用电节能方法

关于电方面节能方法电节能可分为四个方面：管理节能、工艺节能、节能设备、设备节能。管理节能：通过合理的管理手段，达到节电节能的目的，如：及时关停不用设备、合理安排生产程序、移峰填谷。工艺节能：以先进的高效的生产工艺替换落后的低效的生产工艺。节能设备：一般指淘汰老型号、高耗能、低效率的设备，更换新型号、高效率的节能型设备。如淘汰高耗能的S7型变压器，更换为节能型变压器S11，淘汰J系列电机，更换为Y2系列电机或效率更高的GX系列电机，可控硅焊机替换逆变焊机等等。设备节能：一般指通过对设备改造和加装节电器，实现节约用电。谐波治理1.1谐波的产生电源本身谐波由于发电机制造工艺的问题，致使电枢表面的磁感应强度分布稍稍偏离正弦波，因此，产生的感应电动势也会稍稍偏离正弦电动势，即所产生的电流稍偏离正弦电流。当然，几个这样的电源并网时，总电源的电流也将偏离正弦波。由非线性负载所致谐波产生的另一个原因是由于非线性负载。当电流流经线性负载时，负载上电流与施加电压呈线性关系；而电流流经非线性负载时，则负载上电流为非正弦电波，即产生了谐波。常见的非线性负载如：整流器、变频器、电弧炉、电焊机等接入系统，会产生大量高次谐波电流导致系统电压和电流波形畸变，造成电力系统谐波污染，对电力设备和用电设备造成危害。因此，当注入系统的高次谐波电流超过国家标准限制时，就必须采取滤波措施，即采用谐波滤波装置。特征谐波：三相桥式整流器产生的谐波为6k±1次，即5、7、11、13、17、19...即所谓6脉整流，当两个变压器副变分别接成星形和三角形各带一套三相桥式整流器，并将其直流侧串并联时，即形成12脉整流，产生的谐波为12k±1次，即11、13、23、25..，这些次数谐波称为特征谐波。实际中的谐波70%以上都与整流有直接或间接的关系。1.2谐波的危害污染公用电网如果公用电网的谐波特别严重，则不但使接入该电网的设备（电视机、计算机等）无法正常工作，甚至会造成故障，而且还会造成向公用电网的中性线注入更多电流，造成超载、发热，影响电力正常输送。影响变压器工作谐波电流，特别是３次（及其倍数）谐波侵入三角形连接的变压器，会在其绕组中形成环流，使绕组发热。对Ｙ形连接中性线接地系统中，侵入变压器的中性线的３次谐波电流会使中性线发热。影响继电保护的可靠性如果继电保护装置是按基波负序量整定其整定值大小，此时，若谐波干扰叠加到极低的整定值上，则可能会引起负序保护装置的误动作，影响电力系统安全。加速金属化膜电容器老化在电网中金属化膜电容器被大量用于无功补偿或滤波器，而在谐波的长期作用下，金属化膜电容器会加速老化。增加输电线路功耗如果电网中含有高次谐波电流，那么，高次谐波电流会使输电线路功耗增加。如果输电线是电缆线路，与架空线路相比，电缆线路对地电容要大１０～２０倍，而感抗仅为其１／３～１／２，所以很容易形成谐波谐振，造成绝缘击穿。增加旋转电机的损耗国际上一般认为电动机在正常持续运行条件下，电网中负序电压不超过额定电压的２％，如果电网中谐波电压折算成等值基波负序电压大于这个数值，则附加功耗明显增加。影响或干扰测量控制仪器、通讯系统工作例如，直流输电中，直流换流站换相时会产生３～１０ｋＨｚ高频噪声，会干扰电力载波通信的正常工作。1.3谐波的限值根据GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》标准的规定，变压器低压系统电压谐波总畸变率允许值为5%根据GB/T14549-93《电能质量公用电网谐波》标准的规定，注入电网的谐波电流允许值是按电流的绝对值计算的。对于低压系统，规定系统短路容量（称为基准短路容量）为10MVA时，各次谐波电流允许值见下表：系统短路容量为10MVA时注入公共连接点谐波电流允许值（A）次数2345678910111213786239622644192116281324次数14151617181920212223242511129.7188.6167.88.97.1146.512当系统短路容量不为10MVA时，各次谐波电流允许值则按照实际最小短路容量的大小允许值按下式换算Ih=(Sk1/Sk2)*Ihp式中Sk1--公共连接点最小短路容量，MVASk2--基准短路容量，MVAIhp--上表中第h次谐波电流允许值，AIh--短路容量为Sk1时第h次谐波电流允许值，A1.4谐波的治理谐波治理的原则：谁产生谁治理，一般以达到国家标准为目标。谐波治理方法:有源滤波装置有源电力滤波器的补偿原理是利用检测单元对负荷产生的畸变量进行检测，然后由控制单元产生控制信号，对大功率的电力电子器件IGBT进行控制，由IGBT逆变器产生一个与畸变量幅值相等，相位相反的补偿量，畸变量和补偿量互相抵消，在系统侧的电压电流波形得到良好的改善。