耗電設備經(jīng)濟運行課件

節(jié)能監(jiān)察節(jié)能監(jiān)察是各級人民政府節(jié)能主管部門及其下屬的節(jié)能監(jiān)察機構依法對能源生產(chǎn)、使用、經(jīng)營單位以及其他相關單位執(zhí)行節(jié)能法律、法規(guī)、規(guī)章和標準的情況進行監(jiān)督檢查監(jiān)察的法律、技術標準依據(jù)監(jiān)察的范圍和基本方法監(jiān)察的內(nèi)容及要求節(jié)能監(jiān)察節(jié)能監(jiān)察是各級人民政府節(jié)能主管部門及其下屬的節(jié)能監(jiān)察1節(jié)能監(jiān)察的法律依據(jù)中華人民共和國節(jié)約能源法江蘇省節(jié)約能源條例江蘇省節(jié)能監(jiān)測辦法各級政府的相關文件節(jié)能監(jiān)察的法律依據(jù)中華人民共和國節(jié)約能源法2節(jié)電監(jiān)測的技術標準依據(jù)GB15316-94《節(jié)能監(jiān)測技術通則》GB/T15317-94《工業(yè)鍋爐節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T15912-95《活塞式單級制冷機組及其制冷系統(tǒng)監(jiān)測方法》GB/T16664-96《企業(yè)供配電系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T16665-96《空氣壓縮機組及供氣系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T16666-96《泵機組液體輸送系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T16667-96《電焊設備節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T15318-94《工業(yè)熱處理電爐節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T15911-95《工業(yè)電熱設備節(jié)能監(jiān)測方法》GB/T15913-95《風機機組與管網(wǎng)系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》GB18613-2002《中小型三相異步電電動機能效限定值及節(jié)能評價值》節(jié)電監(jiān)測的技術標準依據(jù)GB15316-94《節(jié)能監(jiān)測技術通則3節(jié)能監(jiān)測的范圍和基本方法

對重點耗能單位定期進行綜合節(jié)能監(jiān)測對一般單位進行單項節(jié)能監(jiān)測由監(jiān)測機構進行現(xiàn)場監(jiān)測由用能單位在監(jiān)測機構監(jiān)督指導下進行節(jié)能監(jiān)測的范圍和基本方法

對重點耗能單位定期進行綜合節(jié)能監(jiān)測4節(jié)能監(jiān)測內(nèi)容和要求用能單位主要耗能設備的技術性能和能源利用狀況用能單位能源管理基礎情況法律法規(guī)規(guī)定的其它內(nèi)容要求:被監(jiān)察單位的義務積極配合、準備好相關資料、文件根據(jù)通知將監(jiān)測要求的書面資料收集整齊以備檢查安排相關負責人安排專門人員配合監(jiān)測機構的監(jiān)測節(jié)能監(jiān)測內(nèi)容和要求用能單位主要耗能設備的技術性能和能源利用狀5節(jié)約用電什么是節(jié)約用電為什么要節(jié)約用電怎樣節(jié)約用電節(jié)約用電什么是節(jié)約用電6什么是節(jié)約用電節(jié)約用電是指在滿足生產(chǎn)、生活所必需的用電條件下，減少電源的消耗，提高用戶的電能利用率，減少供電網(wǎng)絡的電能消耗。電能利用率=有效電能總量/消耗電能總量損耗：設備損耗、管理損耗什么是節(jié)約用電節(jié)約用電是指在滿足生產(chǎn)、生活所必需的用7為什么要節(jié)約用電

電能是由一次能源轉換而來的二次能源，是高品位的能源。電能的轉換效率約35%。電能需求量的快速增長我國百分之八十以上的電來自燃煤發(fā)電，而煤的蘊藏量十分有限節(jié)約用電還可以使企業(yè)減少費用支出為什么要節(jié)約用電

電能是由一次能源轉換而來的二次能源，是高品8節(jié)約用電的幾個系統(tǒng)供配電及輸電系統(tǒng)的合理化電能轉換為機械能的合理化電能轉換為熱能的合理化電能轉換為化學能的合理化電能轉換為光能的合理化節(jié)約用電的幾個系統(tǒng)供配電及輸電系統(tǒng)的合理化9企業(yè)供電的合理化幾個原則性指標：根據(jù)標準是GB3485—評價企業(yè)合理用電技術導則·1輸、配電損耗指標 在電壓偏移不超過5%的前提下，不同變壓級次允許的輸電損耗：一次變壓的線損率≤3.5%

