企业用电节能技术

国家节能政策：
电机系统节能装置标准
GB/T 21056-2007 风机、泵类负载变频 调速节电传动系统及其应用技术条件 DLT994-2006火电厂风机水泵用高压变频器 DL/T 339--2010低压变频调速装置技术条件 DL/T 299--2011火电厂风机、水泵节能用内反 馈调速装置应用技术条件
企业供电的合理化


减少变压次数，尽量将高压供电线路架设到企业的用电负荷中心 区域 合理提高供电电压，对电网进行升压改造是降低线损的有效措施 提高功率因数，减少无功损耗，降低线损
提高功率因数和降低线损率的关系表 原有功率因 数 补偿后功率 因数 线损率减少 % 60 53 46 0.6 0.65 0.7 0.75 0.95 38 29 20 10 0.8 0.85 0.9
能效标识管理制度
节能目标责任考核制度
国家节能政策：
全范围 全过程 全人员
★企业节能减排如何抓
★企业节能减排抓什么
节能标准化
国家节能政策：
国家节能政策：
GB18613－2006 中小型三相异步电动机能 效限定值及能效等级
GB19762－2007 清水离心泵能效限定值及 节能评价值
能效标准
GB19761－2009 通风机能效限定值及节能 评价值 GB19153－2009 容积式空气压缩机能效限 定值及节能评价值 GB21518－2008 交流接触器能效限定值及能 效等级
合理的选择变压器的容量，是用电企业合理用能的第一步。一般变压器容 量的选择有以下四种方法： ① 计算负荷法
变压器容量=总计算负荷 + 近期规划可能增加容量
② 最经济运行效果法
变压器容量=实际使用负荷/变压器最高效率时的负荷率
③ 年电能损耗最小法
变压器容量在使用容量和最高经济负荷之间选择
④ 根据综合经济效果选择
电压偏移的影响：


当电压降低 20% 时，电动机的机械转矩减少 36% ， 电 流 增 加 20% － 25% ， 温 度 上 升 12 － 15℃。此时，一部分电机烧毁，而大部分电机 因拖不动负载而停机。 运行中电压过高：由于铁芯磁路进入饱和区， 使激磁电流急剧增大，从而导致定子电流增大 ，造成电机过热，温度超过允许值，缩短电机 寿命或烧毁。
考虑基建投资和运行费用，选择综合经济效果好的方案。 基建投资： 变压器价格 + 附属设施 + 安装 + 土建 + 无功补偿投资 + 向电力部门交纳的费用 年运行费用： 折旧费 + 维护费 + 基本电价 + 损耗费 + 无功补偿运行费
1 变压器的合理选用

(2)选用节能型变压器
第一代： 50、60年代 热轧硅钢片 ( GB500-1964 按“64”标准生产) 第二代： 70年代 冷轧硅钢片 ( GB1300-1301 1973 按“73”标准生 产) 第三代： 低损耗节能型变压器 第四代： 非晶变压器

80年代中期，我国强制性地采用S7系列低损耗配电变压器在全国 范围内淘汰正在电网运行的JB1300-73和JB500-64标准的高能耗 变压器。
从1998年开始，在全国推行两网改造，用S9系列配电变压器取代 S7系列。

1 变压器的合理选用

选用节能型变压器

S9系列比S7系列

空载损耗平均降低8% 短路损耗降低24% 油重降低17% 总重量降低20%
企业供电的合理化


企业线损的构成因素 总降压变电所主变压器及其以下配电变压器的损耗 高、低压架空线路及电缆线路的损耗 电气仪表元件的损耗 降低线路损耗的主要措施 均衡三相负荷，降低三相负荷的电流不平衡度 合理调整运行方式，改进线路的布局，避免超负荷 及迂回供电 按照经济电流密度来选择导线的截面积，对输送电 流密度过大的导线，应及早更换、加大线径
GB/T13467-92 通风机系统电能平衡测试与计 算方法 GB/T13468-92 泵类系统电能平衡的测试与计 算方法
检测标准
GB/T15913-09 风机机组与管网系统节能监测 方法 GB/T16665-1996 空气压缩机组及供气系统节 能监测方法 GB/T16666-1996 泵机组液体输送系统节能监 测方法
用户低电压运行造成供电线路能损增加



