用電節(jié)能方法_secret

1、PAGE PAGE 12關(guān)于電方面節(jié)能方法電節(jié)能可分為四個方面：管理節(jié)能、工藝節(jié)能、節(jié)能設(shè)備、設(shè)備節(jié)能。管理節(jié)能：通過合理的管理手段，達(dá)到節(jié)電節(jié)能的目的，如：及時關(guān)停不用設(shè)備、合理安排生產(chǎn)程序、移峰填谷。工藝節(jié)能：以先進(jìn)的高效的生產(chǎn)工藝替換落后的低效的生產(chǎn)工藝。節(jié)能設(shè)備：一般指淘汰老型號、高耗能、低效率的設(shè)備，更換新型號、高效率的節(jié)能型設(shè)備。如淘汰高耗能的S7型變壓器，更換為節(jié)能型變壓器S11，淘汰J系列電機(jī)，更換為Y2系列電機(jī)或效率更高的GX系列電機(jī)，可控硅焊機(jī)替換逆變焊機(jī)等等。設(shè)備節(jié)能：一般指通過對設(shè)備改造和加裝節(jié)電器，實(shí)現(xiàn)節(jié)約用電。諧波治理1.1諧波的產(chǎn)生1.1.1電源本身諧波由于發(fā)電機(jī)

2、制造工藝的問題，致使電樞表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度分布稍稍偏離正弦波，因此，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也會稍稍偏離正弦電動勢，即所產(chǎn)生的電流稍偏離正弦電流。當(dāng)然，幾個這樣的電源并網(wǎng)時，總電源的電流也將偏離正弦波。1.1.2由非線性負(fù)載所致諧波產(chǎn)生的另一個原因是由于非線性負(fù)載。當(dāng)電流流經(jīng)線性負(fù)載時，負(fù)載上電流與施加電壓呈線性關(guān)系；而電流流經(jīng)非線性負(fù)載時，則負(fù)載上電流為非正弦電波，即產(chǎn)生了諧波。常見的非線性負(fù)載如：整流器、變頻器、電弧爐、電焊機(jī)等接入系統(tǒng)，會產(chǎn)生大量高次諧波電流導(dǎo)致系統(tǒng)電壓和電流波形畸變，造成電力系統(tǒng)諧波污染，對電力設(shè)備和用電設(shè)備造成危害。因此，當(dāng)注入系統(tǒng)的高次諧波電流超過國家標(biāo)準(zhǔn)限制時，就必須采取濾

3、波措施， 即采用諧波濾波裝置。特征諧波：三相橋式整流器產(chǎn)生的諧波為6k1次，即5、7、11、13、17、19.即所謂6脈整流，當(dāng)兩個變壓器副變分別接成星形和三角形各帶一套三相橋式整流器，并將其直流側(cè)串并聯(lián)時，即形成12脈整流，產(chǎn)生的諧波為12k1次，即11、13、23、25.，這些次數(shù)諧波稱為特征諧波。實(shí)際中的諧波70%以上都與整流有直接或間接的關(guān)系。1.2諧波的危害1.2.1污染公用電網(wǎng)如果公用電網(wǎng)的諧波特別嚴(yán)重，則不但使接入該電網(wǎng)的設(shè)備（電視機(jī)、計算機(jī)等）無法正常工作，甚至?xí)斐晒收?，而且還會造成向公用電網(wǎng)的中性線注入更多電流，造成超載、發(fā)熱，影響電力正常輸送。1.2.2影響變壓器工作諧波

4、電流，特別是次（及其倍數(shù)）諧波侵入三角形連接的變壓器，會在其繞組中形成環(huán)流，使繞組發(fā)熱。對形連接中性線接地系統(tǒng)中，侵入變壓器的中性線的次諧波電流會使中性線發(fā)熱。1.2.3影響繼電保護(hù)的可靠性如果繼電保護(hù)裝置是按基波負(fù)序量整定其整定值大小，此時，若諧波干擾疊加到極低的整定值上，則可能會引起負(fù)序保護(hù)裝置的誤動作，影響電力系統(tǒng)安全。1.2.4加速金屬化膜電容器老化在電網(wǎng)中金屬化膜電容器被大量用于無功補(bǔ)償或?yàn)V波器，而在諧波的長期作用下，金屬化膜電容器會加速老化。1.2.5增加輸電線路功耗如果電網(wǎng)中含有高次諧波電流，那么，高次諧波電流會使輸電線路功耗增加。如果輸電線是電纜線路，與架空線路相比，電纜線路對

