企業(yè)降低電費(fèi)支出的方法

曹明祥 唐飄逸 王秀敏 許見誠 潘雄

(廣州華立科技職業(yè)學(xué)院 廣東廣州 511325)

1 企業(yè)節(jié)電的意義

1.1 節(jié)能減排

我國(guó)電力工業(yè)發(fā)展的方向是節(jié)能減排，積極實(shí)施一特四大戰(zhàn)略，實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化，開展“西電東送”“南北互供”工程，發(fā)展聯(lián)合電力系統(tǒng)[1]。節(jié)能減排，是人類與自然的約定，企業(yè)與社會(huì)的約定，人民個(gè)體與整體的約定，也是維系人類文明可持續(xù)發(fā)展的強(qiáng)大動(dòng)力。目前，我國(guó)能源總消耗在不斷攀升，主要表現(xiàn)為電力供應(yīng)緊張，致使工業(yè)生產(chǎn)開工不足，成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重大瓶頸。因此，我國(guó)確定把能源建設(shè)作為戰(zhàn)略重點(diǎn)之一，并在加強(qiáng)能源開發(fā)的同時(shí)，更好地提高能源利用的經(jīng)濟(jì)效果，降低能源的消耗[2]。

目前，我國(guó)以火力發(fā)電為主，其發(fā)電量占全國(guó)總發(fā)電量的70%以上?；鹆Πl(fā)電的燃料主要是煤炭，而煤炭在精煉或燃燒過程中，會(huì)產(chǎn)生大量的煙霧和粉塵，“三廢”對(duì)環(huán)境會(huì)造成嚴(yán)重的污染。尾氣中SO2的排放量比較高，3%的SO2直接氧化為SO3，它們?cè)诟呖罩斜挥晁疀_刷，容易形成酸雨[3]。酸雨能強(qiáng)烈地腐蝕建筑物，導(dǎo)致土壤和水質(zhì)酸化，糧食減產(chǎn)，草木枯萎。所以，節(jié)約用電能夠減少污染，改善人們的生存環(huán)境。

1.2 降低企業(yè)成本

電費(fèi)已經(jīng)成為中國(guó)企業(yè)最主要的能耗成本,而能耗成本直接決定企業(yè)的生產(chǎn)成本；最重要的一點(diǎn)是，在控制電量方面的投資已經(jīng)成為企業(yè)的高回報(bào)投資，企業(yè)將因?yàn)楣?jié)電控制而最終得到≥50%的高額回報(bào)。并且這種節(jié)電投資所獲得的規(guī)模效益相對(duì)于其他投資方式更為穩(wěn)妥、風(fēng)險(xiǎn)更低[4]。因此，注重電費(fèi)的節(jié)省支出，降低成本，是企業(yè)大勢(shì)所趨。

2 企業(yè)節(jié)省電費(fèi)支出的途徑

2.1 大宗工業(yè)用電的電費(fèi)計(jì)算方法

我國(guó)大宗工業(yè)用電采用兩部分電費(fèi)制：一部分電費(fèi)叫基本電費(fèi)，是按所裝用的主變壓器容量計(jì)費(fèi)的；另一部分電費(fèi)叫電量電費(fèi)，是按每月實(shí)際所用有功電能的電度數(shù)計(jì)費(fèi)的；而且總的電費(fèi)還要依據(jù)月平均功率因數(shù)乘上一個(gè)調(diào)整系數(shù)，并代征有關(guān)三峽工程建設(shè)費(fèi)用、水庫移民費(fèi)用和城市建設(shè)附加費(fèi)。其具體計(jì)算公式如下：電費(fèi)＝基本電費(fèi)＋電量電費(fèi)＋力率調(diào)整電費(fèi)＋代征費(fèi)用（三峽工程建設(shè)基金、水庫移民后期扶持資金、城市建設(shè)附加費(fèi)）。

其中：（1）基本電費(fèi)＝變壓器容量×容量基本電價(jià)（或最大需量×需量基本電價(jià)）；（2）電量電費(fèi)＝結(jié)算電量×電量電價(jià)；（3）力率調(diào)整電費(fèi)=(基本電費(fèi)＋電量電費(fèi))×功率因數(shù)±百分比。

