工厂供配电技术第九章

1、思思 考考 题题第一节第一节 电能节约的意义电能节约的意义 第二节第二节 工厂电能节约的一般措施工厂电能节约的一般措施 第三节第三节 工厂供用电设备的电能节约工厂供用电设备的电能节约* 第四节第四节 无功功率的人工补偿无功功率的人工补偿 第九章第九章 工厂的电能节约工厂的电能节约第一节第一节 电能节约的意义电能节约的意义天然能源： 自然界本来存在的能源，称为天然能源或一次能源。如太阳能、煤、石油、天然气、水力、风力、地热、原子能、潮汐能、生物能等等，都是天然能源人工能源： 天然能源经过加工转化而形成的新能源，称为人工能源或二次能源。电能是应用最广泛的二次能源。此外，汽油、煤气、沼气、液化气、焦

2、炭及各种余热等也都是二次能源。 能源是发展国民经济的重要物质基础，也是制约国民经济发展的一个重要因素。 电能是一种高价的二次能源，它只利用了一次能源的30左右。因此，节约电能又是节约能源工作中的一个重要方面。 节约电能就是通过采取技术上可行、经济上合理和对环境保护无妨碍的措施，用以消除 供用电过程中的电能浪费现象，提高电能的利用率。 节约电能既可减少工厂的电费开支，降低单位产品的电能消耗，又能在一定条件下提高劳动生产率和产品质量。 节约电能是一项不投资或少投资就能取得很大经济效益的工作，对于促进国民经济的发展，具有十分重要的意义。 第二节第二节 工厂电能节约的一般措施工厂电能节约的一般措施一、

3、加强工厂供用电系统的科学管理（一）加强能源管理，建立管理机构和制度 厂矿企业都要建立专门的能源管理机构，对各种能源（包括电能）进行统一管理。 （二）实行计划供用电，提高电能的利用率 对用电单位的功率与电能进行监督，许多工厂都装有电力定量器。 对于工厂的非生产用电也要加强管理，防止浪费。（三）实行负荷调整，“削峰填谷”，提高供电能力 根据供电系统的电能供应情况及各类用户不同的用电规律，合理地、有计划地安排和组织各类用户的用电时间。 实行分时电价制可以有效地促使用户“削峰填谷”。 （四）实行经济运行方式，降低电力系统的能耗 所谓经济运行方式，就是一种能使整个电力系统的电能损耗减少、经济效益提高的运

4、行方式 （五）加强运行维护，提高设备的检修质量 搞好供用电系统的运行维护和用电设备的检修，可减少电能损耗，节约电能。二、搞好工厂供用电系统的技术改造（一）逐步淘汰现有低效率的供用电设备 以高效节能的用电设备替换低效率的用电设备，节能效果十分显著。 （二）改造现有的工厂供配电系统，降低线路损耗 对现有的不尽合理的供配电系统应进行技术改造，降低线路损耗，节约电能。 （三）合理地选择供用电设备容量，或进行技术改造，提高设备的负荷率 合理地选择设备容量，发挥设备潜力，提高设备的负荷率和使用率，这也是节电的基本措施之一。 （四）改革落后工艺，改进操作 生产工艺不仅对产品的质量、数量有着决定性的影响，而且

5、也关系到产品用电量的多少。 （五）提高功率因数 功率因数是衡量工厂供电系统电能利用程度及电气设备使用状况的一个具有代表性的重要指标，提高功率因数可以降低电能损耗。 在尽量提高自然功率因数的情况下，工厂的功率因数如果仍达不到供电部门的要求时，则应该考虑无功功率的人工补偿 。第三节第三节 工厂供用电设备的电能节约工厂供用电设备的电能节约*一、电力变压器的电能节约 电力变压器在供用电设备中，是效率最高的设备之一。 主要考虑：应选用新型低损耗（即节能型）电力变压器；合理选择电力变压器的容量；实行电力变压器的经济运行，避免变压器轻负荷运行。 （一）经济运行与无功功率经济当量的概念 经济运行是指能使整个电

6、力系统的有功损耗最小，能获得最佳经济效益的设备运行方式。 无功功率经济当量Kq，它表示电力系统多发送1kvar的无功功率时，将在电力系统中增加的有功功率损耗kW数 。（二）一台变压器运行的经济负荷计算 一台变压器在负荷为S时的有功损耗换算值为 变压器的空载无功损耗Q0可近似地由下式计算变压器额定负荷时的无功损耗QN可近似地由下式计算 变压器运行在经济负荷经济负荷Sec.T下，就必须满足变压器单位容量的有功损耗换算值P/S为最小值的条件。因此令d（P/S）/d0， 变压器经济负荷与变压器额定容量之比，称为变压器的经济负荷系数或经济负荷率，用Kec.T表示，即 一般电力变压器的经济负荷率为一般电力

