行電壓下降，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩下降，轉(zhuǎn)差率變大，定子、轉(zhuǎn)子的銅耗將增加，因此一臺(tái)電動(dòng)機(jī)在恒負(fù)載運(yùn)行時(shí)電壓下降將使總損耗增加。只有在負(fù)載率較低的情況下，當(dāng)電壓下降時(shí)電動(dòng)機(jī)的總損耗才能下降，效率才能提高。,電網(wǎng)質(zhì)量對(duì)電機(jī)損耗的影響,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),29,2. 三相電壓不對(duì)稱對(duì)損耗影響,一般電網(wǎng)負(fù)載都存在不同程度的不對(duì)稱，負(fù)序電壓將產(chǎn)生負(fù)序磁場(chǎng)，負(fù)序磁場(chǎng)產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩為負(fù)值，是一個(gè)制動(dòng)轉(zhuǎn)矩。由于負(fù)序分量所產(chǎn)生的機(jī)械功率為負(fù)值，它將吸取一部分機(jī)械功率，變?yōu)檗D(zhuǎn)子負(fù)載電流引起的銅損耗。負(fù)序分量在轉(zhuǎn)子上引起額外的鐵損、銅損和雜散損耗，同時(shí)也會(huì)在定子上增加損

17、耗。如有 3.5不平衡電壓加在電動(dòng)機(jī)上，那么將使電動(dòng)機(jī)總損耗增加 20，效率下降34?？傊喈惒诫妱?dòng)機(jī)在不對(duì)稱電壓下運(yùn)行其性能惡化，過載能力下降，效率下降，并有局部過熱危險(xiǎn)，因此 GB12497 規(guī)定電壓不平衡度應(yīng)小于1.5。,電網(wǎng)質(zhì)量對(duì)電機(jī)損耗的影響,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),30,3. 電網(wǎng)頻率對(duì)損耗彩響,當(dāng)電壓恒定時(shí)，頻率下降鐵損增加，機(jī)械損耗稍有下降，銅損耗要看變化程度而言，總的說來，頻率下降時(shí)總損耗增加，效率下降；當(dāng)頻率上升時(shí)，總損耗下降，效率略有上升。,4. 高次諧波電流對(duì)異步電動(dòng)機(jī)損耗影響,電網(wǎng)中有許多用電設(shè)備是非線性負(fù)載，這些負(fù)載將產(chǎn)生高次諧波電流并注入供電網(wǎng)絡(luò)，從而在系

18、統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生出相應(yīng)頻率的高次諧波電壓，使系統(tǒng)電壓波形畸變。由于高次諧波源通常容量較大，因而造成的高次諧波影響不容忽視。高次諧波電流進(jìn)入三相異步電動(dòng)機(jī)后，將產(chǎn)生頻率較高的旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，使雜散損耗劇增，局部產(chǎn)生過熱，甚至燒壞電動(dòng)機(jī)。,電網(wǎng)質(zhì)量對(duì)電機(jī)損耗的影響,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),31,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),什么是變壓器？,變壓器是一種電能轉(zhuǎn)換裝置，主要作用是傳輸電能，它以相同的頻率，但往往是不同的電壓和電流把能量從一個(gè)或多個(gè)電路轉(zhuǎn)換到另一個(gè)或多個(gè)電路中去。額定容量是一個(gè)表現(xiàn)功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當(dāng)對(duì)變壓器施加額定電壓時(shí)，根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下

19、不超過溫升限值的額定電流。 變壓器種類很多，一般分為電力變壓器和特種變壓器，前者是電力系統(tǒng)中輸配電的重要設(shè)備，按用途分，升壓變壓器，降壓變壓器，配電變壓器和聯(lián)絡(luò)變壓器；按結(jié)構(gòu)分，雙繞組變壓器，三繞組變壓器和自藕變壓器；按相數(shù)分，單相變壓器，三相變壓器和多相變壓器。,32,變壓器結(jié)構(gòu),鐵心是變壓器中主要的磁路部分。通常由含硅量較高，厚度為 0.35 或 0.5 mm，表面涂有絕緣漆的熱軋或冷軋硅鋼片疊裝而成。,繞組是變壓器的電路部分，它是用紙包的絕緣扁線或圓線繞成。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),33,變壓器損耗分析,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),變壓器的有功功率的有功功率損耗由兩部分組成。 有

