供配電基本理論及節(jié)能

1、供配電基本理論及節(jié)能第1頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識 第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識 目 錄第2頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第3頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 電是重要的能源，20世紀70年代以來，我國電力工業(yè)的發(fā)展速度趕不上國家生產(chǎn)建設與人民生活用電增長的速度，形成嚴重的缺電局面。電力普遍短缺，供不應求，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)基本知識什么是電？ 電是一種粒子，電子在移動的過程中就會產(chǎn)生各種形式的能，電器就是使用這些能的機器。當電路中的

2、電流隨著方向和強度的變化作周期性變化時，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)動力用電也都是交流電。第4頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 電流：金屬導線里面有大量的自由電子,當它們因為某種原因共同流動時被稱作“電流”。電流的單位是“安培”，符號“A”。 電阻：電流在導線里面的流動是很流暢的，但當它進入到某些電子器件的時候，流動就不會那么順暢，會受到阻力，我們把這種電子器件叫做“電阻”。電阻的單位是“歐姆”，符號“ ”。 電壓：電子是要流動起來才會形成電流的，那么，是什么才能讓靜止的電子流動起來呢？方法很簡單，只要給電子施加一個外力，“推”它一下，

3、電子就會動起來的。這個“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“V” 。什么是電流、電阻、電壓？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第5頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 1所有的用電設備都是按運行在額定電壓時效率為最高設計的、偏離額定電壓必然導致效率下降，經(jīng)濟性較差： 2電壓過高會大大縮短白熾燈一類照明燈的壽命，也會對設備的絕緣產(chǎn)生不利影響。 3電壓過低會大大增加恒定轉矩的異步電動機的轉差，由此引起工業(yè)產(chǎn)品出現(xiàn)次品、廢品，轉差增大的結果使異步電動機電流增加，由此引起發(fā)熱、甚至損壞。電壓偏移帶來的經(jīng)濟、安全方面不利影響：第一部分 供配電系統(tǒng)基本

4、知識第6頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 鑒于以上原因，同時考慮到用電設備對電壓的要求，電力系統(tǒng)一般規(guī)定一個電壓偏移的最大允許范圍。供配電設計規(guī)范（GB500521995）規(guī)定： 電動機為。 常規(guī)照明：5% 遠離變電所的小面積一般工作場所：可為5%、10% 應急照明、道路照明和警衛(wèi)照明等為5%、10%。電能質量一供電電壓允許偏差（GBl232590）規(guī)定： 35kV及以上供電電壓正負偏差的絕對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)基本知識第

5、7頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 在交流電路中，由電源供給負載的電功率有兩種；一種是有功功率，一種是無功功率。 有功功率:在交流電路中，電源在一個周期內發(fā)出瞬時功率的平均值(或負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備正常運行所需的電功率，也就是將電能轉換為其他形式能量(機械能、光能、熱能)的電功率。有功功率符號用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)基本知識第8頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 無功功率：在具有電感或電容的電路中，每半個周期內，把電源能量變成磁場(或電場)能量貯存

6、起來，然后再釋放，又把貯存的磁場（或電場）能量再返回給電源，我們把這個交換的功率值稱為“ 無功功率”。無功功率是用于電路內電場與磁場的交換，并用來在電氣設備中建立和維持磁場的電功率。 它不對外作功，而是轉變?yōu)槠渌问降哪芰?。凡是有電磁線圈的電氣設備，要建立磁場，就要消耗無功功率。無功功率的符號用Q表示，單位為乏(Var)或千乏(kVar)。什么是無功功率？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第9頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一無功功率對供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在： (1)降低發(fā)電機有功功率的輸出。 (2)降低輸、變電設備的供電能力。 (3)造成線路電壓損失增大和電能損

7、耗的增加。 (4)造成低功率因數(shù)運行和電壓下降，使電氣設備容量得不到充分發(fā)揮。無功功率對供、用電產(chǎn)生的影響 在正常情況下，用電設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求，用電設備就沒有足夠的無功功率來建立正常的電磁場，那么，這些用電設備就不能維持在額定情況下工作，用電設備的端電壓就要下降，從而影響用電設備的正常運行。第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第10頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一什么是視在功率？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識 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

