淺談煤礦企業(yè)節(jié)電管理

曾 健 鄧躍峰

（云南省地方煤礦設(shè)計(jì)研究院 云南 昆明 650000）

云南三年連續(xù)干旱，很多地方人畜飲水困難，水電廠發(fā)電能力明顯下降，大部分電力靠火電來(lái)滿足需求，由于火電電煤普遍供應(yīng)不足，造成云南電網(wǎng)缺電率為40%左右，在這種情況下，云南省對(duì)一些水泥、化肥等企業(yè)實(shí)行輪停輪開，對(duì)高耗能企業(yè)實(shí)行停廠讓電。 面對(duì)如此巨大的用電缺口，政府開始實(shí)行計(jì)劃用電措施，對(duì)于重點(diǎn)大型企業(yè)，提倡充分挖掘節(jié)約用電潛力，出臺(tái)階梯電價(jià)，用技術(shù)手段提高電能的利用率，下面談?wù)劽旱V企業(yè)節(jié)約用電的一些方法。

1 運(yùn)用無(wú)功功率補(bǔ)償技術(shù)，提高功率因數(shù)，以節(jié)約企業(yè)用電

無(wú)功功率補(bǔ)償，簡(jiǎn)稱無(wú)功補(bǔ)償，在電力供電系統(tǒng)中起提高電網(wǎng)的功率因數(shù)的作用，降低供電變壓器及輸送線路的損耗，提高供電效率，改善供電環(huán)境。 無(wú)功功率補(bǔ)償裝置在電力供電系統(tǒng)中處在一個(gè)不可缺少的非常重要的位置。 合理的選擇補(bǔ)償裝置，可以做到最大限度的減少電網(wǎng)的損耗，使電網(wǎng)質(zhì)量提高。 反之，如選擇或使用不當(dāng)，可能造成供電系統(tǒng)電壓波動(dòng)，諧波增大等諸多因素。 功率因數(shù)表示有功功率在線路中所占的比例。功率因數(shù)等于1 時(shí)，線路中沒(méi)有無(wú)功損耗。提高功率因數(shù)以減少無(wú)功損耗是這類控制器的最終目標(biāo)。 常用電氣設(shè)備的功率因數(shù)除白熾燈、電阻、電熱器等接近于1 外，其他如電動(dòng)機(jī)、變壓器、架空線以及電氣儀表的功率因數(shù)均小于1。 如交流異步電動(dòng)機(jī)， 在空載時(shí)的功率因數(shù)只有0.2～0.3；在輕載時(shí)均為0.5；在額定負(fù)載時(shí)均為0.7～0.89。 不帶電容器的日光燈的功率因數(shù)為0.45～0.6。所以，提高用電功率因數(shù)是非常必要的，它是節(jié)約用電的一項(xiàng)很重要的技術(shù)措施。

配電網(wǎng)無(wú)功補(bǔ)償?shù)闹饕绞接形宸N：變電站補(bǔ)償、配電線路補(bǔ)償、隨機(jī)補(bǔ)償、隨器補(bǔ)償、跟蹤補(bǔ)償。 下面以變電站主變壓器低壓側(cè)有功計(jì)算負(fù)荷為710kW，無(wú)功功率計(jì)算負(fù)荷為900kVar，為了使企業(yè)的功率因數(shù)不低于0.9，在低壓側(cè)裝設(shè)電容器進(jìn)行補(bǔ)償， 來(lái)說(shuō)明主變壓器無(wú)功功率補(bǔ)償前后的效果。

1.1 補(bǔ)償前的變壓器容量和功率因數(shù)。

變電站低壓側(cè)的視在計(jì)算負(fù)荷為：

主變壓器容量選擇條件為SN·T≥S30（2），查詢可知，未進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)，主變壓器的容量應(yīng)選為1250kV·A,變電站低壓側(cè)的功率因數(shù)為cosφ（2）=710/900=0.62。

1.2 無(wú)功補(bǔ)償容量

要使低壓側(cè)功率因數(shù)由0.62 提高到0.92，低壓側(cè)需裝設(shè)的并聯(lián)電容器容量為:

QC=710×［tan（arccos0.62）－tan（arccos0.92）］=596kVar，取QC=600kVar。

1.3 補(bǔ)償后變壓器容量和功率因數(shù)

變電站低壓側(cè)的視在計(jì)算機(jī)負(fù)荷為：

無(wú)功補(bǔ)償后主變壓器的容量可選為800kV·A，變壓器的功率損失為:

