開展電能平衡測試的意義與方法

陳紹俊,周曉華,姜 瑜

（溫州市計(jì)量技術(shù)研究院，浙江溫州，325000）

1 電能平衡測試的意義

電能平衡，簡單地說，就是研究分析電能在實(shí)際使用過程中有多少為生產(chǎn)和生活所利用，有多少沒有被利用而白白消耗掉。開展企業(yè)電能平衡測試工作，是全面系統(tǒng)地摸清企業(yè)的電力、電量消耗總量、構(gòu)成、分布、流向、用電設(shè)備的狀況和電能利用率；是加強(qiáng)能源科學(xué)管理、制訂節(jié)電規(guī)劃、確定節(jié)能技改方案和提高能源合理利用水平的重要基礎(chǔ)工作。經(jīng)過電能平衡測試，能達(dá)到以下主要目的：

（1）搞清企業(yè)的購入電能及損耗電能（包括變壓器損耗，線路損耗等）。

（2）搞清損耗電能的分布情況，找出節(jié)電潛力和節(jié)電部位。

（3）測算主要大型用電設(shè)備的電能利用效率。通過與國內(nèi)外同行業(yè)該類設(shè)備的電能利用效率比較，判斷本企業(yè)大型用電設(shè)備電能利用效率高低，以及是否需要技改。

（4）根據(jù)測試結(jié)果，找出電能損失大和電能利用率低的原因.幫助企業(yè)確定節(jié)電途徑。企業(yè)通過調(diào)整不合理的工藝和設(shè)備,改革不合理用電制度等技改措施,提高電能利用率，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，獲取經(jīng)濟(jì)效益的目的。

2 電能平衡測試的方法

目前，電能平衡工作還是一門新的應(yīng)用科學(xué)，是技術(shù)性強(qiáng)、周期較長，工作量繁雜的系統(tǒng)工程，加上企業(yè)對其意義認(rèn)識不足，現(xiàn)在開展并不廣泛。而對于不同用電特點(diǎn)的企業(yè)，開展電能平衡測試的過程也不盡相同，還需要我們不斷摸索，并在實(shí)踐中不斷積累經(jīng)驗(yàn)。測試時，我們一般可參照以下方法靈活變通。

2.1 測試依據(jù)

GB/T 6422-2009《用能設(shè)備能量測試導(dǎo)則》

GB/T 8222-2008《用電設(shè)備電能平衡通則》

GB/T 3485-1998《評價企業(yè)合理用電技術(shù)導(dǎo)則》

GB/T 16664-1996《企業(yè)供配電系統(tǒng)節(jié)能監(jiān)測方法》

GB/T 12497-2006《三相異步電動機(jī)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行》

GB/T17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備和管理通則》

2.2 測前準(zhǔn)備

2.2.1 企業(yè)應(yīng)該按照GB17167-2006《用能單位能源計(jì)量器具配備與管理通則》要求，配備好計(jì)量性能符合要求的計(jì)量器具，并經(jīng)過有效檢定和校準(zhǔn)，以保證計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確。

2.2.2 企業(yè)應(yīng)提供詳細(xì)的供電網(wǎng)絡(luò)圖以及相對應(yīng)位置的計(jì)量器具（如電能表，互感器（包括變比值），電流表、電壓表等）的配置情況。并提供企業(yè)主要生產(chǎn)設(shè)備配置情況（如電動機(jī)的型號，數(shù)量及其所在位置）。

2.2.3 企業(yè)應(yīng)提供各條母線的規(guī)格（包括導(dǎo)線材料及截面積）和埋設(shè)長度，并做成明顯標(biāo)識懸掛于每條母線兩端。

2.2.4 企業(yè)應(yīng)提供已采取過的節(jié)電新技術(shù)，新工藝的情況（如是否采用了變頻電機(jī)，使用了節(jié)能設(shè)備等）。

2.2.5 測試人員應(yīng)預(yù)先了解企業(yè)基本情況，并熟悉其生產(chǎn)流程以及整個供電網(wǎng)絡(luò)，熟悉各計(jì)量器具的具體位置。對整個測試過程做好整體計(jì)劃安排。

2.3 測試過程及數(shù)據(jù)處理統(tǒng)計(jì)

2.3.1 編制企業(yè)用電概況表，包括企業(yè)主要生產(chǎn)設(shè)備及數(shù)量，去年全年耗能情況等。其中電能折算成標(biāo)煤關(guān)系為1萬千瓦時電量=1.229噸標(biāo)煤。

2.3.2 編制企業(yè)電量平衡表，按企業(yè)代表日的各測試電量填寫，根據(jù)電量平衡，應(yīng)有收入合計(jì)=支出合計(jì)，其中收入合計(jì)=電網(wǎng)供給（代表日總電能表顯示電量）+自備發(fā)電+外單位轉(zhuǎn)供，支出合計(jì)=自用（所有母線上各分電能表代表日的電量總和）+高壓總變和線損+轉(zhuǎn)供外單位。