8、不等于這個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第11頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一什么是功率因數(shù)？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識 電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，屬于既有電阻又有電感的電感性負載。電感性負載的電壓和電流的相量間存在著一個相位差，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備合理使用狀況、電能利用程度和用電管理水平的一項重要指標。三相功率因數(shù)的計算公式為： 一般工業(yè)企業(yè)消耗的無功功率中，感應電動機約占 70% ，變壓器占 20% ，線路等占 10% 。第1

9、2頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識提高功率因數(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，當線路輸送的有功功率一定時，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 采用補償電容提高功率因數(shù)后， 電壓損失U減小，改善了電壓質量。第13頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 3. 提高電力網(wǎng)的傳輸能力，提高設備利用率 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，傳輸能力越大

10、。提高功率因數(shù)的意義？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識4. 降低設備容量 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載率。因此，改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設備潛力，提高設備能力的有效方法。第14頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一提高功率因數(shù)的方法？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識一是采用同步電動機補償。二是采用電力電容器補償。 就地補償 集中補償 高壓補償 第15頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一什么是電動機？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識 電動機:也稱為“馬達”，把電能轉變?yōu)闄C械能

11、的機器。利用電動機可以把發(fā)電機所產(chǎn)生的大量電能，應用到生產(chǎn)事業(yè)中去。構造和發(fā)電機基本上一樣，原理卻正好相反，電動機是通電于轉子線圈以引起運動。為了獲得強大的磁場起見，不論電動機還是發(fā)電機，都以使用電磁鐵為宜。電動機因輸入的電流不同，可分為直流電動機與交流電動機。 直流電動機-用直流電流來轉動的電動機叫直流電動機。因磁場電路與電樞電路連結之方式不同，又可分為串激電動機、分激電動機、復激電動機； 交流電動機-用交流電流來轉動的電動機叫交流電動機。種類較多，主要有：整流電動機同步電動機感應電動機。第16頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一三相異步電動機的分類 電機的分類方式有多種，

12、按轉子結構分類、按機殼防護形式分類、按機座號、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。 按照轉子結構形式分類 按轉子結構分類可分為鼠籠式異步電動機和繞線式異步電動機。我廠用的各類電機，基本上是鼠籠式電機。按機殼防護形式分類 過去電動機按機殼防護形式分為防護式，封閉式，開啟式等，現(xiàn)在按電機外殼防護分級規(guī)定，電動機防護等級用代號“IPXX”表示，第一位數(shù)字表示第一種防護等級，第二位數(shù)字表示第二種防護等級，數(shù)字含義分別見下表。 第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第17頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第一位表征數(shù)字防護等級簡述含義0無防護電機無專門防護1防護大于50mm

13、固體的電機能防止大于面積的人體(如手)偶然或意外地觸及或接近殼內帶電或轉動部件但不能防止故意接觸)。能防止直徑大于5Omm的固體異物進入殼內。2防護大于12mm固體的電機能防止手指或長度不超過8Omm的類似物體觸及或接近殼內帶電或轉動部件。能防止直徑大于12mm的固體異物進入亮內。3防護大于2.5mm固體的電機能防止直徑大于2.5mm的工具或導線觸及或接近殼內帶電或轉動部件。能防止直徑大于2.5mm的固體異物進入殼內。4防護大于1mm固體的電機能防止直徑或厚度大于1mm的導線或片條觸及或接近殼內帶電或轉動部件。能防止直徑大于1mm的固體異物進入殼內。5防塵電機能防止觸及或接近殼內帶電或轉動部件

14、進塵量不足以影響電機的正常運行。第一位表征數(shù)字表示的防護等級 第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第18頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第二位表征數(shù)字防護等級簡述含義0無防護電機無專門防護1防滴電機垂直滴水應無有害影響。215防滴電機當電機從正常位置向任何方向傾斜至15以內任何一角度時,垂直滴水應無有害影響。3防淋水電機與垂直線成60角范圍內的淋水應無有害影響。4防濺水電機承受任何方向的濺水應無有害影響。5防噴水電機承受任何方向的噴水應無有害影響。6防海浪電機承受猛烈的海浪沖擊或強烈噴水時,電機的進水量應不達到有害的程度。7防浸水電機當電機浸入規(guī)定壓力的水中經(jīng)規(guī)定時間后,電機的進

