《企业节电讲座》PPT课件.ppt

1,企业用电节能技术方案,谢 运 祥华南理工大学 电力学院Email:,TEL:13600066026,2,主 要 内 容,主要电气设备配电系统的优化运行和节能电压调节与综合节电器无功补偿和滤波技术电动机节能技术照明系统节能技术节能技术的瓶颈和误区,3,一、主要电气设备,企业电气设备：配电设备、用电设备配电设备 变压器：经济运行，负荷率80左右 空载损耗、负载损耗 电容柜：无功补偿，功率因数达标 线损 滤波柜：抑制或消除谐波 防止谐波危害、谐波放大，节能 调压器或综合节电器：维持供电电压稳定,4,一、主要电气设备,用电设备 电动机：据统计，我国年耗电量1万亿度，电动机消耗总电量的60 照明系统：10%的总电量 空调系统：特种生产设备：注塑机、电弧炉、感应加 热、电解、电镀、,5,一、主要电气设备,主要设备的工作特点分析：配电变压器 铁芯的涡流损耗（铁耗）：硅钢片，非晶合金 线圈的电阻损耗（铜耗）：降低视在电流节能措施：无功补偿、滤波、经济运行 电动机额定运行效率最高无功使视在电流增加 大马拉小车 节能措施：额定运行、变频,6,一、主要电气设备,晶闸管整流负荷 应用场合：直流传动、电解、电镀、中频炉等 功率因数低：导致线损和变损增大 谐波含量大：导致谐波损耗大节能措施：无功和谐波综合治理 逆变与变频设备 特点：二极管桥式整流电容滤波谐波含量大：导致谐波损耗大节能措施：滤波,7,一、主要电气设备,开关电源负荷 特点：二极管桥式整流电容滤波谐波含量大：导致谐波损耗大节能措施：滤波 风机与水泵类负荷大功率电机节能措施：变频、小机组并联运行,8,一、主要电气设备,感应加热设备 特点：晶闸管交流调压或整流电路为输入级功率因数低：导致线损增大谐波含量大：导致谐波损耗大节能措施：无功与滤波综合治理 照明类负荷高压放电灯、荧光灯、白织灯等节能措施：电子镇流、节能灯、T5、T8、LED照明,9,一、主要电气设备,注塑机 特点：液压泵系统，电机驱动作业周期随工件大小变化，十几秒几分钟负荷变化大：1080,(加压、保压、)驱动电机的功率大，用电量大节能措施：变量泵 电磁注塑机：日本，小型工件，优 变频节能效果不好：生产效率低、次品率高,10,一、主要电气设备,常用节能方案无功补偿：降低线损和变损谐波治理：降低线损和变损变压器不平衡补偿：降低变损、中线损耗变频调速：避免电机大马拉小车多机组并联：调节输出、避免大马拉小车综合节电器：调压、改善三相不平衡、部 分滤波等功能照明节能,11,二、变压器的节能措施,1.变压器的分类油变、干式变硅钢片、非晶合金型号：SB7、SB9、SCB10、SCB112.损耗问题空损：主要由铁耗产生，采用较薄的硅钢片或非晶合金具有较低的空载损耗；负载损耗：铁耗和铜耗组成，铜耗主要取决于电流大小，因此无功和谐波的存在会导致损耗增大,12,二、变压器的节能措施,3.常用节能方法选用低损耗变压器 对于运行较长时间的SB7和SB9变压器，由于其变损较大，及时更换变损小的SCB11，不仅可以节约能源，从经济角度分析，投资也是合算的（可以较快的收回投资成本）。发展非晶合金变压器是配电网节能的技术 方向之一,13,二、变压器的节能措施,变压器负载实施无功补偿 当负载的功率因数较低时，意味着无功电流分量较大，将使变压器视在电流增大，从而导致变压器铜耗大增。设流过线路或变压器的视在电流为I，线路或变压器的等效电阻为R，则线路或变压器阻抗产生的有功损耗为：,14,二、变压器的节能措施,假定在有功负荷不变的情况下，将功率因数由cos1提高到cos2，则视在电流由I1下降到I2，有：,15,二、变压器的节能措施,由于线路损耗或变压器的铜耗与视在电流的平方成正比，因此，当功率因数由0.7提高到0.93时，由上式可知：线路损耗可降低43；变压器负载进行谐波补偿 当负载含有较大的谐波电流成分时，会导致视在电流的增加，从而导致线路损耗或变压器铜耗大增 当含有谐波时，视在电流可表示为：,16,二、变压器的节能措施,例如，三相全桥晶闸管整流设备，含有（6K1）次谐波，其大小分别为基波电流的1/5、1/7、1/11、1/13、等等，因此总视在电流将增加。