2.2 企業(yè)節(jié)省電費(fèi)支出的方法

從以上電費(fèi)計(jì)算方式可以看出，影響電費(fèi)高低的因素有：變壓器容量、基本電費(fèi)結(jié)算方式、用電量、電量電價(jià)、功率因素等。從而得出減少電費(fèi)支出的方法有（1）選擇合適的變壓器容量和基本電費(fèi)結(jié)算方式，減少基本電費(fèi)的支出；（2）采用高效節(jié)能的電氣設(shè)備和先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)，減少用電量；（3）做好供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，選用合適的電壓等級(jí)供電，降低電量電價(jià)；（4）科學(xué)管控，合理安排工期，利用分時(shí)電價(jià)政策，平峰填谷；（5）加強(qiáng)無功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)，控制力率調(diào)整的獎(jiǎng)懲。

3 對(duì)策實(shí)施

3.1 選擇合適的變壓器容量和基本電費(fèi)結(jié)算方式

大宗工業(yè)用戶基本電費(fèi)的結(jié)算方式，可以按變壓器容量（含高壓電動(dòng)機(jī)）計(jì)費(fèi)，也可以按最大需量計(jì)費(fèi)，兩種計(jì)費(fèi)可以由用戶自主選擇。按變壓器容量計(jì)算基本電費(fèi)時(shí)，計(jì)費(fèi)容量為變壓器容量與高壓配電母線上高壓電動(dòng)機(jī)容量的總和。因此，必須選擇合適的變壓器容量，容量選得越大，基本電費(fèi)支出越多。按最大需量計(jì)算基本電費(fèi)時(shí)，計(jì)費(fèi)容量為供電部門安裝的最大需量表記錄的最大需量；若客戶的最大需量低于變壓器容量（含高壓電動(dòng)機(jī)）的40%時(shí)，則按變壓器容量（含高壓電動(dòng)機(jī)）的40%確定需量，并計(jì)算基本電費(fèi)。

停產(chǎn)期間要及時(shí)向電力部門申報(bào)暫?；驕p容。采用10 kV 供電的用戶，變壓器的總?cè)萘渴前此熊囬g變壓器的容量和高壓電動(dòng)機(jī)容量相加而得。停產(chǎn)期間很多的車間變壓器可能退出運(yùn)行，只留下辦公用電和檢修電源，因此變壓器的總?cè)萘烤蜁?huì)減小。不管采用哪種方式計(jì)算基本電費(fèi)，都應(yīng)及時(shí)向電力部門報(bào)停一部分車間變壓器，可以降低基本電費(fèi)的支出。

“按容量”或“按需量”計(jì)費(fèi)基本電費(fèi)，兩種方式的區(qū)別在于，“按容量”方式的基本電價(jià)低于“按需量”方式。以湖南省衡東縣為例，按變壓器容量，基本電價(jià)為20元/kVA；按最大需量，基本電價(jià)為30元/kVA，若要合理確定計(jì)費(fèi)方式，需先明確兩者的分界點(diǎn)。按公式20S=30Pmax，求得Pmax=0.666S，由此可見，當(dāng)實(shí)際最大需量達(dá)到用電變壓器總?cè)萘康?6.6%時(shí)，“按容量”和“按需量”這兩種方式的基本電費(fèi)相當(dāng)；這是計(jì)費(fèi)方式確定的分界點(diǎn)。當(dāng)實(shí)際最大需量超過總?cè)萘康?6.6%時(shí)，選擇“按容量”計(jì)費(fèi)較為經(jīng)濟(jì)；反之，低于66.6%時(shí)，選擇“按需量”計(jì)費(fèi)較為經(jīng)濟(jì)。湖南有色衡東氟化學(xué)有限公司的變壓器容量為7 300 kVA,最大需量大約3 200 kVA（需用占比43.8%），如果按第一種方法計(jì)算，每月基本電費(fèi)是7 300×20=146 000元；如果按第二種方法計(jì)算，每月基本電費(fèi)是96 000元。兩種方法比較：采用最大需量計(jì)算，每月節(jié)省電費(fèi)支出5萬元，一年可節(jié)省基本電費(fèi)60 萬元。因此，企業(yè)要根據(jù)生產(chǎn)情況，及時(shí)調(diào)整基本電費(fèi)的結(jié)算方式。

