第十章工厂的节约用电与计划用电

1、University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电1/23 第十章第十章 工厂的节约用电与工厂的节约用电与计划用电计划用电 教学目的教学目的1了解：节约用电和计划用电的意义及了解：节约用电和计划用电的意义及其一般措施；并联电容器的接线、运行等。其一般措施；并联电容器的接线、运行等。2理解和掌握：电力变压器的经济运行；理解和掌握：电力变压器的经济运行；并联电容器的装设方式及放电措施。并联电容器的装设方式及放电措施。重重 点点并联电

2、容器的装设方式及放电措施。并联电容器的装设方式及放电措施。难难 点点电力变压器的经济运行。电力变压器的经济运行。University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电2/23第一节第一节 节约用电的意义及其一般措施节约用电的意义及其一般措施 一、节约用电的意义一、节约用电的意义 工业用电占工业用电占70%，节约，节约1kWh可创造若干财富。可创造若干财富。（节约型社会节约型社会） 二、节约用电的一般措施二、节约用电的一般措施 “电力

3、需求侧管理电力需求侧管理”，科学管理科学管理+技术改造技术改造。（一）加强工厂供用电系统的科学管理。（一）加强工厂供用电系统的科学管理。1加强能源管理，建立和健全管理机构和制度；加强能源管理，建立和健全管理机构和制度；（能源定额）（能源定额）2实行计划用电，提高能源效率；（装设电表）实行计划用电，提高能源效率；（装设电表） University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电3/233实行负荷调整，实行负荷调整，“削峰填谷削峰填谷

4、”提高供电能力；提高供电能力； 负荷调整：负荷调整：简称调荷，是根据供电系统的电能简称调荷，是根据供电系统的电能供应情况及各类用户的不同用电规律，合理地安排供应情况及各类用户的不同用电规律，合理地安排和组织各类用户的用电时间，以降低负荷高峰，填和组织各类用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷，即所谓补负荷低谷，即所谓“削峰填谷削峰填谷”，充分发挥发、，充分发挥发、变电设备的能力，提高电力系统的供电能力。变电设备的能力，提高电力系统的供电能力。 峰谷分时，丰枯分季电价政策。峰谷分时，丰枯分季电价政策。4实行经济运行方式，全面降低系统能耗；实行经济运行方式，全面降低系统能耗； Univers

5、ity of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电4/23 经济运行方式：使整个电力系统的电能损耗减经济运行方式：使整个电力系统的电能损耗减少，经济效益提高的一种运行方式。少，经济效益提高的一种运行方式。T容量、并列，容量、并列，M：“以小换大，以单代双以小换大，以单代双”。5加强运行维护，提高设备的检修质量。加强运行维护，提高设备的检修质量。（二）搞好工厂供用电系统的技术改造。（二）搞好工厂供用电系统的技术改造。1逐步更新淘汰现有低效高耗电

6、的供用电设备；逐步更新淘汰现有低效高耗电的供用电设备； 冷轧硅钢片冷轧硅钢片的的T、M代替热轧硅钢片的老型号；代替热轧硅钢片的老型号；节能灯节能灯：稀土元素荧光节能灯，：稀土元素荧光节能灯，9W60W，寿命，寿命2倍。（倍。（60-9）10-3 8000 104 3.5 365 52.1 108kWh= 52.1亿度亿度。University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电5/232改造现有不合理的供配电系统，降低线路损耗；改造现

7、有不合理的供配电系统，降低线路损耗；3选择高效节能产品，合理选择设备容量或进行技选择高效节能产品，合理选择设备容量或进行技术改造，提高设备的负荷率；术改造，提高设备的负荷率；4改革落后工艺，改进操作方法；改革落后工艺，改进操作方法；5采用无功损补偿设备，人工提高功率因数。采用无功损补偿设备，人工提高功率因数。 提高自然功率因数提高自然功率因数（优先）（优先）人工补偿（同步人工补偿（同步补偿机补偿机、并联电容器）。、并联电容器）。 不添置任何无功补偿设备，只是采取技术措施不添置任何无功补偿设备，只是采取技术措施（如合理选择容量、提高负荷率等），以减少无功（如合理选择容量、提高负荷率等），以减少无

8、功功率消耗量，使功率消耗量，使 提高。提高。cosUniversity of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电6/23第二节第二节 电力变压器的经济运行电力变压器的经济运行一、经济运行与无功功率经济当量的概念一、经济运行与无功功率经济当量的概念1经济运行经济运行（economic operation），是指能使电），是指能使电力系统的有功损耗最小、经济效益最佳的一种运行力系统的有功损耗最小、经济效益最佳的一种运行方式。方式。 电力系统的有