按上式公式分析，如果考虑5，7，11，13次谐波时，会导致线路损耗或变压器的铜耗增加约7.5%的损耗,17,二、变压器的节能措施,由此可见，在变压器的输出侧进行无功和谐波补偿，可以降低变压器的损耗，而且可以提高变压器的利用率。变压器三相平衡运行 合理安排三相负荷，或通过三相不平衡补偿，确保变压器三相平衡运行，这样可以减小变压器中性线电流，降低线路损耗和变压器损耗,18,二、变压器的节能措施,变压器满负荷运行 变压器的负荷较轻时，其运行效率较低，因此企业在进行配电系统的容量选择时，备用容量选择应合理，不要盲目求大。当有多台配电变压器供电时，合理分配每台变压器的负荷容量，并在配电系统网络设计时，可考虑通过网络运行方式的变化实现负荷的重新分配，使变压器接近满负荷工作,19,三、电压调节与综合节电器,1.电压调整的必要性 网压升高造成电能损耗 由于负荷的变化导致网压变化大，特别夜间电压偏高，导致大量用电设备在额定电压之上工作，电能消耗大。特别是照明系统：按纯电阻负载计，如果电压升高10，电能消耗则增加21网压升高影响设备寿命网压过低导致设备工作不正常 电机不能启动、气体放电灯自灭等,20,三、电压调节与综合节电器,2.电压调整的方法 交流参数稳压器 利用磁饱和原理来实现电压的稳定，自身磁损耗较大。综合节电器 利用折叠变压器原理稳压，自身损耗小，同时兼顾三相不平衡补偿和局部谐波治理。晶闸管调压 电力电子技术实现调压，工作时有谐波产生，可靠性相对较低,21,四、无功补偿和滤波技术,1.无功补偿技术 无功补偿的作用 减小无功电流分量，使视在电流降低，从而降低线路损耗和变压器损耗，特别是在功率因数较低时，节能效果显著。无功补偿装置的分类接触器投切电容器组复合开关投切电容器组晶闸管投切电容器组（TSC）晶闸管投切滤波器组（TSF）,22,四、无功补偿和滤波技术,1）固定电容器补偿 优点：简单，投资少；缺点：补偿电流不能随负载变化而调整，固定 LC滤波器，与固定电容器补偿一样 谐波谐振频率，对基波呈容性 属于静态补偿 2）接触器投切电容补偿 将电容器分为若干组，用接触器来选择投切相应的电容器组，实现无功补偿量的调节。优 点：可根据负载需要补偿 缺 点：电流冲击，投切需要延时，噪声 抑制冲击：串联抗浪涌电抗 投切需约30s延时，静态补偿，淘汰产品,23,四、无功补偿和滤波技术,3）复合开关投切电容补偿 用复合开关代替接触器投切电容器组，实现无功补偿量的调节。目 标：利用晶闸管控制电容投切，接触器 稳定运行 特 点：电流冲击减小，投切响应时间长，接触器触点易烧损，有噪声 仍属静态补偿；,24,四、无功补偿和滤波技术,4）晶闸管投切电容补偿（TSC）用晶闸管控制投切电容器组，实现无功补偿量的调节。因为晶闸管投切速度快（us级），称“动补”优点：快速动态调节补偿量，电流冲击小，投切延时短，无噪声 缺点：无谐波抑制能力，造价比接触器投切 电容器装置贵 属动态补偿，技术已成熟，正在被推 广应用 技术方案不同，性能差异大。,25,四、无功补偿和滤波技术,左图：可实现三相不平衡补偿，每相均可实现过零投切 右图：对称补偿，首投相可过零投切，但后投相难以实现。,26,四、无功补偿和滤波技术,5）晶闸管投切滤波器补偿（TSF）在TSC补偿支路加电感（需要按现场工况设计），成为TSF装置，可快速调节无功补偿量的大小，也为“动补”。