15、水量應不達到有害的程度。8潛水電機電機在制造廠規(guī)定的條件下能長期潛水.電機一般為水密型但對某些類型電機也可允許水進入,但應不達到有害的程度。第二位表征數(shù)字表示的防護等級 第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第19頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一異步電動機的結構？ 1. 定子 定子鐵心 定子繞組第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第20頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一異步電動機的結構？2. 轉子 轉子鐵心 轉子繞組第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第21頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一3. 氣隙0.2-1mm.對電機的性能影響很大。異步電動機的結構？第

16、一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第22頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一圖71 籠型異步電動機結構圖1-軸 2-彈簧片 3-軸承 4-端蓋 5-定子繞組 6-機座 7-定子鐵心 8-轉子鐵心 9-吊環(huán) 10-出線盒11-風罩12-風扇13-軸承端蓋異步電動機的結構？第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第23頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 三相異步電動機轉動的基本原理是：（1）三相對稱繞組中通入三相對稱電流產(chǎn)生圓形旋轉磁場；（2）轉子導體切割旋轉磁場產(chǎn)生感應電動勢和電流；（3）轉子載流導體在磁場中受到電磁力的作用，從而形成電磁轉矩，驅使電動機轉子轉動。 異步電動機的

17、旋轉方向始終與旋轉磁場的旋轉方向一致，而旋轉磁場的方向又取決于異步電動機的三相電流相序，因此，三相異步電動機的轉向與電流的相序一致。要改變轉向，只需改變電流的相序即可，即任意對調電動機的兩根電源線，可使電動機反轉。 三相異步電動機轉動的基本原理第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第24頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一異步電動機的銘牌數(shù)據(jù) 額定功率PN 指電動機額定運行時軸端輸出的機械功率，單位為kW。額定電壓UN 指電動機額定運行時定子加的線電壓，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定子線電流， 單位為A。額定頻率 我國工頻為50Hz。額定轉速nN

18、指額定運行時轉子的轉速，單位為r/min。第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第25頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一三相異步電動機的損耗分析 三相異步電動機在運行中產(chǎn)生各種損耗，電機基本技術要求中規(guī)定，將三相異步電動機損耗劃分為恒定損耗、負荷損能及雜散損耗。 恒定損耗是指三相異步電動機運行時固有損耗，它與電動機材料、制造工藝、結構設計、 轉速等參數(shù)有關，而與負載大小無關。恒定損能包括鐵心損耗 ( 含空載雜散損耗 ) 及機械損耗。鐵耗是基本恒定的，一般占異步電動機總損耗的2025，機械損耗一般占總損耗的1050，電動機容量越大，由于通風損耗變大，在總損耗中比重也增大。1. 恒定損耗

19、第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第26頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一2. 負載損耗 負載損耗主要是指電動機運行時，定子、轉子繞組通過電流而引起的損耗，亦稱銅耗。 負載損耗（銅耗）大小取決于負載電流大小及繞組中的電阻值。銅耗約占總損耗的2070，電動機容量大，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、轉子的各種高次諧波在導線、鐵心及其他金屬部件內所引起的損耗。這些損耗約占總損耗的1015。三相異步電動機的損耗分析第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第27頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 由于電網(wǎng)質量原因：如電壓波動、頻率下

20、降或上升以及網(wǎng)內高次諧波源的注入，都會造成三相異步電動機損耗增加。1. 電壓波動對各種損耗的影響 電壓波動將對各種損耗產(chǎn)生影響，根據(jù)公式可知，運行電壓降低時，電動機的鐵耗按電壓平方減少，在負載率一定時，運行電壓下降，電動機轉矩下降，轉差率變大，定子、轉子的銅耗將增加，因此一臺電動機在恒負載運行時電壓下降將使總損耗增加。只有在負載率較低的情況下，當電壓下降時電動機的總損耗才能下降，效率才能提高。 電網(wǎng)質量對電機損耗的影響第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第28頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一2. 三相電壓不對稱對損耗影響 一般電網(wǎng)負載都存在不同程度的不對稱，負序電壓將產(chǎn)生負序磁場

