電力用戶能耗分析課件

大工業(yè)電力用戶

供用電網(wǎng)絡(luò)用電管理與能耗分析

大工業(yè)電力用戶

供用電網(wǎng)絡(luò)用電管理與能耗分析1§1節(jié)約用電、節(jié)能降耗的意義

節(jié)約電能就是通過(guò)采取技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理和對(duì)環(huán)境保護(hù)無(wú)妨礙的一切措施，以消除供用電過(guò)程中的電能浪費(fèi)現(xiàn)象，提高電能的利用率。其意義主要表現(xiàn)如下：（1）緩解電力供需矛盾。（2）節(jié)約國(guó)家的基建投資。（3）提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。減少企業(yè)電費(fèi)開(kāi)支，降低生產(chǎn)成本。（4）優(yōu)化設(shè)備、工藝流程配置，推動(dòng)企業(yè)用電合理化。推動(dòng)企業(yè)采用新技術(shù)、新材料、新設(shè)備、新工藝，加速設(shè)備改造和工藝改革，從而提高企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平，使企業(yè)生產(chǎn)能力得到充分發(fā)揮，促進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)水平的不斷發(fā)展和提高?！?節(jié)約用電、節(jié)能降耗的意義節(jié)約電能就是通過(guò)2§2變配電網(wǎng)產(chǎn)生電能損耗的因素國(guó)家電力資源的70%-80%用于企業(yè)生產(chǎn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和發(fā)供電和用電的不平衡發(fā)展及資源價(jià)格體系機(jī)制的制約，電力供求矛盾將長(zhǎng)期存在?；て髽I(yè)是電力資源的主要用戶?；诖耍谄髽I(yè)中加強(qiáng)供用電的管理，降低電能消耗尤為重要。企業(yè)管理中，電能消耗是多方面的，集中體現(xiàn)在電能通過(guò)導(dǎo)線、開(kāi)關(guān)、變壓器等設(shè)備進(jìn)行傳輸、分配的過(guò)程中及電動(dòng)機(jī)、變流裝置、電加熱設(shè)備、電氣照明等用電設(shè)備進(jìn)行電能轉(zhuǎn)換的過(guò)程中，產(chǎn)生功率損失（有功、無(wú)功功率），并在相應(yīng)的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生能量的損失（有功、無(wú)功電量）。也就是，技術(shù)線損電量和管理線損電量。技術(shù)線損電量是在電能的傳輸與分配、轉(zhuǎn)換過(guò)程中直接損失在輸、變、配、用電設(shè)備上的電量。主要因素有：一、制造材料、制造工藝的因素：§2變配電網(wǎng)產(chǎn)生電能損耗的因素國(guó)家電力資31、正比于電流平方的配電線路電纜導(dǎo)線和變壓器、調(diào)壓器、電抗器、阻波器和消弧線圈、電動(dòng)機(jī)等用電設(shè)備繞組中的電能損失，也稱負(fù)載損失。2、與運(yùn)行電壓有關(guān)的變壓器損失和電容、電纜的絕緣介質(zhì)損失，電能表電壓線圈及其它附件的損耗，調(diào)壓器、電抗器、消弧線圈、互感器鐵芯損耗，電動(dòng)機(jī)、整流照明等感性用電設(shè)備鐵芯損耗等，絕緣子漏電損耗、也稱空載損失。二、設(shè)計(jì)、使用的因素1、工廠供電系統(tǒng)中變壓器容量和臺(tái)數(shù)的選擇，和電機(jī)的選用密切相關(guān)。由于設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)備上配用的電機(jī)備用系數(shù)大，致使變壓器的容量和實(shí)際負(fù)荷差別懸殊。設(shè)計(jì)時(shí)變壓器容量可按負(fù)荷率為70%的經(jīng)濟(jì)負(fù)荷運(yùn)行。2、電力拖動(dòng)用電動(dòng)機(jī)與拖動(dòng)設(shè)備不能合理配套，存在“大馬拉小車”現(xiàn)象。設(shè)計(jì)時(shí)，可按1.05-1.2倍的機(jī)械功率運(yùn)行。