5、地電容要大倍，而感抗僅為其，所以很容易形成諧波諧振，造成絕緣擊穿。1.2.6增加旋轉(zhuǎn)電機(jī)的損耗國際上一般認(rèn)為電動機(jī)在正常持續(xù)運(yùn)行條件下，電網(wǎng)中負(fù)序電壓不超過額定電壓的，如果電網(wǎng)中諧波電壓折算成等值基波負(fù)序電壓大于這個數(shù)值，則附加功耗明顯增加。1.2.7影響或干擾測量控制儀器、通訊系統(tǒng)工作例如，直流輸電中，直流換流站換相時會產(chǎn)生高頻噪聲，會干擾電力載波通信的正常工作。1.3諧波的限值根據(jù)GB/T14549-93 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，變壓器低壓系統(tǒng)電壓諧波總畸變率允許值為5%根據(jù)GB/T14549-93 電能質(zhì)量 公用電網(wǎng)諧波標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，注入電網(wǎng)的諧波電流允許值是按電流的絕對值計算的

6、。對于低壓系統(tǒng)，規(guī)定系統(tǒng)短路容量（稱為基準(zhǔn)短路容量）為10MVA時，各次諧波電流允許值見下表：系統(tǒng)短路容量為10MVA時注入公共連接點(diǎn)諧波電流允許值（A）次數(shù)2345678910111213786239622644192116281324次數(shù)14151617181920212223242511129.7188.6167.88.97.1146.512當(dāng)系統(tǒng)短路容量不為10MVA時，各次諧波電流允許值則按照實(shí)際最小短路容量的大小允許值按下式換算Ih=(Sk1/Sk2)*Ihp式中 Sk1 - 公共連接點(diǎn)最小短路容量，MVASk2 - 基準(zhǔn)短路容量，MVAIhp - 上表中第h次諧波電流允許值，AI

7、h - 短路容量為Sk1時第h次諧波電流允許值，A1.4諧波的治理1.4.1諧波治理的原則：誰產(chǎn)生誰治理，一般以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)為目標(biāo)。1.4.2諧波治理方法: 有源濾波裝置有源電力濾波器的補(bǔ)償原理是利用檢測單元對負(fù)荷產(chǎn)生的畸變量進(jìn)行檢測，然后由控制單元產(chǎn)生控制信號，對大功率的電力電子器件IGBT進(jìn)行控制，由IGBT逆變器產(chǎn)生一個與畸變量幅值相等，相位相反的補(bǔ)償量，畸變量和補(bǔ)償量互相抵消，在系統(tǒng)側(cè)的電壓電流波形得到良好的改善。特點(diǎn)：1）濾波效果好2）不會產(chǎn)生諧波放大3）不產(chǎn)生無功，適用于原來功率因數(shù)較高的場合4）結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價格及維護(hù)費(fèi)用較高5）不節(jié)能，反而耗能無源濾波裝置諧波電流是定流源調(diào)整各濾波

8、支路電容和電感的參數(shù)，使它對相應(yīng)次數(shù)的頻率串聯(lián)諧振，此時它對這頻率電流阻抗最小，諧波電流大部分流過這條支路，就減小了注入電網(wǎng)的諧波電流，也就起到了濾波作用。從諧波源看過去，如果系統(tǒng)阻抗與濾波器阻抗對某次諧波發(fā)生并聯(lián)諧振，則這次諧波阻抗就會大大增加，可以達(dá)十幾倍 之多，流入系統(tǒng)的這次諧波電流就會大大增加，威脅系統(tǒng)和濾波支路的安全，這就是諧波放大。一般情況下，設(shè)計合理的濾波器，可以濾去總諧波含量的70%以上。特點(diǎn)：1）結(jié)構(gòu)簡單，價格及維護(hù)費(fèi)用低2）設(shè)計適當(dāng)時，濾波效果可以達(dá)到要求3）兼無功補(bǔ)償功能，適用于原來功率因數(shù)較低的場合4）有節(jié)能效果，一定條件下可能節(jié)能2%5%5）設(shè)計不合理時會產(chǎn)生諧波放大

9、，嚴(yán)重的可影響系統(tǒng)安全變頻改造2.1節(jié)能原理變頻改造一般應(yīng)用于風(fēng)機(jī)水泵，據(jù)流體力學(xué)理論，電機(jī)軸功率P和風(fēng)量Q、壓力H之間的關(guān)系為： P=K*H*Q/ 其中K為常數(shù)，為效率。它們與轉(zhuǎn)速N之間的關(guān)系為：Q1/Q2=N1/N2； H1/H2=（N1/N2）2 P1/P2=（N1/N2）3由流體力學(xué)可知，風(fēng)量Q與轉(zhuǎn)速的一次方成正比，風(fēng)壓H與轉(zhuǎn)速的平方成正比，軸功率P與轉(zhuǎn)速的立方成正比，當(dāng)風(fēng)量減少，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速下降時，其功率下降很多。例如風(fēng)量下降到80%，轉(zhuǎn)速也下降到80%時，則軸功率下降到額定功率的51%。2.2適用工況風(fēng)機(jī)水泵流量有富余，流量調(diào)節(jié)依靠閥門或液偶調(diào)速風(fēng)機(jī)誰碰的壓頭大于工藝要求或工藝對壓力要