7、变压器的经济负荷率为5050左右。左右。例例9-1 试计算SL7-500/10型变压器的经济负荷及经济负荷率。解解 查附录表-5得SL7-500/10型变压器的有关数据：P0 1.08kW，Pk6.9 kW，I0 2.1，Uk 4。由式（9-2）得Q0 0.021500kVA10.5kvar由式（9-3）得QN 0.04500 kVA20kvar取Pk0.1。由式（9-5）可得此变压器的经济负荷率为因此变压器的经济负荷为（三）两台变压器经济运行的临界负荷计算 设变电所有两台同型号同容量（SN）的变压器，变电所的总负荷为S。 一台变压器单独运行时，它承担总负荷S 。 两台变压器并联运行时，每台承

8、担负荷 。 由此可求得判别两台变压器经济运行的临界负荷为 如果是n台同型号同容量的变压器，则判别n台与n1台经济运行的临界负荷为例例9-2 某厂变电所装有两台SL7-500/10型变压器，试计算此变电所变压器经济运行的临界负荷值。解解 全部利用例9-1的变压器技术数据，代入式（9-6）即得判别此变电所两台变压器经济运行的临界负荷为（取Kq0.1） 因此，如果负荷S346kVA，则宜于一台运行；如果负荷S346kVA，则宜于两台运行。二、电动机的电能节约二、电动机的电能节约 电动机是应用最广的电气设备之一，所消耗的电能约占全部工业生产用电量的60，因此，电动机的节电问题显得十分重要。（一）选用高

9、效节能电动机 重点提高电动机的效率（二）合理选择和使用电动机1合理选择电动机的类型 2合理选择电动机的容量 3合理选择电动机的电压等级4合理选择电动机的负荷特性 （三）电动机的节电调速方式1交流感应电动机的节电调速方式（1）电磁转差离合器调速 （2）液力耦合器调速 （3）晶闸管串级调速 （4）变频调速 2.直流电动机的节电调速方式（1）晶闸管-电动机组调速方式（2）晶闸管斩波器调速方式（四）提高电动机的功率因数1.合理地选择电动机容量 2.采用适当的调速方式 3.一联结变换 （1）长期轻负荷运行的感应电动机 （2）改变电动机绕组的联结法 4.绕线转子感应电动机同步化运行 5.减少电动机的空载损

10、耗 6.提高电动机的检修质量 检修后空气隙应保持原来的尺寸与均匀性； 重绕绕组每相匝数不应少于原有绕组匝数； 重绕绕组每组的总截面不应小于原有绕组每相的截面。7.采用同步电动机 同步电动机与感应电动机比较，其转速恒定不变，与负荷大小没有关系；而它的功率因数是可调的，能够在cos1的情况下运行；且在运行中可以调节励磁电流。 三、电焊机的电能节约三、电焊机的电能节约 电焊机产生大量无功负荷。电焊机不规则地、间歇性地工作，其空载时间一般大于工作时间，空载时的功率因数只有0.10.3，因此，电焊机在空载时断开电源具有较好的节电效果。四、电热设备的电能节约四、电热设备的电能节约（一）电热设备的类型 1.

11、电阻炉 2.感应炉 3.电弧炉 4.高频电场加热设备 （二）电热设备的节电措施 电热设备的节电措施，主要就是设法降低其运行中的电损耗和热损耗 1.正确地选择加热能源 2.合理的热工设计是节电的一项重要措施 3.减少炉体的热损耗 4.改革夹具和料筐 5.改善电热元件的发热材料 6.改进操作工艺 7.改造短网结构 （1）减少短网电阻 缩短短网长度 减小接触电阻 采用水冷短网 （2）减少短网周围的铁磁物质 （3）合理选择短网的电流密度 （4）改变短网的布线方式，减少短网的电感 五、电气照明的电能节约五、电气照明的电能节约 采用高效电光源，提高光源的效率 降低照明电路的损耗 提高光通量的利用系数 采用