优点：快速动态调节补偿量，适应谐波工况，电流冲击小，投切延时短，无噪声 缺点：造价比TSC高 属动态补偿，考虑谐波因素而专门设计，技术已成熟，正在被推广应用 在谐波含量较大的场合，必须采用这种TSF方案进行补偿,27,四、无功补偿和滤波技术,左图：仅首投相可实现过零投入，电感电流较小 中图：仅首投相可实现过零投入，电感电流较大 右图：三相均可实现过零投切，电感电流小,28,四、无功补偿和滤波技术,无功补偿的方法 一般情况下，负载总是感性的，因而所需的补偿电流为容性；集中补偿 一般在高压进线位置加补偿，补偿容量大，点少，投资少，主要解决功率因数指标达标；对低压网内的无功潮流和线损无改善作用。就地补偿 补偿点靠近负荷，单机补偿容量小，所需补偿点多，投资多，可改善无功潮流，降低线损，节能、增容效果,29,四、无功补偿和滤波技术,2.滤波技术 谐波的危害设备(如电容器、线路、变压器等)过流附加损耗计量误差继保误动作通讯干扰谐波量过大引起电网振荡,30,四、无功补偿和滤波技术,谐波治理方法无源LC滤波有源滤波器 LC滤波器的工程设计 谐波次数：谐振频率 谐波含量：电感电流、电容电压 基波无功：电感电容的合理匹配 谐振和谐波放大现象：滤波器设计失误的后果 工作不正常、滤波效果差、谐波不降反升、电抗器过热甚至烧毁、电容器损坏、无功过补、配电系统谐振等,31,五、电动机节能技术,电动机的常用节能方法稳压：调压型综合节能器 UI*Z+E E,E=4.44fN,即：U 4.44fN,当U升高，则增加，导致饱和现象使励磁电流增大，损耗增加。变频调速控制 通过变频调速，保证电机在各种不同的转速下均能高效运行，从而实现节能。当电机在速度需要在一定范围内调 节时才有节能优势,32,五、电动机节能技术,小机组分散并联控制 一般应用于风机、水泵系统。效果相当于变频调速，但无需增加变频器投资，比变频调速系统的可靠性更高。电机优化运行控制器（节电器）使电机总处于高功率因数状态，减小无功电流分量，降低损耗，实现节能。推广使用高效节能电机,33,五、电动机节能技术,高效节能电动机 电动机能效国标GB18613-2006：中小型三相异步电动能效限定值及能效等级，能效限制值：最低效率允许值，强制指标节能评价值：高效电动机认定值，推荐指标如：11kW/4极电动机，能效限定值88.4%，节能评价值91。高效节能电动机的效率提高了13,34,五、电动机节能技术,节能电动机产品 高效节能电动机、稀土永磁电动机价格：高效电动机比标准电动机高1530效益显著的领域 负载稳定且长期连续运行的场所，如：石油石化、化工、纺织、造纸、食品、电力、城市给排水等 铸铜转子电动机是发展方向之一,35,五、电动机节能技术,推广意义重大 以2004年全国用电量数据为例：总发电量 21735 亿kWh 水泵用4500亿kWh，风机用2300亿kWh 压缩机用2000亿kWh，空调机用1200亿kWh 机床用800亿kWh，农业灌溉500亿kWh 其他用1300亿kWh 总计12600亿kWh，约占总发电量的58 如果电动机效率提高2，全年可节电252亿kWh,36,六、照明系统节能技术,1.电光源的分类热致发光 无镇流器，工作无谐波，但光效低，显色性差气体放电致光 光效高，需镇流器、非线性导致谐波、易熄弧、频繁启动对灯寿命影响大半导体电致发光 光效高，寿命长，需要特种直流电源,白炽灯、荧光灯、高压汞灯、高压钠灯、金卤灯、无极灯、LED灯节能灯：实际上也是荧光灯，国家照明推荐使用,37,六、照明系统节能技术,2.高效电光源是照明节能的首选室内照明 节能灯，T5，T8室外照明 高压气体放电灯（钠灯、金卤灯）LED灯 室内、室外照明均可,节能灯：产品及市场均比较成熟，大力推广LED灯：在起步阶段，前景看好,38,六、照明系统节能技术,3.