10、求不嚴(yán)格相控調(diào)壓3.1節(jié)能原理節(jié)電原理介紹一般電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)負(fù)載率選擇應(yīng)在額定功率的70%-100%之間。通過對企業(yè)設(shè)備的電動機(jī)負(fù)載率的測試綜合分析，大量設(shè)備的電動機(jī)負(fù)載率遠(yuǎn)小于其經(jīng)濟(jì)負(fù)運(yùn)行載率。每當(dāng)電機(jī)長時間處于半負(fù)載狀態(tài)時，令線圈出現(xiàn)漏磁效應(yīng)，導(dǎo)致電機(jī)效能下降。該磁通量（又稱為磁場電流）是固定不變的，是電機(jī)最浪費(fèi)電能的因素之一。電動機(jī)的能量損耗分為鐵心損耗、機(jī)械損耗、負(fù)載損耗和雜散損耗。對于小功率電動機(jī)來說，鐵心損耗和負(fù)載損耗是主要能耗方面。由電動機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行率特性可知，在電動機(jī)運(yùn)行過程中鐵心損耗等于負(fù)載損耗時，電動機(jī)運(yùn)行最為經(jīng)濟(jì)（即損耗最小、效率最高）。鐵心損耗的大小除取決于材料特性外，還

11、和電動機(jī)的運(yùn)行電壓有關(guān)系，即P鐵=P鐵(U/Un)2近似于運(yùn)行電壓與額定電壓的比值的平方成線性關(guān)系。負(fù)載損耗的大小取決于負(fù)載電流大小和繞組的電阻值。當(dāng)電動機(jī)運(yùn)行于空載或者輕載狀態(tài)下，電動機(jī)的鐵心損耗遠(yuǎn)大于負(fù)載損耗，降低電壓可以降低電動機(jī)的鐵心損耗，提高電動機(jī)的運(yùn)行效率，進(jìn)而達(dá)到節(jié)約電能的目的。切削電壓波形而降低電機(jī)電壓, 減少磁損耗；提高電機(jī)的功率因數(shù)，降低電機(jī)勵磁電流；降低電機(jī)鐵損，提高電機(jī)效率；電動機(jī)軟啟動技術(shù)，減小對電動機(jī)的熱沖擊負(fù)荷3.2適用工況電機(jī)負(fù)載率在50%70%，功率因數(shù)一般在0.7以下的電機(jī)，負(fù)載變化比較大，不適合做變頻節(jié)能改造的設(shè)備。如：機(jī)加工設(shè)備、液壓設(shè)備、滾梯扶梯、輸送

12、帶等。節(jié)電率約8%15%。照明降壓4.1節(jié)電原理介紹依據(jù)建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)GB 500342004 中規(guī)定，燈具的運(yùn)行電壓不宜超過額定電壓的5%。對于熒光燈及氣體放電光源，降低燈具的運(yùn)行電壓，使其工作在額定電壓的95%左右，在不影響照度的前提下，達(dá)到節(jié)約電能的目的。下標(biāo)為熒光燈電壓變化導(dǎo)致燈功率、光通量的等變化表。從表中我們可以看出，如將燈的運(yùn)行電壓由額定值的105%左右降到額定值的90%左右，即可實(shí)現(xiàn)節(jié)約燈功率20%左右的節(jié)電量。熒光燈電壓變化導(dǎo)致燈功率、光通量等變化表電壓變化（%）859095100105110115燈功率變化（%）788794100107114123光通量變化（%）8591

13、97100104108112光效變化（%）109104.6103.210097.294.791.1特點(diǎn)：提高發(fā)光源的使用效率和使用壽命；利用供電電壓存在較大的浪費(fèi)空間；避免照明回路存在的三次諧波；改變落后的照明控制方式。4.2適用工況照明有單獨(dú)回路，或照明回路比較集中，與動力回路有明顯的分界點(diǎn)，切系統(tǒng)電壓高于370V或單項(xiàng)電壓高于210V，節(jié)電率與系統(tǒng)電壓的大小成正比關(guān)系，一般節(jié)電率20%30%。就地?zé)o功補(bǔ)償5.1節(jié)電原理電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性電抗所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。無功補(bǔ)償可以提高功率因數(shù)，是一項(xiàng)投資少，收效快的降損節(jié)能措施。 電網(wǎng)中常用的無功補(bǔ)償方式包括：集中補(bǔ)償：在高低壓配電線路中安裝并聯(lián)電容器組；分組補(bǔ)償：在配電變壓器低壓側(cè)和用戶車間配電屏安裝并聯(lián)補(bǔ)償電容器；單臺電動機(jī)就地補(bǔ)償：在單臺電動機(jī)處安裝并聯(lián)電容器等。 加裝無功補(bǔ)償設(shè)備，不僅可使功率消耗減小，功率因數(shù)提