21、，負序磁場產(chǎn)生的轉矩為負值，是一個制動轉矩。由于負序分量所產(chǎn)生的機械功率為負值，它將吸取一部分機械功率，變?yōu)檗D子負載電流引起的銅損耗。負序分量在轉子上引起額外的鐵損、銅損和雜散損耗，同時也會在定子上增加損耗。如有 3.5不平衡電壓加在電動機上，那么將使電動機總損耗增加 20，效率下降34。總之三相異步電動機在不對稱電壓下運行其性能惡化，過載能力下降，效率下降，并有局部過熱危險，因此 GB12497 規(guī)定電壓不平衡度應小于1.5。 電網(wǎng)質量對電機損耗的影響第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第29頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一3. 電網(wǎng)頻率對損耗彩響 當電壓恒定時，頻率下降鐵損增

22、加，機械損耗稍有下降，銅損耗要看變化程度而言，總的說來，頻率下降時總損耗增加，效率下降；當頻率上升時，總損耗下降，效率略有上升。4. 高次諧波電流對異步電動機損耗影響 電網(wǎng)中有許多用電設備是非線性負載，這些負載將產(chǎn)生高次諧波電流并注入供電網(wǎng)絡，從而在系統(tǒng)的阻抗上產(chǎn)生出相應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。高次諧波電流進入三相異步電動機后，將產(chǎn)生頻率較高的旋轉磁場，使雜散損耗劇增，局部產(chǎn)生過熱，甚至燒壞電動機。 電網(wǎng)質量對電機損耗的影響第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第30頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第一部分

23、 供配電系統(tǒng)基本知識什么是變壓器？ 變壓器是一種電能轉換裝置，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或多個電路轉換到另一個或多個電路中去。額定容量是一個表現(xiàn)功率的慣用值，它是表征傳輸電能的大小，以kVA或MVA表示，當對變壓器施加額定電壓時，根據(jù)它來確定在規(guī)定條件下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)中輸配電的重要設備，按用途分，升壓變壓器，降壓變壓器，配電變壓器和聯(lián)絡變壓器；按結構分，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。 第31頁，共68頁，2022年，5

24、月20日，0點6分，星期一變壓器結構 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)基本知識第32頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一變壓器損耗分析第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識 變壓器的有功功率的有功功率損耗由兩部分組成。 有功損耗：鐵損和銅損，又稱空載損耗和負載損耗。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，與變壓器負載大小無關。鐵損大小可由空載試驗得

25、到。銅損與變壓器的負載率平方成正比，其大小也可以通過變壓器短路試驗確定。 無功損耗：一部分是用來產(chǎn)生主磁通，也就是用來產(chǎn)生勵磁電流和空載電流的，它與變壓器負載大小無關；另外一部分無功是消耗在變壓器一、二次繞組的漏電抗上，它與變壓器的負載率平方成正比。第33頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一線路損耗分析 企業(yè)線損包括變壓器損耗和線路損耗。我國規(guī)定:降低企業(yè)受電端致用電設備的線損，線損率應達到下列指標： 一次變壓3.5%以下。 二次變壓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)濟損失，更重要的是線損過大，會使用電設備的

26、電壓過低，影響正常運行。第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識第34頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 線損中的變壓器損耗是線損的一部分，另一部分是導線損耗，導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)運行電壓、導線截面等。第一部分 供配電系統(tǒng)基本知識線路損耗分析第35頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識第36頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 節(jié)電不應簡單