△PT≈0.015 S′30（2）=0.06×770.8=11.56kW

△QT≈0.06 S′30（2）=0.06×770.8=46.25kvar，變電站高壓側(cè)的計(jì)算負(fù)荷為：

P′30（1）=710+11.56=721.56kW

Q′30（1）=（900－600）+46.25=346.25kvar

無(wú)功補(bǔ)償后，企業(yè)的功率因數(shù)為：

cosφ′= P′30（1） ／S′30（1）=721.56/800=0.90，這一功率因數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求。

1.4 補(bǔ)償前后比較

主變壓器容量在補(bǔ)償后減少量為：SNT－ S′NT=1250－800=450kV·A，如以基本電費(fèi)每月10 元/kV·A 計(jì)算，則每月工廠可節(jié)約基本電費(fèi)為450×10=4500 元,可以看出，采用無(wú)功補(bǔ)償來(lái)提高功率因數(shù)，可以節(jié)省企業(yè)用電量，大大節(jié)省企業(yè)用電成本。

2 推廣使用高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)

高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)采用新設(shè)計(jì)、新工藝、新材料，全面減少電動(dòng)機(jī)本身的功率損耗， 以提高電動(dòng)機(jī)的效率，Y 系列電動(dòng)機(jī)，在較寬的負(fù)載范圍內(nèi)效率都很高，功率等級(jí)多，以55kW電動(dòng)機(jī)為例， 高效電動(dòng)機(jī)一般比普通電動(dòng)機(jī)節(jié)電15%左右，以現(xiàn)在的電費(fèi)計(jì)算，一年內(nèi)靠省電可以收回更換電動(dòng)機(jī)的費(fèi)用。

3 交流異步電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速

交流異步電動(dòng)機(jī)，由于其轉(zhuǎn)速是由電源頻率和磁極對(duì)數(shù)來(lái)決定的，所以不能改變，這樣在以風(fēng)機(jī)、水泵類為拖動(dòng)對(duì)象的系統(tǒng)中電能的浪費(fèi)是巨大的，如果配上變頻器，采用交流變頻調(diào)速技術(shù)，平均可節(jié)電20%－30%，不僅可以節(jié)約電能，還可以提高電機(jī)的輸出特性，調(diào)速范圍大，平滑性能好。

4 節(jié)能型變壓器

變壓器是輸變電系統(tǒng)中的主要設(shè)備之一， 其數(shù)量多，容量大。 變壓器盡量考慮選擇損耗較小的節(jié)能型變壓器如S9、S10、S11 等。節(jié)能型變壓器在制造鐵芯的硅鋼片、鐵芯的制造工藝上都有較大的改進(jìn)——這有利于減小變壓的空載功率損耗。 特別是近年來(lái)世界各國(guó)都在積極研究生產(chǎn)節(jié)能材料，變壓器的鐵芯材料已發(fā)展到現(xiàn)在最新的節(jié)能材料——非晶態(tài)磁性材料，非晶合金鐵芯變壓器便應(yīng)運(yùn)而生。 使用非晶態(tài)磁性材料制作的變壓器，其鐵損僅為硅鋼變壓器的1／5，鐵損大幅度降低。 據(jù)統(tǒng)計(jì)老式變壓器的損耗占系統(tǒng)總量的5%左右，節(jié)電潛力大。 例如，采用冷軋硅鋼片SL7－1000/10 型變壓器取代同樣容量的熱軋硅鋼片SJL 老型號(hào)變壓器，僅空載損耗一項(xiàng)每年可節(jié)電（3.9－1.8）kW×8760h=18396kW·h（兩者的空載損耗分別是1.8kW 和3.9kW）,由此可見(jiàn)，大力推廣使用S9、S10、S11 等系列低損耗節(jié)能變壓器是節(jié)電降耗的有效途徑。

5 合理選擇導(dǎo)線和電纜截面

輸電線路的損耗與線路電阻有直接的關(guān)系，線路阻值越大，消耗的能量就越大，為了減少電纜上的電阻損失，可使用低阻值電纜。 導(dǎo)線或電纜截面與線路投資、維修、管理費(fèi)用和有色金屬消耗量都成正比， 所以應(yīng)綜合考慮各方面的因素，確定符合總體經(jīng)濟(jì)效益的導(dǎo)線截面，這樣，既可以使電能損失小,又不致于過(guò)分增加線路投資。

6 推廣使用綠色照明新技術(shù)