特点：1）滤波效果好2）不会产生谐波放大3）不产生无功，适用于原来功率因数较高的场合4）结构复杂，价格及维护费用较高5）不节能，反而耗能无源滤波装置谐波电流是定流源调整各滤波支路电容和电感的参数，使它对相应次数的频率串联谐振，此时它对这频率电流阻抗最小，谐波电流大部分流过这条支路，就减小了注入电网的谐波电流，也就起到了滤波作用。从谐波源看过去，如果系统阻抗与滤波器阻抗对某次谐波发生并联谐振，则这次谐波阻抗就会大大增加，可以达十几倍之多，流入系统的这次谐波电流就会大大增加，威胁系统和滤波支路的安全，这就是谐波放大。一般情况下，设计合理的滤波器，可以滤去总谐波含量的70%以上。特点：1）结构简单，价格及维护费用低2）设计适当时，滤波效果可以达到要求3）兼无功补偿功能，适用于原来功率因数较低的场合4）有节能效果，一定条件下可能节能2%~5%5）设计不合理时会产生谐波放大，严重的可影响系统安全变频改造2.1节能原理变频改造一般应用于风机水泵，据流体力学理论，电机轴功率P和风量Q、压力H之间的关系为：P=K*H*Q/η其中K为常数，η为效率。它们与转速N之间的关系为：Q1/Q2=N1/N2；H1/H2=（N1/N2）2P1/P2=（N1/N2）3由流体力学可知，风量Q与转速的一次方成正比，风压H与转速的平方成正比，轴功率P与转速的立方成正比，当风量减少，风机转速下降时，其功率下降很多。例如风量下降到80%，转速也下降到80%时，则轴功率下降到额定功率的51%。2.2适用工况①风机水泵流量有富余，流量调节依靠阀门或液偶调速②风机谁碰的压头大于工艺要求或工艺对压力要求不严格相控调压3.1节能原理节电原理介绍一般电动机的经济负载率选择应在额定功率的70%-100%之间。通过对企业设备的电动机负载率的测试综合分析，大量设备的电动机负载率远小于其经济负运行载率。每当电机长时间处于半负载状态时，令线圈出现漏磁效应，导致电机效能下降。该磁通量（又称为磁场电流）是固定不变的，是电机最浪费电能的因素之一。电动机的能量损耗分为铁心损耗、机械损耗、负载损耗和杂散损耗。对于小功率电动机来说，铁心损耗和负载损耗是主要能耗方面。由电动机的经济运行率特性可知，在电动机运行过程中铁心损耗等于负载损耗时，电动机运行最为经济（即损耗最小、效率最高）。铁心损耗的大小除取决于材料特性外，还和电动机的运行电压有关系，即P铁’=P铁(U’/Un)2近似于运行电压与额定电压的比值的平方成线性关系。负载损耗的大小取决于负载电流大小和绕组的电阻值。当电动机运行于空载或者轻载状态下，电动机的铁心损耗远大于负载损耗，降低电压可以降低电动机的铁心损耗，提高电动机的运行效率，进而达到节约电能的目的。①切削电压波形而降低电机电压,减少磁损耗；②提高电机的功率因数，降低电机励磁电流；③降低电机铁损，提高电机效率；④电动机软启动技术，减小对电动机的热冲击负荷3.2适用工况电机负载率在50%~70%，功率因数一般在0.7以下的电机，负载变化比较大，不适合做变频节能改造的设备。如：机加工设备、液压设备、滚梯扶梯、输送带等。节电率约8%~15%。照明降压4.1节电原理介绍依据《建筑照明设计标准GB50034—2004》中规定，灯具的运行电压不宜超过额定电压的±5%。对于荧光灯及气体放电光源，降低灯具的运行电压，使其工作在额定电压的95%左右，在不影响照度的前提下，达到节约电能的目的。下标为荧光灯电压变化导致灯功率、光通量的等变化表。从表中我们可以看出，如将灯的运行电压由额定值的105%左右降到额定值的90%左右，即可实现节约灯功率20%左右的节电量。荧光灯电压变化导致灯功率、光通量等变化表电压变化（%）859095100105110115灯功率变化（%）788794100107114123光通量变化（%）859197100104108112光效变化（%）109104.6103.210097.294.791.1特点：①提高发光源的使用效率和使用寿命；②利用供电电压存在较大的浪费空间；③避免照明回路存在的三次谐波；④改变落后的照明控制方式。4.2适用工况照明有单独回路，或照明回路比较集中，与动力回路有明显的分界点，切系统电压高于370V或单项电压高于210V，节电率与系统电压的大小成正比关系，一般节电率20%～30%。就地无功补偿5.1节电原理电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性电抗所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。无功补偿可以提高功率因数，是一项投资少，收效快的降损节能措施。电网中常用的无功补偿方式包括：①集中补偿：在高低压配电线路中安装并联电容器组；②分组补偿：在配电变压器低压侧和用户车间配电屏安装并联补偿电容器；③单台电动机就地补偿：在单台电动机处安装并联电容器等。加装无功补偿设备，不仅可使功率消耗减小，功率因数提高