27、的理解為少用電，它的定義應該是以一定的電能取得最大的經(jīng)濟效益，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，也應合理有效地使用，不容隨意揮霍，這樣的概念才是科學的，全面的。節(jié)電不是關了電燈、停了機器、減少生產(chǎn)，而是做同樣的工作，使用最少的電能，即通過科學管理和技術進步，最大限度地提高電能利用率。 第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識什么是節(jié)電？第37頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 國家對能源工業(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內生產(chǎn)總值能耗比“十五”降低20。節(jié)電的出路在于堅持科學管理。依靠技術進步，走合理用電、節(jié)約用電、提高電能利用率

28、的道路，大幅度地降低單位產(chǎn)品電耗，以最少的電能創(chuàng)造最大的財富。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識節(jié)電的意義第38頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 一是不能降低產(chǎn)品質量、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用和額外工作量。雖能達到節(jié)電目的，但不應增加維修工時和設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用，至少應運保持原有的操作和維修工作量； 五是應以技術經(jīng)濟的可能條件為基礎。節(jié)電需要遵循的原則第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識第39頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一基本上可分四個階段：即從技術

29、上講是先易后難；投資上先少后多；時間上先短后長；收效上先小后大。節(jié)電措施的實施步驟第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識第40頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一1. 電動機的無功就地補償?shù)诙糠?供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施 將就地補償裝置安裝在電動機附近,并直接與電動機連接在一起的補償方式?；\式電動機通常采用并聯(lián)電容器就地補償方式。 優(yōu)點注意事項A、有利于降低電力系統(tǒng)線損，提高無功補償經(jīng)濟當量值。B、有利于挖掘供電設備的潛力，減小配電線路導線的截面和配電變壓器的容量。C、實施電動機無功就地補償?shù)耐顿Y，按現(xiàn)行電價計算，半年左右即可回收。A、對經(jīng)常停用的電動機、年利用小時數(shù)很低的電

30、動機，不宜采用就地補償?shù)姆绞?。B、為了減少技術上的復雜性，對多速電動機，經(jīng)常反復開停、點動或堵轉的電動機（如電梯或吊車上的電動機），雙向轉動或反接制動的電動機也都不采用就地補償。第41頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一2. 電動機的合理選型和節(jié)能改造 第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施（1）電動機的合理選型 A、選用節(jié)能型電動機，淘汰高能耗的老式電動機 B、合理選擇電動機的型號。選擇電機除了滿足拖動功能外還應考慮其經(jīng)濟運行性能。 C、合理選擇電動機的額定容量。當負載率在70%100%之間時為經(jīng)濟運行區(qū)；當40%70%時，為一般運行區(qū)；當40%時為非經(jīng)濟運行區(qū)。第42

31、頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（2）合理設計電動機起動和運行方案 A、對于大中型電動機的起動方案設計也有節(jié)能潛力可挖，若采用全壓直接起動方式，則要求電力系統(tǒng)有足夠大的容量，而實際運行時，電力系統(tǒng)負載率很低，影響供電效率，并且用直接起動方式易燒電機或影響電網(wǎng)其它設備運行。對于這類電機可采用降壓等起動方式，既改善電機起動性能，又可以降低電機起動對電網(wǎng)容量的要求；既節(jié)約能源，又節(jié)約一次性投資。 B、對于大型風機、短時滿載運行而長期處于輕載運行的電機，選擇時應考慮調速運行方案，節(jié)能效果相對調節(jié)風門方式顯著。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第43頁，共68頁，2022年

32、，5月20日，0點6分，星期一（3）老式電動機的節(jié)能改造 A、更換電動機的外風扇 將電動機的外風扇更換為節(jié)能型的。對于不同型號的電動機，有對應型號的節(jié)能型風扇產(chǎn)品可供選用。主要用于單方向運轉的2極和4極電動機，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 用磁性槽泥進行電動機節(jié)能改造后，可降低電動機的鐵心損耗和附加損耗，提高效率，但起動轉矩會下降10%20%，因此僅適用于空載或輕載起動的電動機。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第44頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 三相異步電動機轉速公式為從上式可見，改變供電頻率、電動機的極對數(shù)及轉差率s

