上海電子工程設(shè)計研究院有限公司 許 敏

隨著我國工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的不斷進(jìn)步，工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模正在不斷擴(kuò)大，電力能源作為維持工業(yè)生產(chǎn)正常進(jìn)行的決定性因素之一，是工業(yè)生產(chǎn)過程中主要消耗的能源之一。工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化與完善，不僅是保障工廠工業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行的重要舉措，更是工廠生產(chǎn)節(jié)約能源消耗的成本的重要途徑。因此，工程供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的推進(jìn)，是提高工廠在同行業(yè)市場成本競爭優(yōu)勢的關(guān)鍵，更是實現(xiàn)我國高效節(jié)能長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。

電能是工廠生產(chǎn)過程中主要消耗的能源之一，在工廠生產(chǎn)成本核算中，占有非常高的比重。在當(dāng)前的工廠供電系統(tǒng)中，由于工廠中大多數(shù)的用電設(shè)備都擁有電感特性，在其運行過程中，會從工廠的電力系統(tǒng)中吸收無用功率，進(jìn)而造成電力能源的損耗。與此同時，由于工廠相關(guān)管理人員與工作人員的節(jié)能意識相對較差、節(jié)能管理系統(tǒng)不夠完善，在工廠日常生產(chǎn)過程中難免會對電力能源造成不必要的浪費，不僅增加了生產(chǎn)成本，同時造成我國電力能源一直處于緊張狀態(tài)，進(jìn)而影響企業(yè)的良性發(fā)展發(fā)展。因此，加強工廠供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，是工廠降低生產(chǎn)成本、提升企業(yè)在同行業(yè)領(lǐng)域的成本競爭力，實現(xiàn)企業(yè)利益最大化的重要舉措[1-3]。

1 工廠供電系統(tǒng)節(jié)能的意義

工廠對當(dāng)前的供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，不僅能夠降低電能消耗對自然生態(tài)環(huán)境造成地污染與破壞，同時可有效提升工廠在生產(chǎn)過程中的能源利用質(zhì)效，提升企業(yè)的成本優(yōu)勢，提升其在同行業(yè)市場的成本競爭力，對實現(xiàn)工廠持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展的具有重要的現(xiàn)實意義。

與此同時，工廠相關(guān)技術(shù)人員采用現(xiàn)代化配電技術(shù)與節(jié)能供電技術(shù)對現(xiàn)有的供電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化，在一定程度上可有效降低對煤炭等不可再生資源的消耗量，為我國不可再生資源的保護(hù)工作貢獻(xiàn)力量，并在一定基礎(chǔ)上改善煤炭消耗過程中污染氣體的排放所造成的空氣污染，這種污染不僅影響工廠附近的空氣質(zhì)量，也對附近的居民的身體健康造成不良影響。因此，工廠對當(dāng)前的供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，是推進(jìn)我國節(jié)能減排發(fā)展理念發(fā)展的重要途徑之一。

2 工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的主要方向

2.1 管理性節(jié)能

在工廠正常生產(chǎn)過程中，電氣設(shè)備是維持其正常運轉(zhuǎn)的核心力量。例如：電氣機(jī)械生產(chǎn)設(shè)備、生產(chǎn)安全監(jiān)測監(jiān)控設(shè)備、照明燈具、中央空調(diào)排風(fēng)系統(tǒng)等。電力能源是維持這些電氣設(shè)備正常運用的重要保障。在工廠生產(chǎn)運行過程中，難免會由于相關(guān)工作人員節(jié)能意識相對較低，造成電能資源的浪費。

