大型化工企業(yè)電能平衡測試的優(yōu)化探析

摘 要：文章著重闡述大型化工企業(yè)電能平衡測試的系統(tǒng)構(gòu)成及優(yōu)化思路，以提出符合企業(yè)生產(chǎn)情況的高、低壓電動機(jī)電能利用率的測試辦法為例子，探析大型化工企業(yè)電能平衡測試的優(yōu)化方向。

關(guān)鍵詞：大型化工企業(yè)；電能平衡測試；電能利用率

1 概述

企業(yè)節(jié)電主要是指管理節(jié)電，而管理節(jié)電的一個(gè)重要實(shí)施手段是電能平衡測試。它是一項(xiàng)由普查、分析、測試、計(jì)算和整改等五個(gè)主要環(huán)節(jié)組成的復(fù)雜系統(tǒng)工程[1-2]。電能平衡測試得出的電能利用率等數(shù)據(jù)，為企業(yè)管理節(jié)電成效驗(yàn)證的重要量化依據(jù)。文章具體討論了大型化工企業(yè)的電能平衡測試，其闡述的原理和方法也可為其他行業(yè)的企業(yè)所參考。

2 電能平衡測試系統(tǒng)構(gòu)成

電能平衡測試是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是研究用電系統(tǒng)中電能的利用及分布規(guī)律的方法。電能平衡測試主體工程由普查、分析、測試、計(jì)算和整改等五個(gè)主要環(huán)節(jié)組成。

普查：摸清企業(yè)用電設(shè)備情況，建立設(shè)備臺帳并繪制用電線路圖。

分析：根據(jù)普查結(jié)果，制定各個(gè)用電設(shè)備的測試方案及測試計(jì)劃。

測試：結(jié)合用電設(shè)備運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行電數(shù)據(jù)測量，將數(shù)據(jù)記錄匯總。

計(jì)算：按電平衡計(jì)算要求求出設(shè)備的電能利用率，出具測試報(bào)告。

整改：根據(jù)測試結(jié)果提出整改建議，協(xié)助企業(yè)制定實(shí)施整改方案。

為更好地確定企業(yè)的電能綜合利用效率，除了進(jìn)行普查、分析、測試、計(jì)算和整改這五項(xiàng)主體工程外，還必須做好先行工程和后續(xù)工程。圖1是電能平衡測試工程系統(tǒng)框架圖，它大致描述了電能平衡測試主要環(huán)節(jié)和流程，對電能平衡測試有一定的參考意義。

3 大型化工企業(yè)電能平衡測試實(shí)施中存在的問題及優(yōu)化思路

自2007年起，我國就開始實(shí)施電能平衡測試，但在大型化工企業(yè)中，電能平衡測試沒有得到普遍推廣，具體原因如下：

大型化工企業(yè)電能平衡測試涉及面廣，包括儀表、設(shè)備和工藝等多個(gè)方面，企業(yè)擁有數(shù)千臺或以上的用電儀器設(shè)備的情況十分普遍，其中電動機(jī)設(shè)備數(shù)量占比很大。過往的電能平衡測試只是簡單套用行業(yè)電能平衡測試方案，每臺設(shè)備的用電情況都需要測試，測試人員工作量巨大，而且當(dāng)中電動機(jī)設(shè)備的型號繁多，很容易導(dǎo)致測量誤差及計(jì)算錯(cuò)誤等情況發(fā)生。一般來說，要得到一個(gè)大型規(guī)模化工企業(yè)的電能平衡計(jì)算結(jié)果至少9-21個(gè)月，這將無疑是一個(gè)龐大的工程，在此期間勢必導(dǎo)致工作量大，測試成本高等問題。

這是大型化工企業(yè)所不希望發(fā)生的情況，因此需要深入研究企業(yè)的設(shè)備和用電特點(diǎn)，制定出符合客觀實(shí)際的簡化測試方案來盡可能地縮短實(shí)施電能平衡測試所需要的周期，使電能平衡測試效率更高，幫助企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到節(jié)電的目的。

