李 毅，冷鑫寧，孫海濱，賴治東

（中石化管道儲運(yùn)公司，江蘇 徐州 221008）

企業(yè)節(jié)約電能的工作，可以從企業(yè)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理和技術(shù)改造這兩個方面采取措施。加強(qiáng)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理，主要措施有：①加強(qiáng)能源管理，建立管理機(jī)構(gòu)和制度。②實(shí)行計(jì)劃供用電，提高電能的利用率。③實(shí)行負(fù)荷調(diào)整，“削峰填谷”，提高供電能力。④實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，降低電力系統(tǒng)的消耗。⑤加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，提高設(shè)備的檢修質(zhì)量。搞好供用電系統(tǒng)的技術(shù)改造，主要措施有：①逐步淘汰低效率的供用電設(shè)備，采用高效節(jié)能的用電設(shè)備。②改造現(xiàn)有供配電系統(tǒng)，降低線損。③合理地選擇供用電設(shè)備容量，或進(jìn)行技術(shù)改造，提高設(shè)備的負(fù)荷率。④改革落后工藝，改進(jìn)操作。⑤提高功率因數(shù)。

筆者所在單位下屬一家機(jī)械加工企業(yè)，該企業(yè)有一座中心電所，從上級變電所引入10kV，一次線為單母線分段結(jié)構(gòu)，在役2臺S11-1250kVA-10/0.4kV變壓器，配置無功補(bǔ)償裝置,企業(yè)隨生產(chǎn)任務(wù)的輕重，尤其該企業(yè)有一臺大功率熱煨彎管機(jī)，負(fù)荷期間波動較大。通過對該企業(yè)生產(chǎn)情況和供用電情況的調(diào)查，提出了具體的節(jié)約電能措施，本文簡要介紹其中兩個主要措施，分別涉及到用電管理和技術(shù)改造這兩個方面。

1 供用電經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理措施

（1）變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析。變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行是指在傳輸電量相同的條件下，通過擇優(yōu)選取最佳運(yùn)行方式和調(diào)整負(fù)載，使變壓器電能損失最低。換言之，合理地選擇運(yùn)行方式，即可降低用電損耗。只要加強(qiáng)供、用電科學(xué)管理，無需投資，，即可達(dá)到節(jié)約電能的目的。

變壓器輸出功率隨負(fù)載率的變化而發(fā)生變化，因變壓器銅損的原因，變壓器功率損耗也隨著發(fā)生變化，損耗隨負(fù)載率發(fā)生非線性變化。因此存在著在某一負(fù)載系數(shù)條件下運(yùn)行，在整個電能傳遞過程中，損耗所占的比重最低。

變壓器功率損失率ΔP%可按下式計(jì)算：

根據(jù)S11變壓器技術(shù)參數(shù)和已配置無功補(bǔ)償裝置的情況，選取cosφ2為0.9，在0.1～1.0之間選取不同的負(fù)載系數(shù)β，計(jì)算該變壓器的功率損耗、功率損耗率和變壓器效率，根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以看出：①S11型低損耗變壓器的損耗率很小，而效率都很高。變壓器效率基本在98%以上。②該類型變壓器的有功最佳負(fù)載率為0.3～0.4。③在實(shí)際工作中，當(dāng)設(shè)備容量和負(fù)荷已定的條件下，變壓器可以在負(fù)載率為0.2～1的范圍內(nèi)使用。當(dāng)然在選用變壓器時或者負(fù)荷可以調(diào)整的情況下，應(yīng)避免在低負(fù)載率0.2以下和重負(fù)載率0.8以上運(yùn)行。④從變壓器的損耗角度上講，當(dāng)兩臺并聯(lián)運(yùn)行的同容量變壓器各自負(fù)載率在0.65附件時，則變壓器的損耗約等于一臺變壓器在β=1時的損耗。

通過對公式求導(dǎo)，令dη/dβ=0,求出使 η 最大的 β 值，即此時變壓器效率最高。即負(fù)荷率33.7%附近，是變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。從節(jié)能觀點(diǎn)上出發(fā)，應(yīng)盡量使變壓器負(fù)載率在接近最佳負(fù)載率的情況下運(yùn)行為好。

變壓器功率損失率△P%是變壓器負(fù)載系數(shù)β的二次函數(shù)。當(dāng)β偏小時即變壓器輕載時，功率損失上升很快；當(dāng)負(fù)載系數(shù)為βm時，功率損失最少；隨著負(fù)載的增大，功率損失緩慢有所上升，但整體升幅不大。

兩臺同型號同規(guī)格的變壓器并列運(yùn)行時，每臺額定容量為SN，總負(fù)荷為S0，經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的臨界負(fù)荷