1、正比于電流平方的配電線路電纜導(dǎo)線和變壓器4由于不能合理配用設(shè)備，既增加初投資，還浪費(fèi)有色金屬，而且無(wú)功功率增大，使功率因數(shù)下降。技術(shù)線損電量可以通過(guò)采取相應(yīng)的技術(shù)措施予以降低。管理線損電量則是在計(jì)量的統(tǒng)計(jì)管理環(huán)節(jié)上造成的，包括：各類電表的綜合誤差，錯(cuò)抄、漏抄及計(jì)算錯(cuò)誤，設(shè)備漏電，無(wú)計(jì)量用電，設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率低等造成的電量損失，需要采取必要的組織措施與管理措施來(lái)避免和減少。電力用戶能耗分析課件5§3變配電網(wǎng)能量損耗的危害1、電能傳輸、分配過(guò)程中，線路因做功而發(fā)熱，而發(fā)熱是線損最突出的問(wèn)題，發(fā)熱使導(dǎo)體溫度升高，促使絕緣材料加速老化，壽命縮短，絕緣程度降低，出現(xiàn)熱擊穿短路，引發(fā)變配電系統(tǒng)事故。例如，變壓器的絕緣材料在95℃時(shí)可用20年，而在120℃時(shí)為2.2年，在145℃時(shí)為3個(gè)月。在設(shè)計(jì)時(shí)是以常溫95℃時(shí)來(lái)確定變壓器的各項(xiàng)參考數(shù)的，如果在145℃環(huán)境下工作，變壓器壽命將比常溫下縮短80-90倍。尤其在變配電線路容量不足時(shí)，易引燃電氣火災(zāi)，造成大面積停電和重大損失，直接影響大工業(yè)用戶的安全、連續(xù)、可靠、穩(wěn)定運(yùn)行。2、發(fā)熱在接觸部分的影響更為明顯，變配電網(wǎng)中因線路長(zhǎng)、接頭多，很多的故障是由接點(diǎn)處的電阻大發(fā)熱引§3變配電網(wǎng)能量損耗的危害1、電能傳輸6起的。一般接點(diǎn)處的接觸電阻往往大于兩端材料的電阻，即使在正常負(fù)荷電流情況下也會(huì)嚴(yán)重發(fā)熱，從而引起導(dǎo)體接觸電阻增大，產(chǎn)生惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致接觸部分燒壞，引起故障。架空線路的壓接處與電力電纜的中間接頭是事故多發(fā)點(diǎn)。3、變配電系統(tǒng)的線損造成能源的大量浪費(fèi)。變配電系統(tǒng)的線損沒(méi)有轉(zhuǎn)化為有用的能量而白白浪費(fèi)，而且還要通過(guò)如通風(fēng)、冷卻等方式對(duì)多余熱量進(jìn)行散發(fā)，也需要電能。根據(jù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一般變配電網(wǎng)的線損率在3%以上，嚴(yán)重可達(dá)10%甚至更高，這不僅意味著電能的損失，更表現(xiàn)在一次能源的大量浪費(fèi)以及對(duì)環(huán)境造成更多的污染。因此變配電系統(tǒng)的線損體現(xiàn)在供電、用電的各個(gè)環(huán)節(jié)。如果不采取措施降低變配電系統(tǒng)的線損率，必然對(duì)國(guó)家能源利用，環(huán)境保護(hù)和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生不良影響，而且隨著電力需求的不斷增長(zhǎng)，電量損失也會(huì)越來(lái)越大。起的。一般接點(diǎn)處的接觸電阻往往大于兩端材料的電阻，7§4大型可控整流、變頻器等電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)的影響