电压降低（%） 1 2 3 4 5 10 15 20
线损增加（%） 2 4 6.1 8.2 10.3 21 32.3 44
调压、稳压方式:
*变压器调档方式 （用户自行处理）; *变压器有载无级调压方式（通常由电业公司处理）; *特种装臵技术处理：浪涌抑制器、MOV、稳压器等； *无功补偿技术：SVC、SVG； ＊其它调压、稳压和处理电压波形的技术产品：
2 变压器的经济运行
2 变压器的经济运行

再进一步分析，P=1200KW 时的负载率 是β=1200/ (SN*cos φ)=80.6% 此时的损耗率为1.237% 而经济负载时损耗率为0.836% 如果调整负载在最佳运行区内运行，可 年节约有功电量7.5万KWh
国家节能政策：
GB/T26921-2011 电机系统（风机、泵、空气 压缩机）优化设计指南
节能标准
DL/T 1111--2009火力发电厂厂用高压电动机 调速节能导则
企业合理用电的基本要求：
（1）选择先进的工艺、设备；强化质量和设备管理 ，努力实现安全、优质、高产和文明生产。实现 单位产品最低电耗。 （2）调整负荷减少配电损耗：缩小峰谷差使日负荷 曲线尽可能地平滑以减少配电损耗。尽可能使变 压器处于经济运行的状态。 （3）合理选择电压，减少变压级次。 （4）精选变压器的安装位臵 （5）改善功率因数和电压质量 （6）降低高次谐波对电网的影响
企业用电节能技术
山东电力研究院
张海涛
目 录



国家节能政策 企业的合理供电 供电电压影响及调整 变压器的经济运行及节能 电机系统节能 无功补偿技术及应用 电力系统谐波问题
国家节能政策：
节能产品认证 节能产品政府采购
激励政策
所得税优惠 节能技术改造财政奖励
国家节能政策 高耗能产品淘汰制度 管理制度
变压器的经济运行及节能

变压器是输变电行业中的耗能大户。据 估计，我国变压器的总损耗占系统总发 电量的10%左右，如损耗每降低1%，每 年可节约上百亿度电。变压器的节能降 耗已是势在必行。可以说，变压器的节 能对于解决我国电力供应紧张，建立节 约型社会有着重要意义。
1 变压器的合理选用

(1) 变压器容量的选择
企业供电的合理化
11 企业用电设备的冲击负荷及波动，引起 电网电压波动，闪变，应采取限制冲击负 荷及波动负荷的措施达到GB/T12326的要 求。 12 对企业自备电厂和地方电厂应考核厂用 电率指标。
供电电压影响及调整
电压偏移的影响：


（1） 对照明灯的影响
电压高于额定值 5% ，白炽灯寿命缩短 45%； 电压高于额定值 10% ，白炽灯寿命缩短 70%。 电压降低 10% ，白炽灯照度减少 35% ， 日光灯则减少 10% ，水银灯则为 20% ， 而且寿命降低。
企业供电的合理化
4、调整企业用电设备的工作状态，合理分配与 平衡负荷，使企业用电均衡化，提高企业负荷 率。根据不同的用电情况，企业日负荷率应不 低以下指标：



a）连续性生产 b）三班制生产 C）二班制生产 d）一班制生产
95％； 85％； 60％； 30％。
P 21
企业供电的合理化
5、企业单相用电设备应均匀地接在三相网 络上，降低三相电压不平衡度，供电网 络的电压不平衡度应小于2％。 6、企业在提高自然功率因数的基础上，应 在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿 设备，在企业最大负荷时的功率因数应 不低于0.90；低负荷时，应调整无功补 偿设备的容量，不得过补偿。
2 变压器的经济运行



P0z= P0 +K* Q0 Pkz= Pk +K* Qk ΔPz= P0z + β2 * Pkz Q0= I0% * SN*10-2 Qk= Uk % * SN*10-2