二次變壓的線損率≤5.5%三次變壓的線損率≤7%·2用電負荷的，填充系數(shù)（α=平均負荷/最大負荷）負荷應盡可能的均衡化

連續(xù)生產(chǎn)的企業(yè)α≥95%

三班制生產(chǎn)的企業(yè)α≥85%二班制生產(chǎn)的企業(yè)α≥60%一班制生產(chǎn)的企業(yè)α≥30%3功率因素的要求 功率因素應達到0.9~0.95企業(yè)供電的合理化幾個原則性指標：10主要耗電設備—變壓器變壓器的發(fā)展——四個階段熱軋硅鋼片——64標準生產(chǎn) 型號SJ、SJⅠ、SJⅡ，鐵心材料是熱軋硅鋼片，工藝落后，損耗大，淘汰。冷軋硅鋼片——74標準生產(chǎn) 型號SJ3~SJ5，鐵心材料的第一次飛躍，大大降低了變壓器的空載損耗。冷軋硅鋼片節(jié)能型——86標準生產(chǎn) 型號S7、SL7、S9，工藝設計上的一次飛躍，變壓器空載損耗下降率為38%~46%。非晶態(tài)變壓器——90年代末出現(xiàn)的，是九五重點推廣的新型節(jié)能產(chǎn)品。 型號SH，鐵心材料是非晶態(tài)合金，薄膜帶卷繞而成。 特點：無晶體結構，是各向同性的軟磁材料，磁化功率小。 無間隙，鐵磁損失極小,不存在阻礙磁疇壁移動的結構缺陷，磁滯損耗小電阻率很高，是硅鋼片的3~6倍，渦流損耗大大降低，單位損耗僅為硅鋼片的20%~30%。 材料經(jīng)過退火處理時施加一定磁場強度，空載損耗比硅鋼片鐵心下降2/3 價格貴主要耗電設備—變壓器變壓器的發(fā)展——四個階段11變壓器的運行特性變壓器的負載率

變壓器的損耗：有功損耗＝ΔＰ＝Ｐ0+β2×Pd無功損耗＝ΔＱ＝Ｑ0+β2×Qd

變壓器的運行效率

+%100%100′=′=NNIISSbdPPCOSSCOSSPP′++′′′′=′=2012%100bfbfbh變壓器的運行特性變壓器的負載率+%100%100′=′=NN12變壓器節(jié)電選擇節(jié)能型變壓器變壓器的經(jīng)濟運行變壓器節(jié)電選擇節(jié)能型變壓器13選擇節(jié)能型變壓器從變壓器的損耗曲線上看0.81.62.43.24.0510203040ΔP%I%64標準73標準86標準100KVA配變不同負載時的耗電曲線選擇節(jié)能型變壓器從變壓器的損耗曲線上看0.81.62.43.14選擇節(jié)能型變壓器以節(jié)能效果為例SH11-400/10S9-400/10空載損耗Po（W）200800負載損耗Pk（W）43004300年平均負載率K（%）60%60%年電能損耗D（kWh）15312.4820568.48年節(jié)約電費元（以0.6元/kWh）3153.60變壓器價格6.38萬5.31萬投資差價回收年限3.39年選擇節(jié)能型變壓器以節(jié)能效果為例SH11-400/10S9-415變壓器的經(jīng)濟運行