主要节能措施 高效电光源 节能灯具：光源发出来的光进行再分配 节能指标：光输出比（LOR），即灯具效率 群控方式（群控部分灯亮，部分灯灭）降压节能 电流控制节能 电子镇流器,降压节能应用较为普遍,39,六、照明系统节能技术,4.降压节能 晶闸管相控降压 控制晶闸管导通角，调节输出电压；特点：无级无触点调压，分相调压，无瞬态冲击电流，集中节电 缺点：谐波污染，减少灯具寿命，不能改善功率因数。,40,六、照明系统节能技术,自耦调零型降压 改变变压器变比实现调压 特点：正弦波输出，无谐波；结构简单，价廉；技术成熟，可靠性高；损耗低，空载损耗为1，负载损耗为2。缺点：不能实现分相调压,41,六、照明系统节能技术,降压节能实现方法,图a)自耦调零型降压,图b)串联补偿式降压,42,六、照明系统节能技术,串联补偿式降压 改变串联补偿变压器串联压降实现调压 特点：正弦波输出，调节过程无闪断现 象，可分相调节。缺点：结构复杂，产品价格较高。变压器调压切换开关 交流接触器：动作慢，可能会闪断或打火 晶闸管：动作快(ms)，无闪断或打火,43,七、节能技术的瓶颈和误区,节能技术的瓶颈 经济效益瓶颈 节能装置的可靠性 其他问题：如改造工程、停电时间等 节能技术的误区 变频调速：并非所有电机采用变频调速均能节能；无功补偿：如果无功补偿装置选择不当，如在谐波含量大的场合采用单纯的电容补偿，反而会因谐波放大而增加损耗,44,七、节能技术的瓶颈和误区,片面强调节能指标，受节能设备供应商的误导；管理环节的重要性 节能是小事，对经济效益作用不大；设备能用就行，对其是否高效并不关心，也不愿意投资改造；技术力量薄弱或缺乏足够的技术支持；对单位产出的考核指标管理不到位；节能效果的评价不规范也是企业管理人员不重视的原因之一。,45,谢谢！,46,一、电机系统节电措施,淘汰低效能电机及其拖动设备 制订淘汰目录和淘汰计划，加快淘汰进度推广高效节能电机及相关设备 高效节能中小型三相异步电机、高压电动机、交直流永磁电动机、通风机、水泵、空气压缩机加强电机系统节电管理 制度建设 1)制订高效节能电机产品标准；2)加快完善电机及拖动设备强制性效能标准和运行标准 3)加快建立电机检测机构 技术推广 1)电机系统变频调速、软启动装置、无功补偿装置、计算机自动控制系统等；2)合理匹配电机系统，消除“大马拉小车”现象,47,二、空调节电措施,推广高效节能空调 严格执行国家强制性空调能效标准鼓励发展非电空调加强空调运行管理 1)严格执行公共建筑空调温度控制标准 2)建立空调系统运行管理制度，优化空调运行模式加强技术改造和维护 1)积极采用变频、变风量、流量可调系统；2)推广太阳能采暖制冷、地源热泵、余热源热泵、高效冷却塔、高效换热器等节能新技术 3)加强对空调系统的维护保养，每年夏季或冬季空调使用前，应按规定及时进行清洗和维护,48,三、照明节电措施,加快淘汰低效照明产品 制订淘汰低效照明产品、推广高效照明产品计划减少城市照明用电 1)科学制定城市照明规划，合理划分城市照明等级 2)确保道路照明为主的功能照明，控制装饰性景观照明 3)功能照明建设严格按照明设计标准及照明能耗密度标准执行加强照明节电管理 1)优化照明系统运行；2)改进电路布局和控制方式 3)公共区域照明逐步安装自动控制开关,49,四、办公节电措施,扩大办公产品能效标识和节能认证实施范围 计算机显示器、复印件、打印机、计算机强化办公节电管理 1)制订节约用电制度和节电改造计划；2)办公用电设备设置成节能模式 3)减少加快建立电机检测机构,50,51,企业用电规范及安全,企业用电的规划问题 1)企业供用电系统的科学规划设计 用电容量 配电网结构、方案、供电半径 高低压开关柜、补偿柜 电缆 2)临时施工用电设计 施工现场供配电的规范 施工现场临时用电安全技术规范（JGJ46-88）建设工程施工现场供用电安全规范（GB50194-93）配电方式：TN-S系统，即三相五线制 要达到三级配电，两级保护，一机一闸一漏保的要求,52,企业用电规范及安全,宿舍照明采用36V安全电压，严禁220V电源直接引进 现场所有非移动式用电设备都要做好重复接地 做好防雷措施 施工塔吊、施工外用电梯、主体结构的外网防护（楼上的 外防护架）供配电系统的工程施工及验收 1)安装工程的前期准备 2)施工单位的资质 3)施工规范及工程的监理 4)工程的验收规范 国家颁布的各种施工及验收规范如下：,53,企业用电规范及安全,1.