當(dāng)S0＜Scr時，宜于一臺變壓器運(yùn)行；當(dāng)S0＞Scr時，宜于兩臺變壓器運(yùn)行。對于兩臺S11-1250kVA型變壓器，臨界負(fù)荷約為600kVA，I30約為 860A。

（2）經(jīng)濟(jì)運(yùn)行管理措施。該企業(yè)用電單位包括辦公樓、鉚焊車間、金工車間、組裝車間、熱處理車間和彎管車間等，用電設(shè)備種類較多、數(shù)量較多，有一臺用電量較大的彎管機(jī)。對企業(yè)所有用電設(shè)備進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)，按照需要系數(shù)法，計(jì)算出P30約2200kW、Q30約820kVar、S30約 2300kVA。分析該企業(yè)日常用電量的記錄數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)全年用電量并不平均，彎管機(jī)工作時一般情況下I30約為700A左右、加工最大口徑管件時I30約為1000A；其他各個車間根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)的輕重I30基本上在300～1000A變動。

根據(jù)以上對變壓器經(jīng)濟(jì)運(yùn)行分析和企業(yè)的負(fù)荷情況，制定出合理、低能耗的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方案，供企業(yè)在變電所運(yùn)行管理中實(shí)施：①生產(chǎn)任務(wù)輕、用電負(fù)荷少，彎管機(jī)不工作，總I30在300A左右或更低，停運(yùn)一臺變壓器，減少損耗，合母聯(lián)斷路器，使用一臺變壓器為日常全部負(fù)荷供電，負(fù)載系數(shù)為0.17左右或更低。②彎管機(jī)工作，其他車間生產(chǎn)任務(wù)少，總I30在700～800A左右，可停運(yùn)一臺變壓器，減少損耗，合母聯(lián)斷路器，使用一臺變壓器為日常全部負(fù)荷供電，變壓器處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)間。③臨界負(fù)荷約為600KVA，I30約為860A，大于臨界負(fù)荷時適合兩臺變壓器并列運(yùn)行，小于臨界負(fù)荷時適合一臺變壓器運(yùn)行。④彎管機(jī)工作，其他一些車間有生產(chǎn)任務(wù)，總I30在1000A～1400A左右，兩臺變壓器可并列運(yùn)行，I30在1200A左右時，運(yùn)行損耗在最低的區(qū)間。⑤生產(chǎn)任務(wù)重，各個單位用電負(fù)荷都較大，同時考慮保證生產(chǎn)，兩臺變壓器可同時運(yùn)行并分?jǐn)嗄嘎?lián)。

2 降低供電線路損耗的技術(shù)措施

（1）無功補(bǔ)償基本原理。用電設(shè)備消耗的功率包括有功功率和無功功率。無功功率補(bǔ)償?shù)幕驹硎前丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，感性負(fù)荷所吸收的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率中得到補(bǔ)償。節(jié)電的概念是用電設(shè)備消耗了補(bǔ)償電容器的無功功率，而不是消耗系統(tǒng)的無功功率。

當(dāng)用電設(shè)備消耗過多無功功率時，用戶的變壓器無法提供更多的無功功率，就要汲取線路無功和降低輸出電壓，因此會引起線路上其他用戶的電壓質(zhì)量降低。電壓降低同時會使用電設(shè)備的電流增加，引起有功損耗加大。

（2）應(yīng)用無功補(bǔ)償降低線路損耗。該企業(yè)鉚焊車間有南、北兩處工作場所，其工作電源由變電所通過直埋電纜引來，北場所VV22-3*185+2*95電纜220m，南場所VV22-3*185+2*95電纜300m。對這兩個工作場所的所有用電設(shè)備的負(fù)荷類型和功率進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)計(jì)算，其中南場所最大負(fù)荷時Pj=132.82kW、Qj=201.88kVar、COSa=0.55，北場所最大負(fù)荷時 Pj=112.04kW、Qj=192.53kVar、COSa=0.50。

電纜交流電阻Rj的計(jì)算公式為Rj=kifk1jRθ，式中:kif為集膚效應(yīng)系數(shù)，交流 50Hz、導(dǎo)線截面 <240mm2時，kif=1；kif為鄰近效應(yīng)系數(shù)；Rθ導(dǎo)線直流電阻。

經(jīng)過計(jì)算，鉚焊車間北場所VV22-3*185+2*95電纜220m的交流電阻Rj1=0.021Ω，鉚焊車間南場所VV22-3*185+2*95電纜300m的交流電阻Rj2=0.028Ω。

3 結(jié)語

通過對企業(yè)供用電情況的深入調(diào)查，采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的措施，在企業(yè)供用電系統(tǒng)的科學(xué)管理和技術(shù)改造這兩個方面下功夫，即可以消除供用電過程中的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，提高電能的利用率，可以不投資或少投資就能取得減少電能使用量，對于提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，具有積極的意義。