βjz=
P0 z Pkz
2 变压器的经济运行

根据上述公式计算可得:
βjz= 0.31
最佳运行区 ( 1.33βJZ2≤β≤ 0.75 ) : 经济运行区 (βJZ2≤β≤ 1 ) : 最劣运行区 ( 0 ≤β≤ βJZ2 ) : 0.12 ～ 0.75 0.09 ～ 1 0 ～ 0.09
企业供电的合理化
7、企业应根据用电负荷的特性和变化规律， 正确选择和配置变压器容量和台数，通过 运行方式的择优，合理调整负荷，实现变 压器经济运行。 8、 企业根据受电端电压在额定电压允许偏 差范围内，企业用电设备的供电电压偏移 值不应超过额定电压±5％。合理调节供电 电压。
企业供电的合理化
9 企业变配电所内的变配电设备要配置相应的测量 和计量仪表。监测并记录电压、电流、功率、功 率因数和有功电量、无功电量。电能计量仪表准 确度等级为2.0～1.0级。 10 企业用电设备的非线性负荷产生高次谐波，引 起电网电压及电流的畸变，应采取抑制高次谐波 的措施达到GB/T14549的要求。


最佳运行区 1.33βJZ2≤β≤ 0.75 经济运行区 βBaidu NhomakorabeaZ2≤β≤ 1 最劣运行区 0 ≤β≤ βJZ2
P0 z Pkz
βJZ=
2 变压器的经济运行
2 变压器的经济运行
某企业有变压器参数如下: SN=1600KVA P0=1.72Kw Pk=10.17Kw I0%=0.15 Uk%=6.2 经常性负荷 P=1200Kw cosφ=0.93 (无功当量K取0.1)
问: 该变压器是否运行在经济区?
2 变压器的经济运行


P0 ----- 空载损耗 P0z ---- 空载综合功率损耗 Pk ----- 负载损耗 Pkz ---- 额定综合功率损耗 β ----- 负载系数 K ---- 无功当量 Q0 ----- 空载无功损耗 Q0z ----空载综合无功损耗 ΔQ----- 无功损耗 ΔP ----有功损耗 QK ---- 负载无功损耗 ΔPz ----综合损耗 I0 ----- 空载电流 Uk ----阻抗电压


电压偏移的影响：



（2） 电压偏移对于电机影响： 三相电压不平衡：当不平衡度为 2% 时，电动机温 升增加5℃；当不平衡度达3.5%时则增加15℃。 电压过低： 启动时电压过低，使启动转矩下降过多，电机启动 缓慢，甚至无法启动。 若运行中电压过低，如果负荷不变，最大转矩下降 ，转速降低，转子电流增大，从而导致定子电流增 大，造成电机过热。
企业供电的合理化
1、企业应根据用电性质、用电容量，选择合理 供电电压和供电方式。 从节能的角度分析，在输送功率相同的情况 下，选择高压比低压更好 以6kV和10kV为例，采用10kV供电比6kV减 少损耗64%，从10kV升压为35kV，线损会 降低91.8%
企业供电的合理化
2、企业变配电所的位置应接近负荷中心，减少变压 级数，缩短供电半径，按经济电流密度选择导线截 面。 3、企业根据受电端至用电设备的变压级数，其总线 损率分别应不超过以下指标： a）一级 3.5％； b）二级 5.5％； c）三级 7％。
国家节能政策：
GB/T 12497-2006 三相异步电动机经济运行
GB/T 13466-2006 交流电气传动风机（泵 类、压气压缩机）系统经济运行
经济运行标准
GB/T 13470-08 通风机 系统经济运行
GB/T 13469-08 工业用离心泵、 混流泵、 轴流泵与旋涡泵系统经济运行
国家节能政策：

某企业400KVA变压器，用非晶变压器替代 S9变压器
非晶 S9 810 7095.6 170 1489.2 3363.84 (按0.6元/kwh) 4.7
空载损耗（w） 年空载损耗电量(kwh) 年节约电费(元） 回收期（年）
2 变压器的经济运行

(1)变压器经济运行区
《工矿企业电力变压器经济运行导则》GB/T13462-92

非晶合金铁芯变压器

用ＳＨ１２替换S7 β=20% 回收期约4.5年 β =75% 回收期约2.5年
1 变压器的合理选用

选用节能型变压器

卷铁心比叠铁心

损耗降低10%～ 25% 空载电流下降50% 噪声显著下降

非晶合金铁芯比冷轧硅钢片

空载损耗下降70%～ 80%
1 变压器的合理选用