因此，想要切實提升工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化，首先工廠相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)提高自身的節(jié)能意識，充分認(rèn)識到節(jié)能對企業(yè)發(fā)展的推進(jìn)作用，積極優(yōu)化工廠生產(chǎn)過程中對能源消耗的管理工作，同時為了加強工廠節(jié)能管理工作質(zhì)效，相關(guān)管理部門應(yīng)當(dāng)構(gòu)建專業(yè)的節(jié)能管理體系，制定完善的節(jié)能管理制度，為工廠工作人員進(jìn)行定期的培訓(xùn)工作，將節(jié)能意識深入每一位工作人員的潛意識中，動員工廠全體工作人員參與節(jié)能環(huán)保行列，進(jìn)而推進(jìn)工廠節(jié)能環(huán)保工作的順利進(jìn)行[4]。

2.2 技術(shù)性節(jié)能

在當(dāng)前市場中，大部分節(jié)能電氣設(shè)備的推廣與普及已經(jīng)成為改善我國工業(yè)生產(chǎn)能源消耗現(xiàn)狀的重要途徑。然而由于普通電氣設(shè)備與節(jié)能電氣設(shè)備相比具有明顯的價格優(yōu)勢，當(dāng)前我國大部分工廠管理者的節(jié)能意識不足，缺乏長遠(yuǎn)發(fā)展意識，執(zhí)意選擇普通設(shè)備來降低設(shè)備成本，殊不知普通設(shè)備不僅消耗的電力能源相對較高，同時其運行的整體效率并不占優(yōu)勢，雖然購進(jìn)價格具有一定的優(yōu)勢，但是以長遠(yuǎn)的發(fā)展目標(biāo)來看并不具備成本節(jié)約優(yōu)勢。因此，工廠相關(guān)管理人員為了充分落實高效節(jié)能的生產(chǎn)目標(biāo)，應(yīng)當(dāng)積極學(xué)習(xí)先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，及時采用高效節(jié)能電氣設(shè)備替換低性能設(shè)備。在實現(xiàn)企業(yè)發(fā)展節(jié)能目標(biāo)的同時，可有效提升企業(yè)生產(chǎn)效率，進(jìn)而實現(xiàn)企業(yè)高效節(jié)能的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)[5]。

3 優(yōu)化工廠供電系統(tǒng)節(jié)能的有效策略

3.1 優(yōu)化供電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

3.1.1 應(yīng)用直流屏保護(hù)裝置

在工廠供電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計過程中，合理安裝直流屏繼電保護(hù)裝置，可有效實現(xiàn)對節(jié)能配電系統(tǒng)的優(yōu)化與改造。通過繼電保護(hù)設(shè)備的安裝，可有效降低工廠生產(chǎn)過程中電氣設(shè)備的穩(wěn)定性，最大限度降低設(shè)備故障、電力故障發(fā)生的可能性。與此同時，采用繼電保護(hù)設(shè)備，可以實現(xiàn)對電氣回路負(fù)載以及額定值的精準(zhǔn)計算。因此，工廠相關(guān)管理人員應(yīng)當(dāng)要提高對供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化意識，積極采用直流屏繼電保護(hù)裝置，根據(jù)工廠生產(chǎn)對電力能源的消耗需求合理設(shè)置直流屏，在提升工廠生產(chǎn)質(zhì)效的同時，最大限度降低其對電力能源的消耗。

3.1.2 采用高低壓配電系統(tǒng)

高低壓配電系統(tǒng)憑借其優(yōu)越的可行性、經(jīng)濟(jì)性等優(yōu)勢，是工廠實現(xiàn)供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的重要舉措，該系統(tǒng)對工廠供電系統(tǒng)的整體布局以及變電站的位置選擇的等多個方面具有較高的要求，在該系統(tǒng)中相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)請選擇專用的高低壓變壓器，如：載油浸調(diào)壓變壓器等，該種變壓器不僅能夠有效降低日常管理與維護(hù)難度，同時可有效降低工廠在生產(chǎn)過程中對電力能源的消耗。因此，工廠相關(guān)部門在對當(dāng)前的供電系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能優(yōu)化時，應(yīng)當(dāng)積極采用高低壓配電系統(tǒng)對當(dāng)前的供電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，最大限度提升工廠生產(chǎn)過程中對能源的節(jié)約[6]。