近年來(lái)，由于大型可控整流設(shè)備、變頻器等電力電子裝置在企業(yè)的廣泛利用，引起供電系統(tǒng)中電壓、電流出現(xiàn)高次諧波，其造成的危害和損耗也日趨嚴(yán)重。這種高次諧波產(chǎn)生的諧波壓降，使發(fā)電機(jī)的端電壓波形畸變，增加附加損耗，促使絕緣老化，從而使維護(hù)管理工作量增加，對(duì)工廠用戶產(chǎn)生嚴(yán)重影響。例如，由于高次諧波電流使電網(wǎng)電流有效值增加，電阻也因集膚效應(yīng)的影響而相應(yīng)增大，致使網(wǎng)路中產(chǎn)生附加的功率及能量損失，造成對(duì)電網(wǎng)的污染。高次諧波電流加大了旋轉(zhuǎn)電機(jī)、變壓器、電纜等電氣元件中絕緣介質(zhì)的電離過(guò)程，使其發(fā)熱量增加，壽命降低。特別是對(duì)靜電電容器，高頻電流使其發(fā)熱量超過(guò)正常值，絕緣老化過(guò)程加速。例如，5%的高次諧波電流，使介質(zhì)損失角Tgδ，1年增加到兩倍左右，由于消弧線圈不能全部補(bǔ)償系統(tǒng)中的電容電流，元件絕緣的老化，使單相接地比較容易發(fā)展成為兩相接地，降低用戶供電的可靠§4大型可控整流、變頻器等電力電子裝置對(duì)電網(wǎng)的影響8性，高次諧波電流除對(duì)電氣設(shè)備產(chǎn)生不良影響之外，而且也波及到自動(dòng)化、通信，使他們的質(zhì)量和工作受到干擾和破壞。諧波治理是新型節(jié)能技術(shù)，不僅改善整個(gè)網(wǎng)絡(luò)電力品質(zhì)，而且延長(zhǎng)用戶設(shè)備使用壽命，降低電磁污染。

9§5供用電系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施由前述產(chǎn)生電能損耗的兩大因素，應(yīng)采取以下節(jié)能降耗措施：1、技術(shù)措施：主要通過(guò)設(shè)備的優(yōu)化配置，更新改造，工藝路線的優(yōu)化，采用節(jié)電新技術(shù)。2、管理措施：主要通過(guò)加強(qiáng)用電管理和考核工作，挖掘節(jié)電潛力，減少電能的浪費(fèi)；§5供用電系統(tǒng)節(jié)能降耗的措施由前述產(chǎn)生電10①加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)；②加強(qiáng)教育和管理；③實(shí)行負(fù)荷調(diào)整；④實(shí)行經(jīng)濟(jì)運(yùn)行方式，降低電力系統(tǒng)的消耗；⑤加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，提高設(shè)備的檢修質(zhì)量；⑥以高效節(jié)能的供用電設(shè)備取代低效率的供用電設(shè)備；⑦改造現(xiàn)有不合理的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗；⑧改革工藝，改進(jìn)操作；⑨采用新技術(shù)和新材料；⑩提高功率因數(shù)。一、供用電系統(tǒng)節(jié)能降耗的技術(shù)措施：（1）合理使用變壓器。①設(shè)計(jì)制造方面：利用新型電磁材料、新型生產(chǎn)工藝制造高效節(jié)能變壓器，減少變壓器的空載損耗；②選擇較為靈活的接線方式，隨各變壓器的負(fù)載率及時(shí)進(jìn)行負(fù)荷調(diào)整，以確保變壓器在最佳負(fù)載狀態(tài)，保持高①加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)；11效區(qū)運(yùn)行。變壓器的三相負(fù)載力求平衡。不平衡運(yùn)行不僅降低出力，而且增加損耗。（2）重視和合理對(duì)運(yùn)行中變壓器及其它存在鐵損設(shè)備的無(wú)功補(bǔ)償，提高功率因數(shù)。用電功率因數(shù)是指用電負(fù)荷的有功功率與視在功率的比值。電力用戶用電設(shè)備，如變壓器、電動(dòng)機(jī)、電力線路等除從系統(tǒng)吸取有功功率外，還吸取無(wú)功功率。無(wú)功功率僅完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換，并不做功。無(wú)功和有功同樣重要，沒(méi)有無(wú)功，變壓器不能變壓，電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng)，電力系統(tǒng)不能正常運(yùn)行。無(wú)功功率的消耗導(dǎo)致用電功率因數(shù)降低，因而占用了電力系統(tǒng)發(fā)供電設(shè)備提供有功功率的能力或增加了發(fā)送無(wú)功功率的設(shè)施，同時(shí)增加了在電力系統(tǒng)輸電過(guò)程中的有功功率損耗。因而，功率因數(shù)是上一級(jí)供電部門對(duì)電力用戶考核用電質(zhì)量的重要指標(biāo)，并以此作為經(jīng)濟(jì)獎(jiǎng)罰的依據(jù)。功率因數(shù)的補(bǔ)償方式：

