2012電氣工程師:機(jī)械工廠設(shè)計(jì)中降損節(jié)能措施

　　2003年以來(lái)，我國(guó)相當(dāng)一部分的地區(qū)電力出現(xiàn)不同程度的緊張，個(gè)別地方需拉閘限電，開(kāi)源節(jié)流成為我國(guó)今后一段時(shí)期的重中之重。機(jī)械工廠作為我國(guó)耗電大戶(hù)之一(數(shù)量多、總裝機(jī)容量大)，如何降低無(wú)效電能損耗，降低成本，提高經(jīng)濟(jì)效益已成為工廠設(shè)計(jì)人員及管理人員一項(xiàng)重要任務(wù)之一，鑒于上述原因，筆者就機(jī)械工廠如何實(shí)行節(jié)約電能這一問(wèn)題作一探討，對(duì)配電設(shè)備、照明燈具及材料的選擇和減少無(wú)功損耗上進(jìn)行論述。$lesson$

　　1、優(yōu)化選材，從源頭上扼制能耗的產(chǎn)生

　　選擇能耗較小的配電設(shè)備、照明器具及管線材料是實(shí)現(xiàn)用電節(jié)能的基本措施。

　　1.1配電變壓器容量的選擇

　　a.工作時(shí)間長(zhǎng)，滿(mǎn)負(fù)荷率低的設(shè)備包括：各種機(jī)床、木工機(jī)械、焊機(jī)等設(shè)備，這類(lèi)設(shè)備特點(diǎn)是同時(shí)系數(shù)小，數(shù)量多，根據(jù)筆者經(jīng)驗(yàn)，變壓器負(fù)荷率可選取80%~85%。

　　b.工作時(shí)間長(zhǎng)，滿(mǎn)負(fù)荷率高的設(shè)備包括：各種電爐及附帶變壓器、遠(yuǎn)紅外電熱干燥箱、冷凍空調(diào)設(shè)備、生產(chǎn)及生活用通風(fēng)機(jī)、球磨機(jī)、粉碎機(jī)等。此類(lèi)設(shè)備特點(diǎn)是同時(shí)系數(shù)大、數(shù)量較少、單機(jī)容量大，設(shè)計(jì)時(shí)，宜在降壓變電所設(shè)置多臺(tái)變壓器同時(shí)運(yùn)行，低壓母線分段運(yùn)行方式，這樣在不使用這些設(shè)備時(shí)，可停運(yùn)一臺(tái)變壓器，降低變壓器總損耗。

　　c.工作時(shí)間短，滿(mǎn)負(fù)荷率高的設(shè)備包括：給排水泵、循環(huán)泵等輔助生產(chǎn)用設(shè)備，在此類(lèi)設(shè)備所占總裝機(jī)容量比例不大時(shí)(小于10%)，可不予考慮或只在用電高峰時(shí)考慮變壓器最高負(fù)荷率。

　　d.工作時(shí)間短，滿(mǎn)負(fù)荷率低的設(shè)備包括：金屬、機(jī)修裝配車(chē)間用起重機(jī)、實(shí)驗(yàn)室用試驗(yàn)設(shè)備、檢測(cè)設(shè)備。此類(lèi)設(shè)備可予不考慮負(fù)荷。

　　以上四類(lèi)負(fù)荷基本涵蓋了機(jī)械工廠生產(chǎn)、生活的動(dòng)力用電設(shè)備，通過(guò)對(duì)不同設(shè)備的工作性質(zhì)的分類(lèi)分析，可使變壓器容量降低，從而降低變壓器的運(yùn)行損耗。

　　計(jì)算變壓器容量時(shí)，首先要計(jì)算好總負(fù)荷，一般總負(fù)荷可由、總視在計(jì)算功率乘以同時(shí)系數(shù)確定，然后計(jì)算變壓器的總負(fù)荷，其值為：變壓器總負(fù)荷(kvA)=無(wú)功補(bǔ)償后的總負(fù)荷(kv?A)+變壓器損耗(kv?A)(有功損耗與無(wú)功損耗矢量和)，最后確定變壓器的容量為：變壓器總負(fù)荷÷變壓器負(fù)荷率。變壓器負(fù)荷率一般取75%~85%為宜。

　　1.2配電變壓器型號(hào)

　　選擇高效低能耗的配電變壓器具有重要的意義。目前國(guó)內(nèi)廣泛采用的S9型配電變壓器的空載損耗與S7相比平均降低了8%，負(fù)載損耗平均降低了25%左右，然而SCB系列在節(jié)能上有更大的優(yōu)勢(shì)。下表列出這幾種變壓器的損耗情況。

　　注：以上均以額定電壓為10kv，額定容量為1000kvA為例。

　　從上表可以看出，SCB8系列空載及負(fù)載損耗最低，S9型次之。由于機(jī)械工廠對(duì)環(huán)境要求不高，加之SCB8系列干式變壓器價(jià)格昂貴(同容量干式變壓器比油浸式價(jià)格高1倍)一般可選用S9型油浸式變壓器，但從長(zhǎng)期運(yùn)行看選用SCB8型變壓器較為經(jīng)濟(jì)。