电气装置安装工程高压电器施工及验收规范GBJ147-90;2.电气装置安装工程电力变压器、油浸电抗器、互感器施工及验 收规范GBJ148-90;3.电气装置安装工程母线装置施工及验收规范GBJ149-90;4.电气装置安装工程电气设备交接试验标准GB50150-91;5.电气装置安装工程电缆线路施工及验收规范GB50168-92;6.电气装置安装工程接地装置施工及验收规范 GB50169-92;7.电气装置安装工程旋转电机施工及验收规范GB50170-92;8.电气装置安装工程盘、柜及二次回路接线施工及验收规范 GB50171-92;9.电气装置安装工程蓄电池施工及验收规范GB50172-92;10.电气装置安装工程35kV及以下架空电力线路施工及验收规 范GB50173-92;11.电气装置安装工程低压电器施工及验收规范GB50254-96;12.电气装置安装工程电力变流设备施工及验收规范GB50255-96;,54,企业用电规范及安全,13.电气装置安装工程起重机电气装置施工验收规范GB50256-96;14.电气装置安装工程爆炸和火灾危险环境电气装置施工及验收规 范GB50257-96;15.建筑电气工程施工质量验收规范GB50303-2002;16.电力建设安全工作规程GL-5009.1-92;17.民用建筑电气设计规范JCJ/T16-92;18.工业企业照明设计标准GB50034-92;19.电力建设质量等级评定标准。安全操作规程 电工安全操作规程 1、电气操作人员应思想集中，电器线路在未经测电笔确定无电前，应一律视为“有电”，不可用手触摸，不可绝对相信绝缘体，应认为有电操作。,55,企业用电规范及安全,2、工作前应详细检查自己所用工具是否安全可靠，穿戴好必须的防护用品，以防工作时发生意外。3、维修线路要采取必要的措施，在开关手把上或线路上悬挂“有人工作、禁止合闸”的警告牌，防止他人中途送电。4、使用测电笔时要注意测试电压范围，禁止超出范围使用，电工人员一般使用的电笔，只许在五百伏以下电压使用。5、工作中所有拆除的电线要处理好，带电线头包好，以防发生触电。6、所用导线及保险丝，其容量大小必须合乎规定标准，选择开关时必须大于所控制设备的总容量。7、工作完毕后，必须拆除临时地线，并检查是否有工具等物漏忘电杆上。8、检查完工后，送电前必须认真检查，看是否合乎要求并和有关人员联系好，方能送电。,56,企业用电规范及安全,9、发生火警时，应立即切断电源，用四氯化碳粉质灭火器或黄砂扑救，严禁用水扑救。10、工作结束后，必须全部工作人员撤离工作地段，拆除警告牌，所有材料、工具、仪表等随之撤离，原有防护装置随时安装好。11、操作地段清理后，操作人员要亲自检查，如要送电试验一定要和有关人员联系好，以免发生意外。变配电安全操作规程 停/送电操作顺序（1）断电操作顺序：A、断开低压各分路空气开关，隔离开关。B、断开低压总开关。C、断开高压油开关。D、断开高压隔离开关。（2）送电操作顺序和断电顺序相反。二、低压开关操作顺序：（1）断电操作顺序：A、断开低压各分路空气开关、隔离开关。B、断开低压总开关。（2）送电顺序与断电相反。三、倒闸操作规程 1、高压双电源用户，作倒闸操作，必须事先与供电局联系，取得同意或拉供电局通知后，按规定时间进行，不得私自随意倒闸。