3.2 采用高效節(jié)能的電氣設(shè)備

逐步淘汰現(xiàn)有低效率的供用電設(shè)備，采用高效率的節(jié)能變壓器、節(jié)能電機(jī)、節(jié)能燈具等取而代之，是節(jié)能的一項(xiàng)基本措施，其經(jīng)濟(jì)效益十分明顯。以電力變壓器為例，采用冷軋硅鋼片的新型低損耗變壓器，其空載損耗比原來采用熱軋硅鋼片的老型號(hào)變壓器低30%～40%左右；又如電動(dòng)機(jī)，新的Y 系列電機(jī)與老型號(hào)的JO2系列電機(jī)相比，效率又提高了0.413%；采用高效電光源，提高光源的效率。在同樣照度下，節(jié)能燈可節(jié)省80%的電量，我國(guó)近年生產(chǎn)的一種涂蓋稀土元素的節(jié)能熒光燈，其9 W的照度相當(dāng)于60 W普通白熾燈的照度，而使用壽命又比普通白熾燈長(zhǎng)2 倍以上。高效節(jié)能的電氣設(shè)備具有良好的性價(jià)比，正成為用戶的理想選擇[5]。

3.3 加裝專門的節(jié)電控制裝置

專用的節(jié)電控制裝置如節(jié)電寶、智能馬達(dá)節(jié)電裝置、無載自停裝置等。這類設(shè)備是通過檢測(cè)設(shè)備的工作狀態(tài)、適應(yīng)負(fù)荷變化，減少損耗來達(dá)到節(jié)電目的。例如“節(jié)電寶”，通過檢測(cè)用電設(shè)備的工作狀態(tài)，經(jīng)過CPU邏輯判斷和運(yùn)算，調(diào)節(jié)輸出電壓和電流的大小，使之與負(fù)載的狀態(tài)相匹配，達(dá)到節(jié)電的效果。對(duì)于空載和輕載的電動(dòng)機(jī)而言，電壓可降低20%、電流可降低30%，使電機(jī)的鐵損和銅損大大降低。在交流電焊機(jī)上加裝“無載自停裝置”[6]，可以減少空運(yùn)時(shí)間，平均每臺(tái)一年可節(jié)約1 000 kWh。適當(dāng)降低照明系統(tǒng)的電源電壓。照明電壓一般允許有±5%的偏差，車間和廠房的照明系統(tǒng)可以接到交流穩(wěn)壓器或者自耦調(diào)壓變后面，將調(diào)壓器的輸出電壓降低5%～10%左右，既可以延長(zhǎng)燈泡的使用壽命，又節(jié)約了電能。也可以采用2 個(gè)燈泡串聯(lián)的方式，形成鴛鴦燈照明。生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的車間、廠房、路燈、衛(wèi)生間、辦公室走廊等公共場(chǎng)所的照明，可以采用日光控制、時(shí)間控制、照度控制等。此種方法投資小、適用性廣、針對(duì)性強(qiáng)，是企業(yè)節(jié)電改造的一條途徑。

3.4 采用先進(jìn)的變頻調(diào)速技術(shù)

20 世紀(jì)80 年代末，變頻調(diào)速技術(shù)進(jìn)入實(shí)用的階段，并且迅速地推廣普及。它具有與直流電動(dòng)機(jī)相媲美的調(diào)速性能，調(diào)速范圍寬，靜態(tài)精度高。此外，它還有高效節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。采用變頻調(diào)速時(shí)，電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速下降，輸出功率也隨之下降，達(dá)到節(jié)電降耗的目的。它還可以降低軸承磨損，使泵端系統(tǒng)密封良好，電動(dòng)機(jī)故障率大大降低，延長(zhǎng)設(shè)備的使用周期，減少維護(hù)工作量，節(jié)約大量的人力資源，變頻技術(shù)是國(guó)內(nèi)外廣泛使用并已成熟的通用節(jié)電技術(shù)[7]。據(jù)有關(guān)資料介紹：變頻調(diào)速在風(fēng)機(jī)、水泵上的節(jié)電效果最好，可以達(dá)到20%～70%；在起重機(jī)械上的節(jié)電可以達(dá)到30%～60%；龍門刨床上可以達(dá)到20%～40%。一般1～2 年左右便可以收回投資。