20、功損耗：鐵損和銅損，又稱空載損耗和負(fù)載損耗。鐵芯產(chǎn)生的有功損耗叫鐵損，變壓器一、二次繞組中的電阻產(chǎn)生的有功損耗叫銅損。只要外加的電壓和頻率不變，鐵損就不變，與變壓器負(fù)載大小無關(guān)。鐵損大小可由空載試驗(yàn)得到。銅損與變壓器的負(fù)載率平方成正比，其大小也可以通過變壓器短路試驗(yàn)確定。 無功損耗：一部分是用來產(chǎn)生主磁通，也就是用來產(chǎn)生勵(lì)磁電流和空載電流的，它與變壓器負(fù)載大小無關(guān)；另外一部分無功是消耗在變壓器一、二次繞組的漏電抗上，它與變壓器的負(fù)載率平方成正比。,34,線路損耗分析,企業(yè)線損包括變壓器損耗和線路損耗。我國(guó)規(guī)定:降低企業(yè)受電端致用電設(shè)備的線損，線損率應(yīng)達(dá)到下列指標(biāo)： 一次變壓3.5%以下。 二次

21、變壓5.5%以下。 三次變壓7%以下。 大型企業(yè)往往是二次變壓，少數(shù)為三次變壓，線損是很大的，而且不僅是經(jīng)濟(jì)損失，更重要的是線損過大，會(huì)使用電設(shè)備的電壓過低，影響正常運(yùn)行。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),35,線損中的變壓器損耗是線損的一部分，另一部分是導(dǎo)線損耗，導(dǎo)線損耗主要是電阻損耗，即有功損耗。 Pa=3I2R10-3 如以功率形式表示，則為,在輸電線路損耗中，除了有功損耗外，還有無功損耗，由于電抗值很小，通常不予考慮。 供配電線路有功損耗的影響因素有線路電流、電網(wǎng)運(yùn)行電壓、導(dǎo)線截面等。,第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識(shí),線路損耗分析,36,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),37,節(jié)電不應(yīng)簡(jiǎn)單的理

22、解為少用電，它的定義應(yīng)該是以一定的電能取得最大的經(jīng)濟(jì)效益，即合理使用電能，提高電能利用率，即使在電資源豐富不缺電的情況下，也應(yīng)合理有效地使用，不容隨意揮霍，這樣的概念才是科學(xué)的，全面的。節(jié)電不是關(guān)了電燈、停了機(jī)器、減少生產(chǎn)，而是做同樣的工作，使用最少的電能，即通過科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步，最大限度地提高電能利用率。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),什么是節(jié)電？,38,國(guó)家對(duì)能源工業(yè)和節(jié)能、節(jié)電非常重視，在“十一五”規(guī)劃中明確提出了單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比“十五”降低20。節(jié)電的出路在于堅(jiān)持科學(xué)管理。依靠技術(shù)進(jìn)步，走合理用電、節(jié)約用電、提高電能利用率的道路，大幅度地降低單位產(chǎn)品電耗，以最少的電能創(chuàng)造最大的