　　2.采用節(jié)能型電器設(shè)備

　　交流電動(dòng)機(jī)的降損節(jié)電：

　　機(jī)械工廠中的水泵、軸流風(fēng)機(jī)、機(jī)床用傳動(dòng)設(shè)備應(yīng)采用高效節(jié)能的電動(dòng)機(jī)，如Y系列及其派生的系列電動(dòng)機(jī)具有體積小、重量輕、噪聲低、起動(dòng)性能好和絕緣水平高等優(yōu)點(diǎn)。如采用YX系列高效電動(dòng)機(jī)其效率比Y系列又提高3%，電動(dòng)機(jī)負(fù)載率75%~100%之間運(yùn)行時(shí)間可獲得高效率。根據(jù)負(fù)荷變化情況選擇交流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速方式是降損節(jié)能又一有效措施，故機(jī)械工廠內(nèi)水泵、軸流風(fēng)機(jī)等電動(dòng)機(jī)可考慮配置變頻調(diào)速控制器。

　　3.合理放置配電間位置

　　機(jī)械工廠中的設(shè)備數(shù)量種類(lèi)多，容量相差懸殊，配電間位置確定應(yīng)與工藝人員密切配合，使其盡量靠近負(fù)荷中心，以縮短配電線路的長(zhǎng)度，減少電能的額外損失。為降低傳輸過(guò)程中的損耗，供電線纜宜采用銅線。對(duì)大容量遠(yuǎn)距離的用電設(shè)備進(jìn)行壓降校驗(yàn)，必要時(shí)適當(dāng)放當(dāng)放大一級(jí)截面選配線纜。

　　值得注意的是三相平衡，三相線路之間的負(fù)荷要保持平衡，無(wú)論是照明還是單相用電設(shè)備，在三相上所接負(fù)荷盡量保持大小相等或相差很小，因?yàn)殡S著數(shù)控機(jī)床電焊機(jī)及固態(tài)開(kāi)關(guān)等非線性負(fù)載在機(jī)械工廠中的大量使用，使得電氣裝置內(nèi)的諧波和諧波電流含量加大，從而使導(dǎo)線電流超出正常負(fù)載電流，造成電能損耗。

　　4.降低無(wú)功損耗

　　機(jī)械工廠中大量的用電設(shè)備造成了無(wú)功電能損失，無(wú)功功率補(bǔ)償是實(shí)現(xiàn)節(jié)電節(jié)能的又一重大措施。無(wú)功補(bǔ)償裝置一般設(shè)于變配電室的低壓母線上進(jìn)行集中補(bǔ)償，這樣可減少電力系統(tǒng)的無(wú)功功率傳輸?shù)脚潆娋€路上的電流，因此減少了這部分線路的電能損耗。但對(duì)車(chē)間內(nèi)部來(lái)講，由于無(wú)功仍從低壓母線經(jīng)干支線送到設(shè)備端，因此，電壓損失及電能損耗沒(méi)有得到根本改善，從而沒(méi)能達(dá)到完滿(mǎn)的節(jié)能效果。若想從根本上補(bǔ)償無(wú)功，最理想的方法是從設(shè)備端采取無(wú)功補(bǔ)償措施，但這種方法對(duì)于電機(jī)數(shù)量多、起動(dòng)方式名異的機(jī)械工廠來(lái)說(shuō)，實(shí)行起來(lái)非常困難，困為隨著補(bǔ)償電容器數(shù)量的增多，其故障率相應(yīng)增加，最終影響工作效率。為此，筆者根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中一般在車(chē)間支干線配電箱內(nèi)采用并聯(lián)的金屬膜自愈式低壓電容器對(duì)運(yùn)行的機(jī)床設(shè)備進(jìn)行整體無(wú)功補(bǔ)償，這樣即避免了設(shè)備因負(fù)載變動(dòng)或反復(fù)起停對(duì)電容器的損壞，又起到了減少支干線的電能損耗，同時(shí)減小了線纜線徑及開(kāi)關(guān)。

　　在實(shí)際中采用這種補(bǔ)償方法還應(yīng)注意，補(bǔ)償容量不宜過(guò)大。應(yīng)按下式選擇補(bǔ)償電容的無(wú)功容量：Qc≤3UNI。(kVar)

　　式中：Qc―無(wú)功功率補(bǔ)償容量(kVar)

　　UN―電源額定線電壓(kV)

　　I。―干、支線中電動(dòng)機(jī)空載計(jì)算電流(A)

　　5.照明節(jié)能

　　照明負(fù)荷雖然在機(jī)械工廠總負(fù)荷中所占比例很小(約5%~10%)，但燈具如選擇不當(dāng)，長(zhǎng)期運(yùn)行積累的損耗也相當(dāng)驚人。為此，機(jī)械工廠照明應(yīng)盡量選用發(fā)光效率較高的節(jié)能型熒光燈，金屬鹵化物燈。盡量減少白熾燈的使用。選擇鎮(zhèn)流器時(shí)也應(yīng)注意幾點(diǎn)：1.電子鎮(zhèn)流器雖然無(wú)功功率補(bǔ)償效果好，但只適用于周?chē)h(huán)境對(duì)電子干擾要求不高的場(chǎng)合。2.如周?chē)h(huán)境對(duì)電子干擾要求較高最好選擇電感式鎮(zhèn)流器或復(fù)合式鎮(zhèn)流器來(lái)彌補(bǔ)電子鎮(zhèn)流器的不足。

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