工廠供配電系統(tǒng)中的節(jié)能措施探析

盧紅平

摘要：隨著我國的經(jīng)濟(jì)在快速的發(fā)展，社會在不斷的進(jìn)步，工廠必須擁有一套完善的供電系統(tǒng)，才能保證工業(yè)生產(chǎn)的正常有序運(yùn)行。但目前供配電系統(tǒng)仍存在不足之處，那就是電力在實(shí)際使用中，耗損十分嚴(yán)重，已經(jīng)嚴(yán)重制約著中國企業(yè)的長足發(fā)展。如果工廠想要改變電力耗損嚴(yán)重的問題，就必須從改革供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)著手，開發(fā)新的節(jié)能供電方式，在提高電力經(jīng)濟(jì)效益的同時(shí)不斷提升利用率。筆者深入探究節(jié)能配電系統(tǒng)的現(xiàn)實(shí)意義，并提出了配電系統(tǒng)節(jié)能的解決方法。

關(guān)鍵詞：節(jié)能措施;供配電系統(tǒng);工廠;電力能源

引言

當(dāng)前，無論是第一產(chǎn)業(yè)、第二產(chǎn)業(yè)，亦或是第三產(chǎn)業(yè)對電力的需求不斷擴(kuò)大，再工業(yè)化背景下，工業(yè)對電力的需求最為突出。在電力資源有限的情況下，工業(yè)對電力的需求增長加劇了電能緊張的問題。同時(shí)，部分工廠在工業(yè)生產(chǎn)中，由于管理不善，導(dǎo)致電能浪費(fèi)，嚴(yán)重影響了工廠的經(jīng)營與發(fā)展。整體看來，我國工業(yè)工廠對電能的使用率較低，能源浪費(fèi)現(xiàn)象較為嚴(yán)重。目前，我國一線城市大力推廣電氣節(jié)能技術(shù)，并將其應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中，取得了一定的效果。面對電力能源日益緊張的情況，對工廠供配電系統(tǒng)中節(jié)能措施進(jìn)行研究是十分必要的，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1工廠供配電系統(tǒng)電氣節(jié)能技術(shù)設(shè)計(jì)原則

在實(shí)際工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，要遵循以下原則進(jìn)行設(shè)計(jì)，以達(dá)到節(jié)能效果：首先，經(jīng)濟(jì)適用性原則。工廠供配電系統(tǒng)節(jié)能設(shè)計(jì)的根本目的就是降低供配電系統(tǒng)的運(yùn)行成本，提高用電效率及用電效益，因此節(jié)能技術(shù)要遵循經(jīng)濟(jì)適用性原則。常用的人工無功補(bǔ)償具有靈活性能好的優(yōu)勢，提高系統(tǒng)的功率因數(shù)可降低人工損耗，在減少工廠電能成本的基礎(chǔ)上提高工廠的經(jīng)濟(jì)效益及社會效益。其次，實(shí)事求是原則。工廠企業(yè)經(jīng)營的最終目的是實(shí)現(xiàn)利潤最大化，工廠要在市場競爭中取得更大的優(yōu)勢，就必須尋找科學(xué)、合理的發(fā)展機(jī)遇。在環(huán)境問題日益突出、國家對環(huán)境保護(hù)要求越來越高的大背景下，作為能源消耗大戶的各類工廠也要本著實(shí)事求是的原則降低環(huán)境污染，緩解國家供電壓力，全面落實(shí)工廠供配電系統(tǒng)的節(jié)能，以實(shí)現(xiàn)國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展與工廠自身持續(xù)經(jīng)營的雙贏局面。最后，優(yōu)化原則。隨著“生態(tài)文明建設(shè)”“綠色可持續(xù)發(fā)展”理念的不斷深入，我國越來越多的工廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)施工將節(jié)能降耗放在首位，采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)、施工工藝，廣泛引進(jìn)新型的環(huán)保材料，比如應(yīng)用永磁接觸器來借助于永磁力進(jìn)行合閘保持，該技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)合閘狀態(tài)下電流降為零，因此大大降低了電能消耗量。

2工廠供配電系統(tǒng)中的節(jié)能措施

2.1優(yōu)化供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

第一，合理設(shè)置保護(hù)裝置。為了提高工廠供配電系統(tǒng)供電的穩(wěn)定性與安全性，一般情況下會配置微機(jī)綜合保護(hù)裝置，科學(xué)分配高低壓側(cè)電氣設(shè)備，開展熱穩(wěn)定試驗(yàn)。部分工廠工業(yè)生產(chǎn)任務(wù)較多，因此對供電系統(tǒng)的可靠性提出了更為嚴(yán)格的要求，因此往往選用直流屏保護(hù)裝置。在應(yīng)用直流屏保護(hù)裝置時(shí)，工廠須結(jié)合系統(tǒng)內(nèi)斷路器的數(shù)量進(jìn)行配置。第二，高低壓配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。在節(jié)能改造過程中，工廠必須要堅(jiān)持節(jié)能、優(yōu)化經(jīng)濟(jì)適用性以及實(shí)事求是的原則，要保證電氣節(jié)能技術(shù)的應(yīng)用能夠滿足電氣設(shè)備的用電需求，同時(shí)也要考慮優(yōu)化的成本。在配置變壓器時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該結(jié)合工廠的整體規(guī)劃、用電需求等情況選擇合適的型號，在相關(guān)條件都符合的情況下，優(yōu)先選擇有載油浸調(diào)壓變壓器。在設(shè)計(jì)低壓柜時(shí)，考慮固定時(shí)開關(guān)柜，減少費(fèi)用投入，提高經(jīng)濟(jì)效益。第三，合理配置變電所主接線。為了減少變電所主接線中性點(diǎn)接地系統(tǒng)故障、母線失壓故障、越級跳閘等現(xiàn)象，進(jìn)而影響供配電系統(tǒng)，在配置時(shí)可以采用高壓雙電源連接變電所與配電房方式提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性，減少供電中斷情況。