3.2 對功率因數(shù)進(jìn)行無功補償

在工行生產(chǎn)過程中，造成供電系統(tǒng)出現(xiàn)電力能源浪費的因素有很多，然而最主要的因素在于受功率因數(shù)的影響。因此，為了最大限度降低功率因數(shù)對供電系統(tǒng)運行所造成的不良影響，就必須對功率因數(shù)采取相應(yīng)的無功補償措施。對于一些中大型工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化工作，相關(guān)技術(shù)人員在該項技術(shù)的應(yīng)用過程中，主要以采用高壓集中的補償措施，其補償工作主是在高壓變配電的母線上安裝相應(yīng)的電容器。而對于小型工廠而言，功率因數(shù)補償主要采用低壓成組補償形式，其具體技術(shù)是在低壓母線上安裝相應(yīng)的電容組器，通過該種補償技術(shù)可有效實現(xiàn)對低壓母線上的無功功率進(jìn)行補償，進(jìn)而更加適用于一些規(guī)模較小的供電系統(tǒng)。

另一方面，為了避免由于功率因數(shù)為供電系統(tǒng)造成的不良影響，相關(guān)技術(shù)人員還可以選擇在供電系統(tǒng)中安裝專業(yè)的有源濾波器，在安裝過程中，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)工廠內(nèi)部供電系統(tǒng)的實際運行現(xiàn)狀，合理的選擇與之匹配的濾波器類型。例如：LC濾波器、串聯(lián)潮流控制器等，特別是串聯(lián)潮流控制器，其節(jié)能效果與其他控制器相比其節(jié)能效果更為理想。

3.3 變壓器節(jié)電技術(shù)

變壓器是工廠供電系統(tǒng)中的核心部分，電力變壓器的運行效率是影響工廠整體供電系統(tǒng)運行質(zhì)效的主要因素之一。因此，工廠相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)加強對電力變壓器的節(jié)能的重視，在對工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化過程中，首先應(yīng)當(dāng)根據(jù)工廠運行的實際供電需求，合理選擇變壓器的類型與容量，才能最大限度發(fā)揮變壓器在運行過程中的節(jié)能效果。如若變壓器的容量選擇過小將無法滿足工廠運行的用電需求，而容量選擇過大將會造成電力能源的浪費。

與此同時，相關(guān)技術(shù)人員在選擇變壓器類型時，應(yīng)當(dāng)結(jié)合工廠生產(chǎn)中的供電需求，選擇電力能源損耗最低的新型節(jié)能變壓器，最大限度提升工廠供電系統(tǒng)節(jié)能效果。采用新型節(jié)能變壓器，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合工廠生產(chǎn)過程中對電力能源的實際需求，對變壓器的運行模式進(jìn)行及時地調(diào)整，當(dāng)前市場上的節(jié)能型變壓器，在下運行復(fù)合為變壓器功率的四分之三時是節(jié)能效果最佳的經(jīng)濟(jì)運行模式。因此，相關(guān)技術(shù)人員在對變壓器運行模式進(jìn)行調(diào)整時，應(yīng)當(dāng)將以經(jīng)濟(jì)運用模式為標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)而提升工廠供電系統(tǒng)的節(jié)能效果。

另一方面，電力變壓器的材料選擇亦是影響其節(jié)能效果。例如：采用硅鋼片材料的變壓器，能夠有效提升變壓器的運行質(zhì)效，最大限度降低電力變壓器在進(jìn)行中對電力能源的損耗，進(jìn)而實現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的節(jié)能目標(biāo)。而非晶合金鐵芯變壓器在工廠供電系統(tǒng)中的應(yīng)用，同樣具有一定的節(jié)能優(yōu)勢，該種類型的變壓器中的線圈所采用的主要材料為矩形的銅繞組，該種變壓器的優(yōu)勢在于在銅圈發(fā)生短路故障時，不對對線圈造成破壞影響，進(jìn)而有效節(jié)約工廠對電力變壓器的維護(hù)費用。