33、均可達到改變轉速的目的。從調速的本質來看，不同的調速方式無非是改變交流電動機的同步轉速或不改變同步轉速兩種。 在生產(chǎn)機械中廣泛使用不改變同步轉速的調速方法有繞線式電動機的轉子串電阻調速、斬波調速、串級調速以及應用電磁轉差離合器、液力偶合器、油膜離合器等調速。改變同步轉速的有改變定子極對數(shù)的多速電動機，改變定子電壓、頻率的變頻調速以及無換向器電動機調速等。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施3. 電動機的調速節(jié)能 第45頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 從調速時的能耗觀點來看, 有高效調速方法與低效調速方法兩種：高效調速指調速時轉差率不變，因此無轉差損耗，如多速電動機

34、、變頻調速以及能將轉差損耗回收的調速方法（如串級調速等）。有轉差損耗的調速方法屬低效調速，如轉子串電阻調速方法，能量就損耗在轉子回路中；電磁離合器的調速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力偶合器調速，能量損耗在液力偶合器的油中。一般來說轉差損耗隨調速范圍擴大而增加，如果調速范圍不大，能量損耗是很小的。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第46頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（1）變極對數(shù)調速方法 這種調速方法是用改變定子繞組的接線方式來改變籠型電動機定子極對數(shù)達到調速目的，特點如下： 具有較硬的機械特性，穩(wěn)定性良好； 無轉差損耗，效率高； 接線簡單、控制方便、價格低；

35、 有級調速，級差較大，不能獲得平滑調速； 可以與調壓調速、電磁轉差離合器配合使用，獲得較高效率的平滑調速特性。 變極調速適用于不需要無級調速的生產(chǎn)機械，如金屬切削機床、升降機、起重設機、水泵等。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第47頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（2）變頻調速方法 改變電源頻率，就能改變電動機的同步轉速，為了使調速過程中電動機的容量能充分利用，就需要維持磁通的恒定。當頻率下降時必須使電壓隨著頻率的下降同時降低，這種電壓與頻率配合變化稱為恒磁通變頻調速中的協(xié)調控制。根據(jù)電壓、頻率協(xié)調控制方法不同，獲得恒轉矩特性或恒功率特性的調速方式。 變頻調速系

36、統(tǒng)主要設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，目前國內大都使用交直交變頻器。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第48頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一變頻調速的特點如下：效率高，調速過程中沒有附加損耗；應用范圍廣，可用于籠型異步電動機；調速范圍大，調速比可達 20:1，特性硬、精度高；技術復雜，造價高，維護檢修困難。變頻調速適用于要求精度較高、調速性能較好的場合。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第49頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（3）串級調速 串極調速是指繞線式電機轉子回路中串入可調節(jié)

37、的附加電勢來改變電機的轉差，達到調速目的。大部分轉差功率被串入的附加電勢所吸收，再利用產(chǎn)生附加電勢的裝置，把吸收的轉差功率返回電網(wǎng)或轉換能量加以利用。根據(jù)轉差功率吸收利用開式，串級調速可分為電機串級調速、機械串級調速及晶閘管串級調速型式，后者是串級調速的主要型式。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第50頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 串級調速的特點如下： 可以將調速過程中的轉差損耗回饋到電網(wǎng)或生產(chǎn)機械上，效率較高； 裝置容量與調速范圍成正比，投資省，尤其適用于調速范圍在額定轉速7090的生產(chǎn)機械上； 調速裝置故障時可以切換至全速運行，避免停產(chǎn)； 晶閘管串級調速功

38、率因數(shù)偏低，諧波影響較大。串級調速適合在風機、水泵及軋鋼機、礦井提升機、擠壓機上使用。 第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第51頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（4）繞線式電動機轉子串電阻調這方法 繞線式異步電動機轉子串入附加電阻，使電動機的轉差率加大，電動機在較低的轉速下運行。串入的電阻越大，電動機轉速越低。這種調速方法，設備簡單、控制方便，但轉差功率以發(fā)熱的形式消能在電阻上，屬有級調速、機械特性較軟。由于該調速方法裝置簡單，仍在起重設備及調速要求不高的生產(chǎn)機械上使用。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第52頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分