9、功损耗不仅与设备的电力系统的有功损耗不仅与设备的P有关，有关，还与还与Q有关，有关，QIP。2无功功率经济当量无功功率经济当量（economic equivalent of reactive power） ，kW/kvarUniversity of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电7/23 表示电力系统每减少表示电力系统每减少1kvar的无功功率，相当于的无功功率，相当于电力系统所减少的有功功率损耗电力系统所减少的有功功率损耗kW数，符号

10、数，符号Kq，对工厂变配电所，对工厂变配电所，0.020.15（平均为（平均为0.1）。通常：）。通常：由发电机电压直配的工厂，由发电机电压直配的工厂，Kq=0.020.04；经两级；经两级变压的工厂，变压的工厂，Kq=0.050.08；经三级及以上变压的；经三级及以上变压的工厂，工厂，Kq=0.10.15。二、一台变压器运行的经济负荷计算，二、一台变压器运行的经济负荷计算，Sec 有功损耗有功损耗+无功损耗无功损耗Kq等效有功损耗，称等效有功损耗，称为变压器有功损耗换算值。为变压器有功损耗换算值。 University of Science and Technology Liaoning博学

11、明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电8/23 一台一台T在负荷为在负荷为S时的有功损耗换算值：时的有功损耗换算值： 即：即：TqT220kq0qNNNPPKQSSPPKQKQSS 20q0kqNNSPPKQPKQS University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电9/23 为了为了Sec，必须满足变压器单位容量的有功损耗，必须满足变压器单位

12、容量的有功损耗换算值换算值P/S为最小值的条件，令为最小值的条件，令 ，可得：可得： 变压器的经济负荷变压器的经济负荷Sec与与SN之比称为之比称为T的经济负的经济负荷系数或经济负荷率，用荷系数或经济负荷率，用Kec表示，则：表示，则： d0dP SS 0q0ecNkqNPKQSSPKQ 0q0ececNkqNPKQSKSPKQ University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电10/23三、两台三、两台T经济运行的临界负荷计算

13、经济运行的临界负荷计算 一般一般Kec为为50%左右。教材左右。教材P418例例10-1。 两台两台T同型号、同同型号、同SN，变电所总负荷为，变电所总负荷为S。一台。一台T单独运行时承担总负荷单独运行时承担总负荷S时的有功损耗换算值：时的有功损耗换算值： 两台两台T并列运行时承担总并列运行时承担总S时的有功损耗换算值：时的有功损耗换算值： 20q0kqNNSPPKQPKQS 20q0kqNN222SPPKQPKQSUniversity of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月2

14、1日日15时时32分分工厂供电工厂供电11/23 0 S crS S a P P P P P P P PP 当当SSS c c r r时，时， PP，一台，一台 T 运行。运行。 当当SSScr时，时， PP，两台，两台 T 运行运行 将将P、P与与S的函数关系绘图，教材的函数关系绘图，教材P419图图10-2，交于，交于a点，则点，则a点所对应的负荷就是两台并点所对应的负荷就是两台并列列T经济运行方式下的临界负荷（经济运行方式下的临界负荷（critical load），），用用Scr表示：表示：University of Science and Technology Liaoning博学明德

15、博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电12/23 当时，与当时，与S = Scr，P=P 即：即： 可得两台并列可得两台并列T经济运行的临界负荷为经济运行的临界负荷为Scr： 20200222q0kqNNqkqNNSPKQPKQSSPKQPKQS 0q0crNkqN(1)PKQSSn nPKQ University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电13

16、/23第三节第三节 并联电容器的接线、装设、控制、并联电容器的接线、装设、控制、保护及其运行维护保护及其运行维护 一、并联电容器的接线一、并联电容器的接线 并联补偿的电力电容器大多采用并联补偿的电力电容器大多采用形接线形接线，高，高压除外，低压内部已接成压除外，低压内部已接成形。形。 ，U为线电压。为线电压。 。 2( )3CQCU 2(Y)3CQCU ( )(Y)3CCQQ 为相电压，为相电压， 。 U3UU A B C A B C University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2