3.4 加強照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計

電力照明是工廠運行在正常運行中主要采用的照明手段，由于工廠在日常生產(chǎn)過程中對照明要求相對較高，工廠照明系統(tǒng)對電力能源的消耗在工廠對電力能源整體消耗中占有非常大的比重。因此，工廠照明系統(tǒng)是工廠供電系統(tǒng)中的重要分支，電力照明系統(tǒng)運行的節(jié)能優(yōu)化是提升工程供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。因此，加強工廠照明系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計，是實現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的重要舉措。相關(guān)技術(shù)人員在對工廠照明系統(tǒng)優(yōu)化過程中，首先應(yīng)當(dāng)將傳統(tǒng)照明系統(tǒng)中所應(yīng)用的低亮度、高能耗的照明設(shè)備進(jìn)行更換，采用節(jié)能型高亮度照明設(shè)備代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明設(shè)備。

例如：對于一些照明質(zhì)量要求較高的工廠，可以采用金屬鹵化物燈取代傳統(tǒng)的照明設(shè)備，而對于一些對照明質(zhì)量要求相對較低的工廠，可以選用節(jié)能型熒光燈代替?zhèn)鹘y(tǒng)照明設(shè)備等。這樣不僅能夠滿足工廠生產(chǎn)過程中的照明需求，同時可有效降低工廠照明系統(tǒng)對能源的消耗，進(jìn)而實現(xiàn)對工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化。與此同時，工廠可以采用現(xiàn)代化陽光導(dǎo)入器、光導(dǎo)纖維照明系統(tǒng)等當(dāng)前先進(jìn)的照明系統(tǒng)，不僅能夠有效節(jié)省工廠照明系統(tǒng)對能源消耗，同時采用太陽光照明系統(tǒng)可有效消除紫外線與紅外線，進(jìn)而實現(xiàn)節(jié)能、環(huán)保的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。

3.5 工廠供電系統(tǒng)節(jié)能管理

想要切實實現(xiàn)工廠供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，首先工廠相關(guān)管理部門提高節(jié)能意識，建立完善的管理制度以及管理機(jī)制，嚴(yán)格執(zhí)行責(zé)任制度管理模式，將節(jié)能管理工作責(zé)任化肥至每個工作崗位，提升工廠全體工作人員的節(jié)能意識，嚴(yán)格遵守相關(guān)的管理制度，實現(xiàn)工廠的節(jié)能目標(biāo)。

與此同時，工廠相關(guān)管理人員，應(yīng)當(dāng)加強對工程供電系統(tǒng)的節(jié)能技術(shù)優(yōu)化工作進(jìn)度的關(guān)注，及時發(fā)現(xiàn)在優(yōu)化工作中存在的一些問題，并采取相應(yīng)的整改措施，逐漸建立完善的節(jié)能管理網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，完善其管理體系，讓工廠內(nèi)部每個工作崗位的工作人員都能夠各司其職，積極推進(jìn)工廠供電系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化的順利進(jìn)行，最大限度提升工廠生產(chǎn)過程中對能源的節(jié)約。

綜上，導(dǎo)致工廠在生產(chǎn)過程中對電力能源損耗的因素相對較多，其原因較為復(fù)雜，為了能夠?qū)崿F(xiàn)工廠對供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化質(zhì)效，提其在同行業(yè)市場中的成本競爭優(yōu)勢，工廠相關(guān)管理人員不僅應(yīng)當(dāng)加強對工廠供電系統(tǒng)的節(jié)能優(yōu)化，同時還應(yīng)當(dāng)加強對工廠各個崗位工作人員的節(jié)能管理工作，構(gòu)建完善的節(jié)能管理工作體制，提高工廠工作人員的整體節(jié)能意識，最大限度降低工廠生產(chǎn)過程中對電力能源的過度消耗，促進(jìn)企業(yè)節(jié)能高效的長遠(yuǎn)發(fā)展目標(biāo)。