3.5 改造供配電系統(tǒng)，降低線損

對(duì)現(xiàn)有不盡合理的供配電系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)改造，降低線損。例如：迂回配電的線路，改為直配線路；絕緣破損、漏電較大的導(dǎo)線換新；截面積較小的導(dǎo)線加大，降低線路的電阻；或者將配電系統(tǒng)的電壓升高；改變配電所的地址，更加接近負(fù)荷的中心。這些措施，可以有效降低線損，收獲節(jié)電效果[8]。

3.6 盡量選擇較高的供電電壓等級(jí)

企業(yè)的供電電壓等級(jí)一般是380 V、10 kV、35 kV、110 kV這4個(gè)等級(jí)。按照供電容量的大小，分為：小型工廠、中型工廠、大型工廠。小型工廠的供電容量≤1 000 kVA，一般采用10 kV 供電（小于250 kW 時(shí)，直接采用低壓進(jìn)線）；中型工廠的供電容量在1 000～10 000 kVA 之間，一般采用10 kV 供電，也有35 kV 供電；大型工廠的供電容量≥10 000 kVA，一般采用35 kV 或110 kV 供電。企業(yè)在選擇電壓等級(jí)時(shí)，應(yīng)當(dāng)盡可能選擇電壓等級(jí)高的供電電源，因?yàn)殡妷旱燃?jí)高，電價(jià)越便宜。同理，如果企業(yè)本身有2個(gè)電壓等級(jí)供電時(shí)，應(yīng)盡量采用高電壓的電源。以北京市大宗工業(yè)用電為例，35 kV的電量電價(jià)是0.614 6元/kWh,10 kV的是0.634 6元/kWh，便宜0.02元/kWh。如果企業(yè)一個(gè)月的用電量是200 萬kWh，如此每個(gè)月就可以節(jié)約電費(fèi)4 萬元，一年就可以節(jié)約電費(fèi)48萬元。

3.7 合理利用分時(shí)電價(jià)政策

企業(yè)要根據(jù)供電系統(tǒng)分時(shí)電價(jià)尖、峰、平、谷時(shí)間段的分布，再根據(jù)本單位各個(gè)崗位的不同用電規(guī)律，合理地、有計(jì)劃地安排和組織生產(chǎn)，調(diào)整生產(chǎn)班次，將部分輔助設(shè)備用電轉(zhuǎn)移到低谷時(shí)段使用，平峰填谷，降低負(fù)荷高峰，填補(bǔ)負(fù)荷低谷。工廠內(nèi)部調(diào)整負(fù)荷的辦法有：（1）錯(cuò)開各車間的上下班時(shí)間、午休時(shí)間和進(jìn)餐時(shí)間，使高峰負(fù)荷分散；（2）調(diào)整廠內(nèi)大容量設(shè)備的用電時(shí)間，避開高峰時(shí)間段；（3）調(diào)整各車間的生產(chǎn)班次和工作時(shí)間，實(shí)行高峰讓電。通過科學(xué)管控，合理調(diào)度，可以降低電費(fèi)的支出。

3.8 提高功率因數(shù)

有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用COSφ 表示。功率因數(shù)COSφ 不僅對(duì)本企業(yè)乃至整個(gè)電力系統(tǒng)都是一個(gè)具有代表性的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。功率因數(shù)太低，會(huì)降低發(fā)、輸、變、配電設(shè)施的供電能力，導(dǎo)致發(fā)電機(jī)出力不足，使電網(wǎng)損耗增加（電能損失與COSφ的平方成反比），電壓損失增大。按照《供用電規(guī)則》及《電力設(shè)計(jì)規(guī)程》的規(guī)定，高壓供電的用戶必須：COSφ≥0.9，其他用戶≥0.85。功率因數(shù)高于考核標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將按照對(duì)應(yīng)增減率減少相應(yīng)電費(fèi)；功率因數(shù)低于考核標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，將按照對(duì)應(yīng)增減率增加相應(yīng)電費(fèi)。一般每低0.01，則電費(fèi)增加0.5%。從節(jié)約電費(fèi)的角度出發(fā)，必須想辦法提高企業(yè)的COSφ，提高功率因數(shù)的辦法如下。