39、，星期一（5）定子調壓調速方法 當改變電動機定子電壓時，可以得到一組不同的機械特性曲線，從而獲得不同轉速。由于電動機的轉矩與電壓平方成正比，因此最大轉矩下降很多，其調速范圍較小，使一般籠型電動機難以應用。為了擴大調速范圍，調壓調速應采用轉子電阻值大的籠型電機，如專供調壓調速用的力矩電動機，或者在繞線式電機轉子上串聯(lián)頻敏電阻。為了擴大穩(wěn)定當調速運行范圍，當調速范圍在 2:1 以上的場合應采用反饋控制以達到自動調節(jié)轉速目的。 調壓調速的主要裝置是一個能提供電壓變化的電源，目前常用的調壓方式有串聯(lián)飽和 電抗器、自耦變壓器以及晶閘管調壓等幾種。無論從節(jié)能還是從實現(xiàn)自動化控制來說都宜改用晶閘管調壓方式為

40、好。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第53頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一 調壓調速特點如下： 調壓調速線路簡單、易實現(xiàn)自動控制、維護檢修方便； 調壓過程中轉差功率以發(fā)熱形式消耗在轉子電阻中，效率較低； 調壓調速用于繞線式電動機當無問題，亦可用特殊設計 YE 系列高阻轉子電動機，但用于普通籠型電動機要慎重。 調壓調速一般適用于100kW 以下的生產(chǎn)機械。 第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第54頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（6）磁調速電動機調速 電磁調速電動機調速特點如下： 裝置結構及控制線路簡單、運行可靠、維護方便； 調速平滑

41、，無級調速； 在閉環(huán)控制時，調速范圍大，可達10：1，調速精度高； 對電網(wǎng)無諧波影響； 速度損失大，效率低。 電磁調速電動機調速適用于中小功率、要求平滑起動、短時低速運行的機械，如紡織、印染、化工、造紙等機械。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第55頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一（7）液力耦合器調速 液力耦合器調速是一種機械調速方法，適用于風機、水泵的節(jié)能調速，其特點如下： 用于籠型電動機的無級調速； 屬機械結構，可靠性高、容量可達數(shù)千 KW； 可空載起動或逐步起動大慣量負載； 控制調節(jié)方便，容易實現(xiàn)自動化控制； 具有保護功能，維護檢修簡單，使用壽命長； 有轉差

42、損耗，需要有一定安裝位置，故障后要停機修理。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識電動機節(jié)電措施第56頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一變壓器節(jié)電措施第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識 在工礦企些中，幾乎所有的電能分配和使用都要經(jīng)過變壓器來實現(xiàn)。因此，它是企業(yè)節(jié)電的重要環(huán)節(jié)。國家在評價企業(yè)合理用電技術導則標準中，提出了企業(yè)應根據(jù)負載等級、容量和分布情況合理選擇供電電壓等級；正確選擇和配置變壓器容量和臺數(shù)；合理分配負載以及正確確定變壓器的并列運行及投入運行的臺數(shù)；對負載率(負載系數(shù))經(jīng)常低于30%的變壓器，按經(jīng)濟運行條件考核后，合理更換相應容量的變壓器等。第57頁，共68頁，2022年，5月

43、20日，0點6分，星期一變壓器節(jié)電措施第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識 合理選擇變壓器容量，實現(xiàn)變壓器的經(jīng)濟運行 通過公式計算，當變壓器處于經(jīng)濟運行區(qū)時，其空載損耗等于負載損耗，即鐵損等于銅損，這時，變壓器的效率最高。對于我廠這種24小時運行的變壓器，最佳負載率在50左右，考慮投資等因素影響，我們通常找一個投資與負載率的最佳值，一般為7585。 對負載波動較大或季節(jié)性變化的用電單位，可選擇變容量變壓器或兩臺不等容量變壓器，以保證其經(jīng)常在經(jīng)濟負載區(qū)域運行。變壓器年有效、無效綜合電能損耗最小時的負載率為第58頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一變壓器節(jié)電措施第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知

