張東慶 朱 虹

(新汶礦業(yè)集團職工大學，山東 萊蕪 271100)

0 前言

電能的利用是第二次工業(yè)革命的主要標志，從此人類社會進入電氣時代，而隨著科學技術(shù)的發(fā)展，電能的使用越來越多，能源匱乏也同時制約著科技的發(fā)展，節(jié)能成為二十一世紀的主流。節(jié)能就是盡可能地減少能源消耗量，生產(chǎn)出與原來同樣數(shù)量、同樣質(zhì)量的產(chǎn)品；或者是以原來同樣數(shù)量的能源消耗量，生產(chǎn)出比原來數(shù)量更多或數(shù)量相等質(zhì)量更好的產(chǎn)品。

1 供電系統(tǒng)節(jié)能措施

1.1 減少輸電線路的損耗

1.1.1 采用高壓輸電，可以降低線路損耗

功率P=UI，對于相同功率P，若電壓提高一倍，則電流減少一半，熱量損失公式Q=I2RT，電流減少一半，在導線中產(chǎn)生的熱量只有原來的四分之一。因此輸電電壓越高，線路損耗越少。

1.1.2 減少變壓級數(shù)

變壓器的變壓是交變電場產(chǎn)生交變磁場，交變磁場再產(chǎn)生交變電場。輸電電壓每經(jīng)一次這樣的電壓變換，都要消耗一定的有功功率，所以減少輸電電壓等級可減少損耗。

1.1.3 合理配置變壓器

避免變壓器長期輕載運行，一般變壓器容量的選擇保證負荷在65%～75%時效益最高。變壓器超載運行不僅損耗電能，而且可能燒毀設(shè)備。

1.1.4 安裝無功補償設(shè)備

電網(wǎng)中的電力負荷如電動機、變壓器等，大部分屬于感性負荷，在運行過程中需向這些設(shè)備提供相應的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補償設(shè)備以后，可以提供感性負載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負荷提供、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。

1.1.5 合理選擇線路的材質(zhì)和截面積

導體電阻正比于導線的長度，反比于導線的橫截面積。適當增加導線的截面積或減少導線長度可以減少線路損耗。

1.2 減少輸電線路運行中的損耗

1.2.1 調(diào)整電壓

變壓器的損耗主要是銅損（負載損耗）和鐵損（空載損耗）。如果變壓器在超過其額定電壓5%運行時，變壓器鐵損將增加15%以上；若超過額定電壓10%，變壓器鐵損將增加50%以上，根據(jù)負載的變化及時調(diào)整變壓器的運行分接頭，以減少鐵損。

1.2.2 三相負載要平衡

三相負載平衡，中線上的電流為零，即IA+IB+IC=0，中線上不存在線損。當三相負載不平衡時，打破這種平衡電流，中線上產(chǎn)生電流，從而產(chǎn)生線損。所以，三相負載要平衡，總的線損降低。

1.2.3 處理好導線接頭

減少導線接頭的接觸電阻，可直接降低線路損耗。一般可在接頭處加涂導電膏；另外將點與點的接觸變成面與面的接觸。

1.2.4 實施經(jīng)濟調(diào)度

制定各變電所變壓器的經(jīng)濟運行曲線，對變壓器及時切入，使變壓器保持最佳運行狀態(tài)。

2 配電變壓器的節(jié)能措施

2.1 采用節(jié)能型變壓器，如S11、S13、SC10型。

2.2 多臺變壓器并聯(lián)運行時，合理選擇變壓器的運行臺數(shù)，可使變壓器處于經(jīng)濟運行狀態(tài)。并聯(lián)運行的變壓器，要根據(jù)臨界負荷的大小確定運行臺數(shù)，即變壓器的實際負荷大于臨界負荷，則n臺變壓器運行，變壓器的實際負荷小于臨界負荷，則n-1臺變壓器運行。

2.3 變壓器經(jīng)濟運行管理

2.3.1 配置變壓器的電能計量儀表，完善測量手段。

2.3.2 記載變壓器日常運行數(shù)據(jù)及典型代表日負荷，為變壓器經(jīng)濟運行提供數(shù)據(jù)。

3 供電系統(tǒng)的無功補償節(jié)能技術(shù)

3.1 提高功率因數(shù)的途徑

3.1.1 采用新型節(jié)能設(shè)備，提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)。

3.1.2 進行無功補償。企業(yè)用電體系的功率因數(shù)不能小于0.9。

3.2 安裝無功補償設(shè)備，可以提高供配電系統(tǒng)功率因數(shù)，降低能耗，改善電能質(zhì)量。

4 供配電系統(tǒng)的諧波抑制技術(shù)

4.1 供配電系諧波產(chǎn)生的原因

諧波產(chǎn)生的根本原因是由于非線性負載所致。當電流流經(jīng)負載時，與所加的電壓不呈線性關(guān)系，就形成非正弦電流，從而產(chǎn)生諧波。諧波頻率是基波頻率的整倍數(shù)。產(chǎn)生諧波的主要裝置有晶閘管整流設(shè)備、變頻裝置、電弧爐、電石爐、逆變電焊機、熒光燈、高壓汞燈等氣體放電燈等。

4.2 諧波的危害

諧波的危害有4個方面，一是增加了輸、供和用電設(shè)備的電能損耗，二諧波引起公用電網(wǎng)局部的并聯(lián)諧振和串聯(lián)諧振,從而使諧波放大,這就使上述危害大大增加，三是影響繼電保護和自動裝置的工作可靠性，影響電力測量的準確性，四是造成通訊混亂、計算機數(shù)據(jù)處理產(chǎn)生錯誤。

4.3 抑制諧波的措施

4.3.1 采用無源濾波器，無源濾波器為諧波提供一條低阻抗路徑，保留基波分量，而諧波通過濾波器短路。

4.3.2 有源電力濾波器，一種動態(tài)抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠?qū)Ψ岛皖l率變化的諧波以及變化的無功進行補償。

4.3.3 采用混合型電力濾波器，混合型濾波器就是把無源濾波器和有源濾波器結(jié)合一起實現(xiàn)抑制諧波的裝置。

5 結(jié)束語

迄今為止，電力電子技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了近50個年頭，它的發(fā)展，不但為機電一體化開辟了新的道路，而且為大幅度節(jié)約電能，降低原材料消耗提供了新的道路和重要手段，其效率大大提高。但是我國大多耗能企業(yè)的節(jié)能卻處于初級階段，節(jié)能道路任重道遠，而潛力卻是巨大的。

［1］姜子剛.節(jié)能技術(shù)[M].北京：中國標準出版社：64-77.

［2］馬宏忠.電機學[M].北京：高等教育出版社：20-25.

［3］李樹偉.礦山供電[M].中國礦業(yè)大學出版社：22-41.

［4］徐壯.節(jié)能法制與政策制度[M].北京：中國標準出版社.