“綠色照明”是國(guó)際上對(duì)采用節(jié)約電能、保護(hù)環(huán)境照明系統(tǒng)的形象性說(shuō)法。 現(xiàn)階段，照明的質(zhì)量和水平已成為衡量社會(huì)現(xiàn)代化程度的一個(gè)重要標(biāo)志。 據(jù)中國(guó)國(guó)際照明網(wǎng)統(tǒng)計(jì)，中國(guó)照明用電已占全國(guó)電力消費(fèi)總量的12%以上，并以平均每年15%的速度遞增。 以2011 年國(guó)內(nèi)城市道路照明為例，如果我國(guó)城市道路照明光源的1/3 更換為高效節(jié)能的照明產(chǎn)品，其節(jié)約的用電量相當(dāng)于一個(gè)三峽工程的發(fā)電量。 因此，綠色照明的“綠”主要體現(xiàn)在能夠大幅度節(jié)約照明用電，減少環(huán)境污染，促進(jìn)以提高照明質(zhì)量、節(jié)能降耗、保護(hù)環(huán)境為目的的照明電器新型產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

綠色照明要求人們不要簡(jiǎn)單地認(rèn)為只是節(jié)能，而要從更高層次去認(rèn)識(shí)，提高到節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的高度對(duì)待，這樣意義更廣泛，更深遠(yuǎn)。 有的地區(qū)、有的單位可能認(rèn)為現(xiàn)在電力供應(yīng)不那么緊張了，照明節(jié)電不那么重要了，這種簡(jiǎn)單地理解，就是沒(méi)有從環(huán)保的高度去認(rèn)識(shí)節(jié)能，因?yàn)榫G色照明提出的宗旨不只是個(gè)經(jīng)濟(jì)效益問(wèn)題，而更主要是著眼于資源的利用和環(huán)境保護(hù)等更大課題。 通過(guò)照明節(jié)電，從而減少發(fā)電量，即降低燃煤量（中國(guó)70%以上的發(fā)電量還是依賴燃煤獲得），以減少SO2，CO2以及氮氧化合物等有害氣體的排放，對(duì)于世界面臨環(huán)境與發(fā)展的課題，都有深遠(yuǎn)的意義。

實(shí)施綠色照明，不能簡(jiǎn)單地理解為提供高效節(jié)能照明器材，高效的器材是重要的物質(zhì)基礎(chǔ)，但是還應(yīng)有正確合理的照明工程設(shè)計(jì)。 高效照明器材是照明節(jié)能的重要基礎(chǔ)，但照明器材不只是光源，光源是首要因素，已經(jīng)為人們認(rèn)識(shí)，但不是唯一的，燈具和電氣附件（如鎮(zhèn)流器）的效率，對(duì)于照明節(jié)能的影響是不可忽視的，這點(diǎn)往往不為人們所注意；效優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品比低質(zhì)產(chǎn)品的效率可以高出50%以至100%， 足見(jiàn)其節(jié)能效果。

7 加強(qiáng)節(jié)電宣傳，提高節(jié)電意識(shí)

應(yīng)采用多種方式宣傳節(jié)能、節(jié)電意義、方法、政策，提高全體職工的節(jié)電意識(shí)，從點(diǎn)滴做起，從身邊的小事做起，處處講節(jié)約用電，在滿足工程施工的條件下，盡量使用功率小或不使用電氣設(shè)備；合理安排作息時(shí)間，充分利用白天進(jìn)行施工；編制施工方案充分考慮節(jié)約用電和重復(fù)利用措施；各種用電設(shè)備的及時(shí)停運(yùn)。 新材料、新工藝、新設(shè)備的開發(fā)和利用，逐步淘汰舊的耗電量大的設(shè)備；電源設(shè)置要經(jīng)濟(jì)合理，線路不超負(fù)荷使用，嚴(yán)禁超規(guī)定使用大功率用電設(shè)施，休息或收工時(shí)對(duì)可停機(jī)的要關(guān)閉電源等等；使節(jié)約用電轉(zhuǎn)變成為每個(gè)人的自覺(jué)行動(dòng)，真正落到實(shí)處。

8 結(jié)語(yǔ)

企業(yè)用電量很大，節(jié)電潛力很大，節(jié)電的方法、途徑很多，這就需要我們加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，完善制度，學(xué)習(xí)和采用新技術(shù)，通過(guò)降低煤礦企業(yè)用電量，既為國(guó)家節(jié)約能源，又為企業(yè)節(jié)約成本，提高了企業(yè)的核心競(jìng)爭(zhēng)力。