23、財(cái)富。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),節(jié)電的意義,39,一是不能降低產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量和性能； 二是不能給環(huán)境帶來不良影響； 三是技資的回收期要短； 四是不能增加其他費(fèi)用和額外工作量。雖能達(dá)到節(jié)電目的，但不應(yīng)增加維修工時(shí)和設(shè)備操作人員的工作量。最理想的節(jié)電措施是既節(jié)約了用電又降低了其他費(fèi)用，至少應(yīng)運(yùn)保持原有的操作和維修工作量； 五是應(yīng)以技術(shù)經(jīng)濟(jì)的可能條件為基礎(chǔ)。,節(jié)電需要遵循的原則,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),40,基本上可分四個(gè)階段： 即從技術(shù)上講是先易后難； 投資上先少后多； 時(shí)間上先短后長(zhǎng)； 收效上先小后大。,節(jié)電措施的實(shí)施步驟,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),41,1. 電動(dòng)機(jī)的無功就地補(bǔ)

24、償,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,將就地補(bǔ)償裝置安裝在電動(dòng)機(jī)附近,并直接與電動(dòng)機(jī)連接在一起的補(bǔ)償方式?；\式電動(dòng)機(jī)通常采用并聯(lián)電容器就地補(bǔ)償方式。,42,2. 電動(dòng)機(jī)的合理選型和節(jié)能改造,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,（1）電動(dòng)機(jī)的合理選型 A、選用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，淘汰高能耗的老式電動(dòng)機(jī) B、合理選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。選擇電機(jī)除了滿足拖動(dòng)功能外還應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。 C、合理選擇電動(dòng)機(jī)的額定容量。當(dāng)負(fù)載率在70%100%之間時(shí)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；當(dāng)40%70%時(shí)，為一般運(yùn)行區(qū)；當(dāng)40%時(shí)為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。,43,（2）合理設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行方案 A、對(duì)于大中型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方

25、案設(shè)計(jì)也有節(jié)能潛力可挖，若采用全壓直接起動(dòng)方式，則要求電力系統(tǒng)有足夠大的容量，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)負(fù)載率很低，影響供電效率，并且用直接起動(dòng)方式易燒電機(jī)或影響電網(wǎng)其它設(shè)備運(yùn)行。對(duì)于這類電機(jī)可采用降壓等起動(dòng)方式，既改善電機(jī)起動(dòng)性能，又可以降低電機(jī)起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)容量的要求；既節(jié)約能源，又節(jié)約一次性投資。 B、對(duì)于大型風(fēng)機(jī)、短時(shí)滿載運(yùn)行而長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行的電機(jī)，選擇時(shí)應(yīng)考慮調(diào)速運(yùn)行方案，節(jié)能效果相對(duì)調(diào)節(jié)風(fēng)門方式顯著。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,44,（3）老式電動(dòng)機(jī)的節(jié)能改造 A、更換電動(dòng)機(jī)的外風(fēng)扇 將電動(dòng)機(jī)的外風(fēng)扇更換為節(jié)能型的。對(duì)于不同型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，有對(duì)應(yīng)型號(hào)的節(jié)能型風(fēng)扇產(chǎn)品可供

26、選用。主要用于單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的2極和4極電動(dòng)機(jī)，改后可提高效率1.35%2.55%。 B、采用磁性槽泥代替原來的槽楔 用磁性槽泥進(jìn)行電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造后，可降低電動(dòng)機(jī)的鐵心損耗和附加損耗，提高效率，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)下降10%20%，因此僅適用于空載或輕載起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,45,三相異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速公式為,從上式可見，改變供電頻率、,電動(dòng)機(jī)的極對(duì)數(shù)及轉(zhuǎn)差率s均可達(dá)到改變轉(zhuǎn)速的目的。從調(diào)速的本質(zhì)來看，不同的調(diào)速方式無非是改變交流電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速或不改變同步轉(zhuǎn)速兩種。,在生產(chǎn)機(jī)械中廣泛使用不改變同步轉(zhuǎn)速的調(diào)速方法有繞線式電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速、斬波調(diào)速、串級(jí)調(diào)速以及應(yīng)用