變壓器的經(jīng)濟運行:βJP——變壓器的經(jīng)濟負載系數(shù)（有功功率經(jīng)濟負載系數(shù)）GB/T13462-92提出了變壓器的經(jīng)濟運行區(qū)和最佳運行區(qū)βz——變壓器的綜合負載系數(shù)變壓器的最佳經(jīng)濟運行區(qū)1.333βJz2≤β佳z≤0.75最劣運行區(qū)0<β劣z<βJz2單臺、多臺并列運行的變壓器，計算略有不同。單臺變壓器βjp＝√p0/pd時變壓器效率最高。ΔPΔPb%ΔPo變壓器損耗曲線變壓器損耗率曲線βJP1β變壓器的經(jīng)濟運行變壓器的經(jīng)濟運行:ΔPΔPb%ΔPo變壓16電能轉換為機械能的合理化電能轉換為機械能的合理化17主要關注電動機及其驅動系統(tǒng)的節(jié)電電動機是最大的電力消費用戶，消耗了總電量的60%以上，100kW及以下電動機容量占總容量的80%-90%電動機使用的面很廣電動機對生產(chǎn)率的影響很大特別是三相異步電動機，占電動機總容量的80%-90%主要關注電動機及其驅動系統(tǒng)的節(jié)電電動機是最大的電力消費用戶，18電動機的能耗指標電動機的效率η＝Ｐ２／Ｐ１×１００％異步電動機的效率取決電動機的損耗，①固定損耗②負載損耗③雜散損耗電動機的功率因素cosφ=Ｐ１／(√3×U1×I1)電動機的能耗指標電動機的效率19電動機的功率因素電動機的功率因素是指輸入端有功功率與視在功率之比cosψ=P1/√3U1I1可見，電動機的功率因素與負載有關，它的空載功率因素只有0.1-0.2，在滿負荷時可達0.8-0.9電動機的功率因素電動機的功率因素是指輸入端有功功率與20電動機的效率特性η0.50.8__∣∣1.0P電動機的效率特性η0.50.8__∣∣1.0P21電動機及其驅動系統(tǒng)的節(jié)電電動機的選擇電動機的經(jīng)濟運行電動機的調(diào)速節(jié)電電動機及其驅動系統(tǒng)的節(jié)電電動機的選擇22電動機的選擇電動機的類型應在滿足電動機安全、啟動、制動、調(diào)速等方面要求的情況下，以節(jié)能為原則來選擇：容量在250KW以上，負荷穩(wěn)定，應選擇同步電流，同等容量的異步電機比同步電機效率低4～10%；根據(jù)企業(yè)的電壓等級條件，容量在200KW以上，應選擇高壓電動機，電動機輸入功率P=√3·V·I·coscp除特殊需要以外，一般不選用直流電機，變頻調(diào)速比直流調(diào)速節(jié)電40%以上；電動機負荷經(jīng)常低于40%時，考慮更換電機；負荷經(jīng)常輕重載交替變化，而且常在額定值的33%以下，并持續(xù)一定時間時，要考慮用△-Y的接線方式；容量在100KW以上的交流異步電機，應盡量進行就地無功功率補償；按設備運行環(huán)境，選擇合適的電動機，（如變極、防腐、防爆、增安型……）；選擇節(jié)能型電動機。電動機的選擇電動機的類型應在滿足電動機安全、啟動、制動、調(diào)速23高效節(jié)能型電動機效率高Y系列的電動機比JO2的電動機效率高1%~3%YX系列的電動機比Y的電動機效率高3%Y2-E系列的電動機比Y2的電動機效率高1.5%~2.0%。Y2-E系列與歐洲的eff2系列效率水平基本相同，80~160號機座效率略低，180~280號機座效率略高；2YX系列電機效率特性曲線平坦，額定轉差率SN小，減小了運行損耗，負載在50~100%之間，效率曲線平坦，有利于電動機的經(jīng)濟運行；3功率因素略有提高；4YX系列由Y系列改進派生而來，互換性好，并符合國際IEC標準；5電動機的成本比Y系列略高，一般來說1~3年可回收投資差價；如一臺250KW電機，Y型η1=94%YX型η2=96.2%電動機負載80%，年運行6000h，電費0.52，節(jié)約電費E=250*80%*（1/0.94-1/0.962）*6000*0.52=1.5181萬元高效節(jié)能型電動機效率高24電動機的經(jīng)濟運行1.電動機的經(jīng)濟運行，應根據(jù)GB12497-95《三相異步電機經(jīng)濟運行》的有關規(guī)定：其中對三相異步電機的選用、經(jīng)濟運行計算公式、方法、調(diào)壓措施、調(diào)壓運行等許多方面都有詳細的規(guī)定；2.電動機在使用過程中要求達到GB18613-2002的國家標準，標準中對中小型三相異步電機能效限定值及節(jié)能評價有明確的要求，這是個對電動機運行效率的強制性標準。電動機的經(jīng)濟運行1.電動機的經(jīng)濟運行，應根據(jù)GB1249725電動機的調(diào)速節(jié)電電動機驅動設備的機械特性---轉矩與轉速之間的關系，稱為驅動設備的機械特性，分為：恒轉矩負載：如起動機，卷揚機，造紙機，轉矩的大小取決于負載的輕重，其負載功率與轉速成正比變轉矩負載：1，轉矩與轉速成正比-----直流發(fā)電機2，恒功率負載，負載轉矩負載轉速成反比，其功率保持基本不變-----卷繞機、軋機、車床3，二次方律負載-----風機、水泵、螺旋槳、風扇等，負載轉矩與速度的二次方成正比P=PO+KPNL3