17、021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电14/23 说明：说明： 形为同一电路中形为同一电路中Y形时容量的形时容量的3倍，补偿效倍，补偿效果好；果好； 时，任一电容器时，任一电容器C断线，三相仍可得到补断线，三相仍可得到补偿；偿；Y时，该相得不到补偿；时，该相得不到补偿； 接在任一接在任一C击穿短路，则两相短路，击穿短路，则两相短路，Ik大，大，甚至爆炸（高压特别危险）；甚至爆炸（高压特别危险）；Y接：正常，接：正常， IA=IB= IC= ，若，若A相击穿：相击穿： CUX ABBCA33333CCUUIIIXX AI University of Science and T

18、echnology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电15/23 仅为正常时仅为正常时3倍，较安全。倍，较安全。 规定：规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时（容量较小时（450kvar及以下），宜接成及以下），宜接成。低压电。低压电容器组应接成容器组应接成。University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月2

19、1日日15时时32分分工厂供电工厂供电16/23二、并联电容器的装设位置二、并联电容器的装设位置（补偿方式）及（补偿方式）及放电措施放电措施University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电17/23（一）高压集中补偿（一）高压集中补偿 工厂高压配电所的工厂高压配电所的610kV母线上，只补偿母线母线上，只补偿母线以前的无功功率，以后不补。大中型工厂中应用。以前的无功功率，以后不补。大中型工厂中应用。（放电时到（放电时到50V以

20、下，高压以下，高压5min，低压，低压1min）。）。 放电措施：放电措施：利用电压互感器（利用电压互感器（TV）的一次绕组）的一次绕组放电。放电。 放电回路中不得装设放电回路中不得装设FU或开关，以免放电回路或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。断开，危及人身安全。（二）低压集中补偿（二）低压集中补偿 车间变电所的低压母线上，补偿低压母线以前车间变电所的低压母线上，补偿低压母线以前的无功功率。的无功功率。University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日1

21、5时时32分分工厂供电工厂供电18/23 低压配电室内，或单设，相当普遍，低压配电室内，或单设，相当普遍，形接线。形接线。 放电措施：放电措施：一般用一般用220V、1525W白炽灯（兼正白炽灯（兼正常运行时的指示灯）的灯丝电阻来放电，也有用专常运行时的指示灯）的灯丝电阻来放电，也有用专门的放电电阻来放电的。门的放电电阻来放电的。（三）分散就地补偿（单独个别补偿）（三）分散就地补偿（单独个别补偿） 设备旁，补偿安装部位以前的所有高低压线路设备旁，补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率，范围最大、效果最好、和电力变压器的无功功率，范围最大、效果最好、应优先采用。与设备同切，利用率

22、低。适用于负荷应优先采用。与设备同切，利用率低。适用于负荷平稳、长期运转而容量又大的设备，如大型感应电平稳、长期运转而容量又大的设备，如大型感应电动机、高频电热炉等，也适于小容量多的长期稳定动机、高频电热炉等，也适于小容量多的长期稳定运行的如荧光灯等。对于供电系统中高压侧和低压运行的如荧光灯等。对于供电系统中高压侧和低压侧的基本无功功率的补偿仍宜采用（一）（二）。侧的基本无功功率的补偿仍宜采用（一）（二）。University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15

23、时时32分分工厂供电工厂供电19/23 放电措施：放电措施：利用用电设备本身的绕组电阻来放利用用电设备本身的绕组电阻来放电。电。 三种补偿方式的比较：三种补偿方式的比较： 从节能的角度看：（一）从节能的角度看：（一）（二）（二）（三）；（三）； 从补偿效果的角度看：（三）从补偿效果的角度看：（三）（二）（二）（一）；（一）； 从维护方便的角度看：（一）从维护方便的角度看：（一）（二）（二）（三）；（三）； 从电容利用率的角度看：（一）从电容利用率的角度看：（一）（二）（二）（三）；（三）； 从造价的角度看：（三）从造价的角度看：（三）（二）（二）（一）；（一）； 从补偿范围的角度看：（三）从补偿范围的角度看：（三）（二）（二）（一）。（一）。 University of Science and Technology Liaoning博学明德博学明德 经世致用经世致用勤奋向上勤奋向上 求实创新求实创新2021年年11月月21日日15时时32分分工厂供电工厂供电20/23三、并联电容器的控制与保护三、并联电容器的控制与保护 （一）控制（一）控制 手动投切、自动投切。手动投切、自动投切。（二）保护（二）保护 短路保护：低压和短路保护：低压和450kvar的高压，用的高压，用FU相相间短路保护。高压，间短路保护。高压，