12、节电的照明系统 充分利用自然光源 第四节第四节 无功功率的人工补偿无功功率的人工补偿一、无功功率人工补偿设备 常用的无功功率人工补偿设备，主要有同步补偿机（又叫同期调相机）和并联电容器。 同步补偿机和并联电容器一般只适应于补偿变动不快的无功功率，即对无功功率进行静态补偿。二、并联电容器的结线 通常分为结线和结线两种方式，而大多数采用结线。 采用结线的容量C（）为结线容量C（Y）的倍； 若任一电容器断线，三相线路仍得到无功补偿 ； 电容器采用结线也存在一定缺点，在一相电容器发生短路故障时，就形成两相直接短路，短路电流很大，有可能引起电容器爆炸，使事故扩大。 三、并联电容器的装设位置 并联电容器在

13、工厂供电系统中的装设位置，有高压集中补偿、低压集中补偿和低压单独就地补偿等三种方式。 （一）高压集中补偿 高压集中补偿是将高压电容器组集中装设在工厂变电所的610kV母线上 （二）低压集中补偿 低压集中补偿是将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上 （三）单独就地补偿 单独就地补偿，又称个别补偿，是将补偿电容器组装设在需要进行无功补偿的各个用电设备附近 在工厂供电系统中，实际在工厂供电系统中，实际上多是综合采用上述各种补偿上多是综合采用上述各种补偿方式，以求经济合理地达到总方式，以求经济合理地达到总的补偿要求。的补偿要求。总之，采用并联电容器作无功补偿装置时，宜就地平衡补偿。总之，采用并联

14、电容器作无功补偿装置时，宜就地平衡补偿。四、并联电容器的控制四、并联电容器的控制（一）手动投切的并联电容器补偿低压基本无功功率（即设备正常运行时所需的最小无功功率）的电容器组；补偿常年稳定的无功功率的电容器组；补偿长期投入运行的变压器及变配电所内投切次数较少的高压电动机的电容器组。（二）自动控制的并联电容器 采用自动控制的并联电容器（无功功率自动补偿装置）可以使电容器组能够随着无功负荷的变化而按一定的规则自动地投入或者切除，从而达到较理想的无功功率补偿要求。 简要介绍：简要介绍：两种无功功率自动补偿控制器两种无功功率自动补偿控制器1. ZKW-II型无功功率自动补偿控制器 （1）测量部分（2）

15、比较部分 （3）时钟脉冲 （4）循环计数器 （5）过电压保护电路 （6）基准电源 （7）电源电路 2.采用单片机构成的无功功率自动补偿控制器 WGB-I型单片机无功补偿控制器 （1）系统的硬件框图及工作原理 （2）系统的软件设计 （3）系统的主要特点 五、并联电容器的保护五、并联电容器的保护（一）并联电容器保护的一般要求 并联电容器主要故障形式是短路故障，它可造成相间短路。对于低压电容器和容量不超过400kvar的高压电容器，可装设熔断器作为电容器的相间短路保护；对于容量较大的高压电容器，则需要采用高压断路器控制，装设瞬时或短延时的过电流继电保护来作相间短路保护。 高次谐波对电容器的影响很大。

16、一般规定电网电压不得超过其额定电压10。因此凡电容器装设处的电压可能超过其额定电压10时，宜装设过电压保护 。（二）并联电容器短路保护的整定 采用熔断器保护电力电容器时，其熔体的额定电流应按下式计算： 采用电流继电器作相间短路保护时，其动作电流应按下式计算： 电容器过电流保护的灵敏度，应按电容器端子上发生两相短路的条件来检验 六、并联电容器的运行维护六、并联电容器的运行维护（一）并联电容器的投入和切除 并联电容器在供电系统运行时是否投入，主要看供电系统的功率因数或电压是否符合要求而定。 当发生下列任一情况时，应立即切除电容器： 电容器爆炸；接头严重过热；套管闪络放电； 电容器喷油或燃烧；环境温度超过40。（二）并联电容器的维护 并联电容器正常运行时，值班人员应定期检视其电压、电流和室温等，并检查其外部，看看有无漏油、喷油、外壳膨胀（鼓肚）等现象，有无放电声响或放电痕迹，接头有无发热现象，放电回路是否完好，指示灯是否正常等。对装有通风装置的电容器室，还应检查通风装置是否完好。9-1 电能节约在国民经济建设中有何重大意义?9-2 如何加强工厂供用电系统的科学管理来节约电能？9-3 如何搞好工厂供用电系统的技术改造来节约电能？9-4 什么叫经济运行？对电力变压器如何考虑其经济运行?9-5 电动机的电能节约主要从哪些方面考虑？9-6 电热设备的节电措施主要有哪些?9-7 什么叫无功功率