3.8.1 提高自然功率因數(shù)

工廠無功功率主要消耗在電動(dòng)機(jī)和變壓器中，一般感應(yīng)電機(jī)占70%，變壓器占20%，因此提高自然功率因數(shù)的主要措施有：（1）合理選擇感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的容量，避免低負(fù)荷運(yùn)行；（2）改變感應(yīng)電動(dòng)機(jī)繞組的接線方式。例如：Δ 接線改為Y 形接線；（3）繞線式電機(jī)同步化運(yùn)行，或者將同容量的同步電機(jī)代替感應(yīng)式電機(jī)。（4）合理選擇變壓器的容量，提高變壓器的負(fù)荷率（一般變壓器負(fù)荷率在75%～80%比較合適），變壓器的負(fù)荷率越低，功率因數(shù)越差，平均負(fù)荷率達(dá)不到30%的變壓器，適當(dāng)更換小容量的變壓器[9]。

3.8.2 人工補(bǔ)償

人工補(bǔ)償?shù)姆椒ㄓ徐o態(tài)補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償兩種。其中，靜態(tài)補(bǔ)償又可以分為同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償和并聯(lián)電容器補(bǔ)償。從基建投資、有功損耗、運(yùn)行維護(hù)方面衡量，采用同步調(diào)相機(jī)都是不合算的。所以，很少采用同步調(diào)相機(jī)補(bǔ)償。相反，靜電電容器補(bǔ)償具有投資少，有功功率損耗小，運(yùn)行維護(hù)方便，故障范圍小，組裝方便、靈活等優(yōu)點(diǎn)，在國(guó)內(nèi)外工礦企業(yè)被廣泛采用。靜電補(bǔ)償電容器的安裝位置有：?jiǎn)为?dú)就地補(bǔ)償、分組補(bǔ)償、集中補(bǔ)償3種，理論上認(rèn)為無功功率應(yīng)盡可能就地補(bǔ)償，這樣補(bǔ)償?shù)男Ч詈?，但工廠普遍采用低壓集中補(bǔ)償和高壓集中補(bǔ)償。另外，對(duì)于快速變動(dòng)的動(dòng)態(tài)無功，目前普遍采用SVC補(bǔ)償。

3.8.3 企業(yè)還應(yīng)當(dāng)做好無功功率的管理

一般工廠采用靜電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償，如果采用分組補(bǔ)償（一般是3組），并且是手動(dòng)投切時(shí)，必須要注意全廠負(fù)荷的變化，及時(shí)調(diào)整補(bǔ)償電容器的容量，不要出現(xiàn)過補(bǔ)償，導(dǎo)致功率因數(shù)角超前，向電網(wǎng)反送無功。特別是全廠停產(chǎn)期間，更加要注意退出補(bǔ)償電容器組，避免出現(xiàn)過補(bǔ)償而導(dǎo)致被電力部門高額罰款。

4 結(jié)語

綜上所述，企業(yè)節(jié)省電費(fèi)支出的方法很多，只要加強(qiáng)管理，提高科技水平，就一定有良好的回報(bào)。要從管理制度上分解指標(biāo)，削峰填谷；改造線路和設(shè)備，提高裝備水平；采用新設(shè)備、新技術(shù)等多方面入手進(jìn)行節(jié)能降耗工作。節(jié)電不僅關(guān)系到企業(yè)自身的利益，而且也是全社會(huì)的責(zé)任，需要每個(gè)企業(yè)共同參與。只有這樣才能降低自身的生產(chǎn)成本，拓展企業(yè)的利潤(rùn)空間并促進(jìn)資源節(jié)約型社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展。