2.2改良節(jié)能設(shè)計(jì)

（1）使用直流屏保護(hù)裝置。在正常情況下，如果要改造節(jié)能配電系統(tǒng)，同時(shí)又要確保工業(yè)故障率降到最低，工廠有必要安裝繼電保護(hù)設(shè)備。該設(shè)備不僅能夠精確計(jì)算額定值還能夠計(jì)算出電氣回路負(fù)載。工廠需要使生產(chǎn)產(chǎn)量穩(wěn)步增長，因此，工廠必須擁有一套穩(wěn)定、耗損率低的供電系統(tǒng)，目前，相關(guān)人員發(fā)現(xiàn)直流屏可以滿足工廠供電系統(tǒng)當(dāng)前所有需求，但直流屏在使用時(shí)，需要注意并不是越大越好，需要根據(jù)工廠實(shí)際運(yùn)作情況去科學(xué)合理的進(jìn)行設(shè)置。（2）應(yīng)用高低壓配電系統(tǒng)。當(dāng)前，工廠節(jié)電型供配電系統(tǒng)發(fā)展的重心就是高低壓配電系統(tǒng)的發(fā)展。高低壓配電系統(tǒng)不但具有很高的可行性，而且還有很高的合理性，此外，對經(jīng)濟(jì)性也有要求。筆者意識到載油浸調(diào)壓變壓器能夠使工廠運(yùn)營狀況更加良好。由于高低壓配置系統(tǒng)對變電站的選址以及總體布局要求都非常高，因此，最好選擇專門的變壓器來做。載油浸調(diào)壓變壓器的使用，可以簡化日常管理維護(hù)工作，更加方面快捷，節(jié)約時(shí)間。如果工廠目前采用的是單系統(tǒng)低壓柜，筆者認(rèn)為工廠換成固定開關(guān)柜試試。如果工廠需要同時(shí)用到兩臺變壓器，則該裝置可將低壓側(cè)與總接線柜連接，且成本性能十分合理，節(jié)約成本開支。（3）變電所主接線。工廠常把變電所連接到高壓雙電源的電房上，不僅在一定程度上降低了變電站的故障率，而且有利于變電站接線的安全和穩(wěn)定。該裝置對工廠穩(wěn)定生產(chǎn)起到了很大的作用，減少和避免了工廠供電系統(tǒng)出現(xiàn)故障的概率，給工廠帶來了巨大財(cái)富。

2.3無功補(bǔ)償技術(shù)

無功補(bǔ)償技術(shù)是工廠供配電系統(tǒng)中最常用的節(jié)能措施，不過多數(shù)工廠會采用集中補(bǔ)償?shù)姆椒ㄟM(jìn)行無功功率補(bǔ)償，卻忽略了各個(gè)車間變電站、用戶端的無功補(bǔ)償，這種集中補(bǔ)償?shù)姆椒o法保證有效的補(bǔ)償功率，甚至很多系統(tǒng)還保持在自然功率因數(shù)的范圍。由于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定工廠的功率因數(shù)至少在0.9及以上，工廠只有通過設(shè)置大量高壓補(bǔ)償裝置來提高功率因素，以達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)。工廠內(nèi)部有大量的無功環(huán)流，由于工廠變電站、用戶端功率因數(shù)較低，這些無功環(huán)流會持續(xù)循環(huán)，加大了輸電線路、變壓器所通過的電流，損耗的增加必然會降低末端的供電質(zhì)量，最終降低工廠電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩而提高能耗。變壓器、電動機(jī)是工廠供配電系統(tǒng)中產(chǎn)生無功損耗的主要設(shè)備，變壓器產(chǎn)生的無功總耗高達(dá)20%，異步電動機(jī)則會產(chǎn)生近60%的無功總耗，由此可見，電網(wǎng)由于要向變壓器、電動機(jī)提供大量的無功負(fù)荷而直接影響了自身的供電能力，因此要采取措施提高工廠供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)。首先，可以利用移相電容器產(chǎn)生超前電網(wǎng)電壓容性電流特性與電動機(jī)變壓器所產(chǎn)生的滯后電網(wǎng)電壓感性電流互相補(bǔ)償，即從源頭上開始補(bǔ)償無功損耗，補(bǔ)償設(shè)備采用移相電容器，將其盡量安裝在靠近用電設(shè)備的各車間變電所低壓母線側(cè)。如果異步電動機(jī)容量較大、運(yùn)行穩(wěn)定，可就地安裝無功補(bǔ)償裝置，針對供電入口處功率因數(shù)的調(diào)整，各總降適量補(bǔ)充高壓集中補(bǔ)償裝置即可達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。其次，可以將車間變電所低壓母線側(cè)移相電容器適當(dāng)分組，并采用投切的方式以提高其適應(yīng)性，即使在不同的情況下，工廠也可以使得功率因數(shù)控制在符合國家標(biāo)準(zhǔn)的范圍。最后，有些工廠會使用無需進(jìn)行調(diào)速的大型機(jī)械，這種情況下可以使用同步電機(jī)獲得無功補(bǔ)償。

結(jié)語

綜上所述，在電力能源緊張的情況下，工廠企業(yè)必須堅(jiān)持科學(xué)發(fā)展觀，加強(qiáng)供配電系統(tǒng)節(jié)能機(jī)構(gòu)建設(shè)，應(yīng)用多種節(jié)能措施降低能耗，減少環(huán)境污染，提高工廠企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益與社會效益。

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