27、電磁轉(zhuǎn)差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調(diào)速。改變同步轉(zhuǎn)速的有改變定子極對(duì)數(shù)的多速電動(dòng)機(jī)，改變定子電壓、頻率的變頻調(diào)速以及無換向器電動(dòng)機(jī)調(diào)速等。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,3. 電動(dòng)機(jī)的調(diào)速節(jié)能,46,從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來看, 有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級(jí)調(diào)速等）。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調(diào)速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加

28、，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,47,（1）變極對(duì)數(shù)調(diào)速方法,這種調(diào)速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動(dòng)機(jī)定子極對(duì)數(shù)達(dá)到調(diào)速目的，特點(diǎn)如下： 具有較硬的機(jī)械特性，穩(wěn)定性良好； 無轉(zhuǎn)差損耗，效率高； 接線簡(jiǎn)單、控制方便、價(jià)格低； 有級(jí)調(diào)速，級(jí)差較大，不能獲得平滑調(diào)速； 可以與調(diào)壓調(diào)速、電磁轉(zhuǎn)差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調(diào)速特性。 變極調(diào)速適用于不需要無級(jí)調(diào)速的生產(chǎn)機(jī)械，如金屬切削機(jī)床、升降機(jī)、起重設(shè)機(jī)、水泵等。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,48,（2）變頻調(diào)速方法,改變電源頻率，就能改變電動(dòng)機(jī)的同步轉(zhuǎn)速，為

29、了使調(diào)速過程中電動(dòng)機(jī)的容量能充分利用，就需要維持磁通的恒定。當(dāng)頻率下降時(shí)必須使電壓隨著頻率的下降同時(shí)降低，這種電壓與頻率配合變化稱為恒磁通變頻調(diào)速中的協(xié)調(diào)控制。根據(jù)電壓、頻率協(xié)調(diào)控制方法不同，獲得恒轉(zhuǎn)矩特性或恒功率特性的調(diào)速方式。 變頻調(diào)速系統(tǒng)主要設(shè)備是提供變頻電源的變頻器，變頻器可以分成交流直流交流變頻器，和交流交流變頻器兩大類，目前國(guó)內(nèi)大都使用交直交變頻器。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,49,變頻調(diào)速的特點(diǎn)如下： 效率高，調(diào)速過程中沒有附加損耗； 應(yīng)用范圍廣，可用于籠型異步電動(dòng)機(jī)； 調(diào)速范圍大，調(diào)速比可達(dá) 20:1，特性硬、精度高； 技術(shù)復(fù)雜，造價(jià)高，維護(hù)檢修困難。 變頻

30、調(diào)速適用于要求精度較高、調(diào)速性能較好的場(chǎng)合。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,50,（3）串級(jí)調(diào)速,串極調(diào)速是指繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子回路中串入可調(diào)節(jié)的附加電勢(shì)來改變電機(jī)的轉(zhuǎn)差，達(dá)到調(diào)速目的。大部分轉(zhuǎn)差功率被串入的附加電勢(shì)所吸收，再利用產(chǎn)生附加電勢(shì)的裝置，把吸收的轉(zhuǎn)差功率返回電網(wǎng)或轉(zhuǎn)換能量加以利用。根據(jù)轉(zhuǎn)差功率吸收利用開式，串級(jí)調(diào)速可分為電機(jī)串級(jí)調(diào)速、機(jī)械串級(jí)調(diào)速及晶閘管串級(jí)調(diào)速型式，后者是串級(jí)調(diào)速的主要型式。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,51,串級(jí)調(diào)速的特點(diǎn)如下： 可以將調(diào)速過程中的轉(zhuǎn)差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機(jī)械上，效率較高； 裝置容量與調(diào)速范圍成正比，投資省，尤其適用