2.3.3 編制企業(yè)代表日用電負(fù)荷表，按時間先后，記錄企業(yè)代表日每整點(diǎn)時刻電網(wǎng)的用電情況，包括高壓進(jìn)線電壓，電流，總電能表電量。并按峰，谷時間（8：00～22：00為峰時段，22：00～8：00為谷時段）統(tǒng)計(jì)峰時段電量和谷時段電量，計(jì)算出峰谷電量比（W谷/W峰）。若可能，應(yīng)另選一天不投補(bǔ)償電容，測量電網(wǎng)的自然功率因數(shù)。

2.3.4 編制企業(yè)代表日用電負(fù)荷曲線圖，以用電量為縱坐標(biāo)，時間為橫坐標(biāo)，將企業(yè)每小時消耗的電量做成曲線圖，統(tǒng)計(jì)企業(yè)代表日的日用電量AP,日最高負(fù)荷Pm,日最低負(fù)荷Pn,計(jì)算日峰谷差△P= Pm-Pn,日負(fù)荷率。

2.3.5 通過統(tǒng)計(jì)企業(yè)前兩年以及今年(截止測試日的上月)的產(chǎn)品產(chǎn)量和總用電量，計(jì)算用電單耗=總用電量/產(chǎn)品產(chǎn)量，分析企業(yè)用電單耗減少或增加的原因。

2.3.6 編制企業(yè)代表日母線電量平衡表，根據(jù)供電網(wǎng)絡(luò)圖的邏輯關(guān)系，按時間順序，累計(jì)每整點(diǎn)時刻的各分電能表電量之和AP分（電量應(yīng)為電能表的走碼與互感器比值的乘積），計(jì)算總電量AP總與分電量之和AP分的差值A(chǔ)P差，以及不平衡電量B=AP差/AP總。

2.3.7 測算線損，編制各母線線損匯總表。測算時各規(guī)格母線在20℃時的單位長度電阻值依據(jù)GB/T 3956-2008選取，并換算出實(shí)際工作溫度下母線實(shí)際長度的電阻值R。根據(jù)以下公式計(jì)算出企業(yè)代表日該母線的線損，△AP=0.072R（三相三線制）或者△AP=0.084R（三相四線制）。其中為代表日里該母線均方根電流的平方，即/24（I為各整點(diǎn)時刻該母線的電流）。

2.3.8 測算出主要用電設(shè)備（裝置）的電能利用效率。有電動機(jī)的應(yīng)判斷電動機(jī)是否處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)。電動機(jī)能損可按如下方法測算：測量電動機(jī)工作時的電流I1，P1和功率因數(shù)cosΦ，按公式計(jì)算電動機(jī)的輸出功率P2，其中IH為該電動機(jī)的額定電流，可以從銘牌技術(shù)參數(shù)直接獲得，I0為該電機(jī)的空載電流，可以實(shí)際測量，若不可行，可查閱該型號電動機(jī)的技術(shù)參數(shù)中的空載電流數(shù)值。電機(jī)效率根據(jù)公式η=(P2/P1)×100%計(jì)算。在現(xiàn)場計(jì)算電動機(jī)綜合效率有困難的情況下也可以用電機(jī)輸入功率（電流）與額定輸入功率（電流）之比來判斷電動機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，輸入電流下降在15%以內(nèi)屬于經(jīng)濟(jì)使用范圍，輸入電流下降在35%以內(nèi)屬于允許使用范圍，輸入電流下降超過35%則為非經(jīng)濟(jì)使用范圍。

2.3.9 利用諧波測量儀等設(shè)備測量各母線的電流諧波污染情況。分析電路中諧波污染的主要來源和各次諧波的含量占比。一般諧波含量10%以下可接受，超過20%應(yīng)引起重視加以治理。

2.3.10 對企業(yè)在用的照明燈具（包括辦公照明和生產(chǎn)照明）按車間和燈具的類型進(jìn)行數(shù)量，功率，使用時間等統(tǒng)計(jì)，看其是否節(jié)能，挖掘照明方面的節(jié)電潛力。

2.3.11 對企業(yè)節(jié)電新技術(shù)、新工藝應(yīng)用情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，比較應(yīng)用前后的節(jié)電效果。

2.3.12 根據(jù)測試結(jié)果和實(shí)際情況，分析企業(yè)電能管理的優(yōu)，劣和進(jìn)一步提高電能利用率的潛力大小，找出節(jié)電潛力和節(jié)電部位?？梢詮娜缦路矫嬷攸c(diǎn)考慮：電網(wǎng)功率因素補(bǔ)償是否合理；變損和線損的高低；設(shè)備的用電效率高低以及實(shí)際是否處于經(jīng)濟(jì)運(yùn)行狀態(tài)；諧波污染的嚴(yán)重程度和是否得到有效治理；生產(chǎn)調(diào)度是否科學(xué)合理；峰谷時段用電量安排是否科學(xué)等。

2.3.13 完成電能平衡測試報告，與企業(yè)進(jìn)行情況通報。根據(jù)電能平衡測試中發(fā)現(xiàn)的問題，幫助企業(yè)編制中、遠(yuǎn)期節(jié)電規(guī)劃。并在企業(yè)實(shí)施了相應(yīng)的治理措施后，再次測試和分析治理前后的節(jié)電效果。

[1]GB/T 6422-2009《用能設(shè)備能量測試導(dǎo)則》

[2]GB/T 8222-2008《用電設(shè)備電能平衡通則》