nT=常數(shù)oTTx②③①變轉矩負載特性電動機的調(diào)速節(jié)電nT=常數(shù)oTTx②③26調(diào)速電動機的機械特性電動機的機械特性：是指電動機的轉矩與轉速關系T=C1ΦmI2COSψ2電動機改變電源電壓時機械特性曲線電動機改變電源頻率時機械特性曲線穩(wěn)定運行的條件：有交點調(diào)速電動機的機械特性電動機的機械特性：是指電動機的轉矩與27三相異步電動機的調(diào)速分類按調(diào)速系統(tǒng)效率來分：（調(diào)壓調(diào)速，電磁轉差離合器調(diào)速，繞線轉子異步電動機轉子回路串電阻調(diào)速，繞線轉子異步電動機串級調(diào)速，變頻調(diào)速，變極調(diào)速）。1、轉差功率消耗型2、轉差功率回饋型3、轉差功率不變型按調(diào)速技術來分：機械調(diào)速，電氣調(diào)速，機電調(diào)速。按調(diào)速原理來分：改變頻率，改變轉差李，改變極對數(shù)三相異步電動機的調(diào)速分類按調(diào)速系統(tǒng)效率來分：28變頻調(diào)速節(jié)電變頻調(diào)速-----當代最先進、最高效的調(diào)速方式變頻調(diào)速的理論依據(jù)-----電動機的轉速特性n=no(1-s)=60f1/p*(1-s)變頻器的節(jié)電條件：有節(jié)電空間，負載經(jīng)常變化,電動機和設備機機械特性匹配負載經(jīng)常變化變頻調(diào)速節(jié)電變頻調(diào)速-----當代最先進、最高效的調(diào)速方式29變頻器的構造變頻器的主電路：也就是變頻器的電力電路：整流電路，中間電路（濾波）逆變器變頻器的控制電路：U/F控制，轉差率控制，矢量控制，直接轉矩控制，單片機控制變頻器的構造變頻器的主電路：也就是變頻器的電力電路：整流電30變頻器的電力電路一.變頻器的主電路—電力電路1.整流電路，就是把50HZ的工頻電流整流為直流電流。2.中間電路，包括濾波電路、制動電路。3.逆變器，逆變電路，把直流電變成一個能滿足電動機所要求的正弦波，只有正弦波通過電動機的定子繞組，產(chǎn)生一個圓形的旋轉磁場，以產(chǎn)生一個恒定的轉矩。變頻器的電力電路一.變頻器的主電路—電力電路31變頻器的控制電路為變頻器的主電路提供通斷信號的電路稱為控制電路。主要由下部分組成：運算電路，信號檢測電路，驅動電路，保護電路，變頻器的控制電路為變頻器的主電路提供通斷信號的電路稱為控制電32變頻器的控制方式控制方式：U/f控制，轉差頻率控制（SF控制)，矢量控制(VC控制)，直接轉矩控制，單片機控制U/f控制：使U/f為常數(shù)，變頻器輸出頻率改同時也改變電壓。特點：控制比較簡單，多數(shù)用于通用變頻器，在風機、泵類及生產(chǎn)流水線工作臺傳動等。SF控制：通過控制轉差頻率來控制轉矩和電流。特點：有速度調(diào)節(jié)器，可進行速度閉環(huán)控制，速度靜態(tài)誤差小。適用于自動控制系統(tǒng)。變頻器的控制方式控制方式：U/f控制，轉差頻率控33U/F控制U/F控制是電動機的機械特性

Φ=U/4.44fK1N1U/F控制U/F控制是電動機的機械特性34變頻器的控制方式●

VC控制：通過控制變頻器輸出電流的大小，頻率及相位，用于維持電動機內(nèi)部的磁通為設定值，產(chǎn)生所需要的轉矩。特點：動態(tài)響應快，低頻轉矩大，控制靈活，用于工業(yè)機器人，高精度的電力拖動(如恒張力控制)，四象限運轉的高速電器。●直接轉矩控制：通過控制變頻器的電流，磁鏈，來間接控制轉矩。變頻器的控制方式●VC控制：通過控制變頻器輸出35變頻器的控制方式單片機控制：用16位單片機或數(shù)字信號處理器（DSP）來控制變頻器的輸出，由正弦信號調(diào)制的與正弦波等效的脈沖序列SPWM波。根據(jù)沖量理論，沖量相等而形狀不同的窄脈沖加在具有慣性環(huán)節(jié)上時，即效果基本相同。根據(jù)這一理論，正弦波由一系列等幅不等寬的脈沖來代替，方法是用正弦波作為調(diào)制信號，片內(nèi)的鋸齒波發(fā)生器輸出載波，得到一系列SPWM波。通過對各脈沖的寬度進行調(diào)制，既可改變逆變器輸出電壓的大小，通過調(diào)制周期的變化可改變其輸出頻率的大小。特點：可以得到相當接近正弦波的輸出電流和電壓。反饋給電網(wǎng)的諧波很小，不污染電網(wǎng)，自動控制程度高。變頻器的控制方式單片機控制：用16位單片機或數(shù)字信號處理器36變頻器的內(nèi)部原理框圖變頻器的內(nèi)部原理框圖37變頻器的系統(tǒng)控制PLC控制：也叫程序空制，對于一個需要多擋轉速操作的拖動系統(tǒng)來說，多擋轉速的選擇可以由外部控制切換，也可以由變頻器內(nèi)部的定時器來自動執(zhí)行。即自動運行的方式為自動程序控制PID控制：由傳感器反饋信號，當輸出量偏離所要求的給定值時，反饋信號成比例地變化，在輸入端，給定信號與反饋信號相比較，存在一個偏差值。對該偏差值經(jīng)過PID調(diào)節(jié)，變頻器改變其輸出頻率，消除拖動系統(tǒng)的偏差。PID