31、于調(diào)速范圍在額定轉(zhuǎn)速7090的生產(chǎn)機(jī)械上； 調(diào)速裝置故障時(shí)可以切換至全速運(yùn)行，避免停產(chǎn)； 晶閘管串級(jí)調(diào)速功率因數(shù)偏低，諧波影響較大。 串級(jí)調(diào)速適合在風(fēng)機(jī)、水泵及軋鋼機(jī)、礦井提升機(jī)、擠壓機(jī)上使用。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,52,（4）繞線式電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)這方法,繞線式異步電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子串入附加電阻，使電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率加大，電動(dòng)機(jī)在較低的轉(zhuǎn)速下運(yùn)行。串入的電阻越大，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速越低。這種調(diào)速方法，設(shè)備簡(jiǎn)單、控制方便，但轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱的形式消能在電阻上，屬有級(jí)調(diào)速、機(jī)械特性較軟。由于該調(diào)速方法裝置簡(jiǎn)單，仍在起重設(shè)備及調(diào)速要求不高的生產(chǎn)機(jī)械上使用。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)

32、機(jī)節(jié)電措施,53,（5）定子調(diào)壓調(diào)速方法,當(dāng)改變電動(dòng)機(jī)定子電壓時(shí)，可以得到一組不同的機(jī)械特性曲線，從而獲得不同轉(zhuǎn)速。由于電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩與電壓平方成正比，因此最大轉(zhuǎn)矩下降很多，其調(diào)速范圍較小，使一般籠型電動(dòng)機(jī)難以應(yīng)用。為了擴(kuò)大調(diào)速范圍，調(diào)壓調(diào)速應(yīng)采用轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電機(jī)，如專供調(diào)壓調(diào)速用的力矩電動(dòng)機(jī)，或者在繞線式電機(jī)轉(zhuǎn)子上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴(kuò)大穩(wěn)定當(dāng)調(diào)速運(yùn)行范圍，當(dāng)調(diào)速范圍在 2:1 以上的場(chǎng)合應(yīng)采用反饋控制以達(dá)到自動(dòng)調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速目的。 調(diào)壓調(diào)速的主要裝置是一個(gè)能提供電壓變化的電源，目前常用的調(diào)壓方式有串聯(lián)飽和 電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調(diào)壓等幾種。無論從節(jié)能還是從實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制來說都宜改用晶閘管

33、調(diào)壓方式為好。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,54,調(diào)壓調(diào)速特點(diǎn)如下： 調(diào)壓調(diào)速線路簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、維護(hù)檢修方便； 調(diào)壓過程中轉(zhuǎn)差功率以發(fā)熱形式消耗在轉(zhuǎn)子電阻中，效率較低； 調(diào)壓調(diào)速用于繞線式電動(dòng)機(jī)當(dāng)無問題，亦可用特殊設(shè)計(jì) YE 系列高阻轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)，但用于普通籠型電動(dòng)機(jī)要慎重。 調(diào)壓調(diào)速一般適用于100kW 以下的生產(chǎn)機(jī)械。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,55,（6）磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速,電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速特點(diǎn)如下： 裝置結(jié)構(gòu)及控制線路簡(jiǎn)單、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便； 調(diào)速平滑，無級(jí)調(diào)速； 在閉環(huán)控制時(shí)，調(diào)速范圍大，可達(dá)10：1，調(diào)速精度高； 對(duì)電網(wǎng)無諧波影響； 速

34、度損失大，效率低。 電磁調(diào)速電動(dòng)機(jī)調(diào)速適用于中小功率、要求平滑起動(dòng)、短時(shí)低速運(yùn)行的機(jī)械，如紡織、印染、化工、造紙等機(jī)械。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,56,（7）液力耦合器調(diào)速,液力耦合器調(diào)速是一種機(jī)械調(diào)速方法，適用于風(fēng)機(jī)、水泵的節(jié)能調(diào)速，其特點(diǎn)如下： 用于籠型電動(dòng)機(jī)的無級(jí)調(diào)速； 屬機(jī)械結(jié)構(gòu)，可靠性高、容量可達(dá)數(shù)千 KW； 可空載起動(dòng)或逐步起動(dòng)大慣量負(fù)載； 控制調(diào)節(jié)方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制； 具有保護(hù)功能，維護(hù)檢修簡(jiǎn)單，使用壽命長(zhǎng)； 有轉(zhuǎn)差損耗，需要有一定安裝位置，故障后要停機(jī)修理。,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),電動(dòng)機(jī)節(jié)電措施,57,變壓器節(jié)電措施,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能