44、識2. 合理分配變壓器負載 在選定變壓器容量和臺數(shù)之后，還應對各臺變壓器合理地分配負載，如果變壓器的負載分配不合理，將增加功率損耗和電能損耗。對于一個變壓器群(n臺變壓器)，在總負載一定的情況下，如果各變壓器的負載率符合某種規(guī)律，能使n臺變壓器的總銅耗最小，這種情況稱為n臺變壓器的負載率符合均衡條件。3. 及時調整輕載和切除空載運行的變壓器 變壓器經(jīng)常在低負載下運行，造成電能浪費。通常采取的方式：一是停用一臺變壓器，用另一臺變壓器帶起整個負荷；二是更換一臺容量匹配的小容量變壓器。 第59頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一變壓器節(jié)電措施第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識5. 采用節(jié)

45、能型變壓器 目前國家推薦的技術成熟的節(jié)能型變壓器為S9系列，S7及SL7等系列均為國家明文淘汰設備。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)廣為應用，我廠應用的有SH11非經(jīng)合金變壓器，S11變壓器以及目前國內最新產(chǎn)品S13變壓器。上述節(jié)能變壓器節(jié)電效果最好的是SH11變壓器，但投資高，普及有一定的難度，S13變壓器次之，且價格與S9相當，低于S11變壓器，應用前景廣闊。4. 改造高耗能變壓器 改造高耗能變壓器必須考慮改造費用和節(jié)約電能，如果投資回收期較長，改造的意義就不大，改造時，投資回收期越短越好。第60頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一相關參數(shù)SL7-50

46、S7-50S9-50S11-50SH11-50變壓器額定空載損耗kw0.22 0.19 0.17 0.13 0.05 變壓器額定負載損耗kw1.40 1.15 0.87 0.87 0.60 空載電流 %6 2.20 2.00 2.00 0.90 阻抗電壓 %4.00 4.00 4.00 4.00 4.00 有功損耗1.01 0.37 0.31 0.27 0.15 無功損耗47.45 18.40 17.14 17.14 10.21 總損耗5.75 2.21 2.02 1.98 1.17 總損耗與S7差值0.19 0.23 1.05 總損耗與SL7差值3.73 3.77 4.59 總損耗與S9差值

47、0.04 0.86 變壓器初始費用 元1.60 1.80 2.59 投資回收期S719.35 17.99 5.71 投資回收期SL70.99 1.10 1.30 投資回收期S911.54 2.67 注：對SL7和S7變壓器的投資回收期為更換變壓器，不考慮變壓器殘值，對于S9變壓器的投資回收期為替代S9變壓器，考慮變壓器殘值。50kVA變壓器負載率40時功率消耗以及投資回收期測算第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識第61頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一630kVA變壓器負載率75時功率消耗以及投資回收期測算相關參數(shù)SL7-630S7-630S9-630S11-630SH11-630

48、變壓器額定空載損耗kw1.30 1.30 1.15 0.81 0.32 變壓器額定負載損耗kw8.10 8.10 6.20 6.20 6.20 空載電流 %3.00 1.30 0.90 1.00 0.45 阻抗電壓 %4.50 4.50 4.50 4.50 4.50 有功損耗5.86 5.86 4.64 4.30 3.81 無功損耗34.85 24.14 21.62 22.25 18.78 總損耗9.34 8.27 6.80 6.52 5.69 總損耗與S7差值kw1.47 1.75 2.58 總損耗與SL7差值kw2.54 2.82 3.66 總損耗與S9差值kw0.28 1.11 變壓器初始費用 元8.30 9.10 11.60 投資回收期S713.02 12.01 10.36 投資回收期SL77.53 7.45 7.32 投資回收期S96.66 6.84 注：對SL7和S7變壓器的投資回收期為更換變壓器，不考慮變壓器殘值，對S9變壓器的投資回收期為替代S9變壓器，考慮變壓器殘值。第二部分 供配電系統(tǒng)節(jié)能知識第62頁，共68頁，2022年，5月20日，0點6分，星期一S9變壓器S11變壓器S13變壓器Sh11變壓器結構特點鐵芯全部采用優(yōu)質冷軋硅鋼片，剪切毛刺小，疊積精度高；同時采用全斜接縫、不沖孔、不疊上鐵軛工藝，有效地