4 大型化工企業(yè)設(shè)備情況分析

大型化工企業(yè)的用電設(shè)備具有以下幾個(gè)特征：一是擁有很多高壓大功率異步電動機(jī)的大型聯(lián)合設(shè)備；二是電動機(jī)是企業(yè)中數(shù)量比重最大的電氣設(shè)備，多用于物料輸送輥道，所占比重可達(dá)70%左右。三是大型化工企業(yè)有很多密閉式化學(xué)反應(yīng)設(shè)備安裝在露天且隔離的環(huán)境下，企業(yè)員工通過遠(yuǎn)程操控來進(jìn)行工作的。該類設(shè)備無法通過拆卸來測試其用電情況。四是企業(yè)除設(shè)備檢修停機(jī)外，其余時(shí)間都是不間斷運(yùn)行生產(chǎn)的。

制定電能平衡測試方法時(shí)，上述情況都需要考慮進(jìn)去。

5 針對大型化工企業(yè)制定電動機(jī)電能利用率測試方法

根據(jù)上述大型化工企業(yè)電氣設(shè)備中電動機(jī)數(shù)量占比大、連續(xù)工作的特點(diǎn)，制定以下電動機(jī)電能利用率測試方法。

電動機(jī)測試分為可停機(jī)測試和不停機(jī)測試兩種。

5.1 高壓電動機(jī)停機(jī)測試

如果在檢修期期間進(jìn)行電能平衡測試，待測電動機(jī)進(jìn)行停機(jī)測試。此時(shí)，又將高壓電動機(jī)的測試分為安裝電度表測試和不安裝電度表測試討論。

當(dāng)不在高壓電動機(jī)上安裝電度表時(shí)，可采用間接法測試，即如圖2所示，僅讓一臺待測電動機(jī)運(yùn)行，使其兩段高壓母線分裂運(yùn)行，此時(shí)母線和配電變壓器回路功率P母和P變可測試得到，P母和P變之差即為P1（輸入功率）。依次逐臺開機(jī)即可得到每臺設(shè)備的輸入功率。而輸出功率則可以按照相應(yīng)的電流法求出，兩者之比即為電能利用率。

5.2 高壓電動機(jī)不停機(jī)測試

此時(shí)，待測電氣設(shè)備處在運(yùn)行中，高壓電動機(jī)將不能進(jìn)行空載損耗測試。但可以得到待測電動機(jī)的運(yùn)行電流、功率因數(shù)和電壓。如電動機(jī)上帶有電度表，則輸入功率可用電度表法測出，否則需按P1=UIcosΨ計(jì)算。高壓電動機(jī)輸出功率可用反平衡法獲取，即先求出電動機(jī)損耗△P：△P=PCII+PFe+Pad，式中PCII-電動機(jī)的銅損；PFe-電動機(jī)的鐵損，鐵損可用空載損耗代入，即PFe=P0；Pad-電動機(jī)其他損耗，可結(jié)合電動機(jī)極數(shù)，查表求得。

再按P2=P1-△P，進(jìn)而求出電動機(jī)電能利用率η電。

5.3 低壓電動機(jī)測試

低壓電動機(jī)測試采用多功能電量測試儀測試（圖3），接入待測電動機(jī)電壓和輸入電流信號，測出包括運(yùn)行輸入功率、電壓、功率因數(shù)、運(yùn)行電流和空載電流等參數(shù)。由所測運(yùn)行電流和空載電流，即可計(jì)算負(fù)載率β：β=；進(jìn)而計(jì)算出輸出功率P2：P2=Pv·β和電能利用率η電以及有功損耗△P等所需參數(shù)。由于待測電氣設(shè)備處于連續(xù)工作狀態(tài)，所以空載電流需通過查閱資料獲取。

6 結(jié)束語

電能平衡測試，除電動機(jī)測試外，還應(yīng)包括高、低壓生產(chǎn)設(shè)備分解測試，用電體系內(nèi)的變壓器測試以及其他相關(guān)測試項(xiàng)目。生產(chǎn)設(shè)備分解測試和變壓器測試都各有自己的特點(diǎn)和要求，需另行討論。大型化工企業(yè)電能平衡測試涉及面廣，需要深入研究企業(yè)設(shè)備和用電特點(diǎn)，制定出符合客觀實(shí)際的簡化測試方案，并與企業(yè)工藝、設(shè)備等方面負(fù)責(zé)人密切配合，電能平衡測試才能快速、順利進(jìn)行。

參考文獻(xiàn)

[1]于長通，賈繼誠.做好電平衡促進(jìn)節(jié)能降耗[J].山東電力技術(shù)，2013 （2）：36-38.

[2]郭曉麗，吳曉新，張新松.企業(yè)電能平衡測試問題研究[J].電工電氣，2010（4）：1-4.