35、知識(shí),在工礦企些中，幾乎所有的電能分配和使用都要經(jīng)過變壓器來實(shí)現(xiàn)。因此，它是企業(yè)節(jié)電的重要環(huán)節(jié)。國(guó)家在評(píng)價(jià)企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則標(biāo)準(zhǔn)中，提出了企業(yè)應(yīng)根據(jù)負(fù)載等級(jí)、容量和分布情況合理選擇供電電壓等級(jí)；正確選擇和配置變壓器容量和臺(tái)數(shù)；合理分配負(fù)載以及正確確定變壓器的并列運(yùn)行及投入運(yùn)行的臺(tái)數(shù)；對(duì)負(fù)載率(負(fù)載系數(shù))經(jīng)常低于30%的變壓器，按經(jīng)濟(jì)運(yùn)行條件考核后，合理更換相應(yīng)容量的變壓器等。,58,變壓器節(jié)電措施,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),合理選擇變壓器容量，實(shí)現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,通過公式計(jì)算，當(dāng)變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)時(shí)，其空載損耗等于負(fù)載損耗，即鐵損等于銅損，這時(shí)，變壓器的效率最高。對(duì)于我廠這種24小時(shí)

36、運(yùn)行的變壓器，最佳負(fù)載率在50左右，考慮投資等因素影響，我們通常找一個(gè)投資與負(fù)載率的最佳值，一般為7585。 對(duì)負(fù)載波動(dòng)較大或季節(jié)性變化的用電單位，可選擇變?nèi)萘孔儔浩骰騼膳_(tái)不等容量變壓器，以保證其經(jīng)常在經(jīng)濟(jì)負(fù)載區(qū)域運(yùn)行。,變壓器年有效、無效綜合電能損耗最小時(shí)的負(fù)載率為,59,變壓器節(jié)電措施,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),2. 合理分配變壓器負(fù)載,在選定變壓器容量和臺(tái)數(shù)之后，還應(yīng)對(duì)各臺(tái)變壓器合理地分配負(fù)載，如果變壓器的負(fù)載分配不合理，將增加功率損耗和電能損耗。對(duì)于一個(gè)變壓器群(n臺(tái)變壓器)，在總負(fù)載一定的情況下，如果各變壓器的負(fù)載率符合某種規(guī)律，能使n臺(tái)變壓器的總銅耗最小，這種情況稱為n臺(tái)變壓器的負(fù)載率符合均衡條件。,3. 及時(shí)調(diào)整輕載和切除空載運(yùn)行的變壓器,變壓器經(jīng)常在低負(fù)載下運(yùn)行，造成電能浪費(fèi)。通常采取的方式：一是停用一臺(tái)變壓器，用另一臺(tái)變壓器帶起整個(gè)負(fù)荷；二是更換一臺(tái)容量匹配的小容量變壓器。,60,變壓器節(jié)電措施,第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識(shí),5. 采用節(jié)能型變壓器,目前國(guó)家推薦的技術(shù)成熟的節(jié)能型變壓器為S9系列，S7及SL7等系列均為國(guó)家明文淘汰設(shè)備。隨著科技的發(fā)展，目前節(jié)能效果優(yōu)于S9系列的變壓器已經(jīng)廣為應(yīng)用，我廠應(yīng)用的有SH11非經(jīng)合金變壓器，S11變壓器以及目前國(guó)內(nèi)最新產(chǎn)品S13變壓器。上述節(jié)能變壓器節(jié)