2、倒闸操作必须先送合空闲的一路，再停止原来一路，以免用户受影响。3、发生故障未查明原因，不得进行倒闸操作。4、两个倒闸开关，在每次操作后均应立即上锁，同时挂警告自牌。5、倒闸操作必须由二人进行（一人操作、一人监护）。3)变配电设备安全检修操作规程充分的岗前培训与考核建立操作票制度,57,企业用电规范及安全,9、发生火警时，应立即切断电源，用四氯化碳粉质灭火器或黄砂扑救，严禁用水扑救。10、工作结束后，必须全部工作人员撤离工作地段，拆除警告牌，所有材料、工具、仪表等随之撤离，原有防护装置随时安装好。11、操作地段清理后，操作人员要亲自检查，如要送电试验一定要和有关人员联系好，以免发生意外。变配电安全操作规程 停/送电操作顺序（1）断电操作顺序：A、断开低压各分路空气开关，隔离开关。B、断开低压总开关。C、断开高压油开关。D、断开高压隔离开关。（2）送电操作顺序和断电顺序相反。,58,企业用电规范及安全,低压开关操作顺序：（1）断电操作顺序：A、断开低压各分路空气开关、隔离开关。B、断开低压总开关。（2）送电顺序与断电相反。倒闸操作规程 1、高压双电源用户，作倒闸操作，必须事先与供电局联系，取得同意或拉供电局通知后，按规定时间进行，不得私自随意倒闸。2、倒闸操作必须先送合空闲的一路，再停止原来一路，以免用户受影响。3、发生故障未查明原因，不得进行倒闸操作。4、两个倒闸开关，在每次操作后均应立即上锁，同时挂警告自牌。5、倒闸操作必须由二人进行（一人操作、一人监护）。,59,企业用电规范及安全,变配电设备安全检修操作规程1、电工人员接到停电通知后，拉下有关刀闸开关，收下熔断器。并在操作把手上加锁，同时挂警告牌，对尚无停电的设备周围加放保护遮拦。2、高低压断电后，在工作前必须首先进行验电：3、高压验电时，应使用相应高压等级的验电器，验电时，必须穿戴试验合格的高压绝缘手套，先在带电设备上试验，确实好用后，方能用其进行验电。4、验电工作应在施工设备进出线两侧进行，规定室外配电设备的验电工作，应在干燥天气进行。5、在验明确实无电后，将施工设备接地并将三相短路是防止突然来电、保护工作人员的基本可靠的安全措施。6、应在施工设备各可能送电的方面皆装接地线，对于双回路供电单位，在检修某一母线刀闸或隔离开关、负荷开关时，不但同时将两母线刀闸拉开，而且应该施工刀闸两端都同时挂接地线。7、装设接地线应先行接地，后挂接地线，拆接地线时其顺序与此相反。,60,企业用电规范及安全,8、接地线应挂在工作人员随时可见的地方，并在接地线处挂“有人工作”警告牌，工作监护人应经常巡查接地线是否保持完好。9、应特别强调的是，必须把施工设备各方面的开关完全断开，必须拉开刀闸或隔离开关，使各方面至少有一个明显的断开点，禁止在只经断开油开关的设备上工作，同时必须注意由低压侧经过变压器高压侧反送电的可能。所以必须把与施工设备有关的变压器从高压两侧同时断开。10、工作中如遇中间停顿后再复工时，应重新检查所有安全措施，一切正常后，方可重新开始工作。全部离开现场时，室内应上锁，室外应派人看守。充分的岗前培训与考核 建立操作票制度,61,企业用电规范及安全,设备的运行及维护管理 1)针对各种设备的运行特点制定运行及维护计划 2)符合要求的运行环境 3)保持合理的运行负荷 4)合理安排检修保养 5)加强日常巡视，特别是易损设备，及时发现事故隐患 6)鼠害的防治非接触触电的防范 1)确保高压系统的绝缘距离 2)高压柜的带电显示装置 3)跨步电压的防范,62,企业用电规范及安全,接触性触电的防范 1)确保电气设备的防护等级 2)漏电及其防治：金属外壳的有效接地 3)电容器剩余电压的防范安全接地问题 1)可靠的接地系统 2)禁止用水管、煤气管作为地线 3)地线与中性线的差异,