效區(qū)運(yùn)行。變壓器的三相負(fù)載力求平衡。不平衡運(yùn)行不僅12①變電站集中補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置有并聯(lián)電容器、同步調(diào)相機(jī)、同步電動(dòng)機(jī)、電力電容器成套補(bǔ)償裝置，采用微機(jī)控制的有源動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，以補(bǔ)償不平衡負(fù)荷及平衡高壓側(cè)無(wú)功功率。②低壓集中補(bǔ)償。補(bǔ)償裝置有采用微機(jī)控制的低壓并聯(lián)電容器柜，提高低壓專變用戶變電所功率因數(shù)。③用戶終端分散補(bǔ)償。直接對(duì)50KW以上、連續(xù)工作、供電線路長(zhǎng)的電機(jī)進(jìn)行就地?zé)o功補(bǔ)償。（3）調(diào)整用電負(fù)荷，“削峰填谷”，保持均衡用電。調(diào)整用電設(shè)備運(yùn)行方式，合理安排設(shè)備檢修時(shí)段，合理分配負(fù)荷，壓低高峰時(shí)段的用電，增加低谷時(shí)段的用電量，保持三相平衡，降低線損。抑制供電系統(tǒng)高次諧波，在整流裝置高壓側(cè)加L-C諧振回路，在實(shí)施變頻調(diào)速的同時(shí)，加裝有源濾波裝置吸收整流設(shè)備產(chǎn)生的高次諧波，保證供電系統(tǒng)安全、連續(xù)、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。電力用戶能耗分析課件13（4）減少接點(diǎn)線頭，盡量避免有中間接頭。變配電系統(tǒng)中，導(dǎo)體之間的連接普遍存在，成為系統(tǒng)中的安全薄弱環(huán)節(jié)，還成為線損的主要因素。必須重視接頭的施工工藝，保證導(dǎo)體接觸緊密、可靠，并可采用導(dǎo)電膏或采用焊接，進(jìn)一步降低接觸電阻。應(yīng)盡量避免不同材料之間的連接。（5）根據(jù)工藝設(shè)備要求，合理配置電動(dòng)機(jī)。①優(yōu)先考慮選用高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)，再按需考慮其它性能指標(biāo)；②根據(jù)工藝設(shè)備的機(jī)械功率，合理配置電動(dòng)機(jī)，更換“大馬拉小車”電機(jī)，提高負(fù)載率，從而提高電動(dòng)機(jī)的工作效率，保持在高效區(qū)運(yùn)行；③對(duì)可調(diào)速設(shè)備，采用調(diào)壓調(diào)速器、變極電動(dòng)機(jī)、電磁耦合調(diào)速器、變頻調(diào)速裝置等，實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)速要求。④對(duì)功率大于200KW的，優(yōu)先選用高壓電機(jī)。（6）按經(jīng)濟(jì)電流密度，合理選擇導(dǎo)線截面。充分滿足（4）減少接點(diǎn)線頭，盡量避免有中間接頭。14載流量，且導(dǎo)線應(yīng)盡量縮短敷設(shè)距離（特別是低壓線路），減少導(dǎo)電電阻，降低損耗。（7）電加熱設(shè)備。①采用先進(jìn)的加熱元件。②采用可控?fù)Q流裝置進(jìn)行控制。（8）照明設(shè)施。①車間照明實(shí)現(xiàn)分區(qū)光控/時(shí)控自動(dòng)控制技術(shù)，自動(dòng)控制室內(nèi)外照明燈具的啟閉時(shí)間。②在滿足生產(chǎn)區(qū)域正常使用前提下，室內(nèi)走廊、盥洗室照明采用光控及人體感應(yīng)技術(shù)。盡量減少非生產(chǎn)區(qū)域不必要的照明電能浪費(fèi)。③選用高效電光源、使用壽命長(zhǎng)、節(jié)電效果好的燈具。如高壓汞燈、高壓鈉燈、日光燈。載流量，且導(dǎo)線應(yīng)盡量縮短敷設(shè)距離（特別是低壓線15一、供用電系統(tǒng)節(jié)能降耗的管理措施：（1）加強(qiáng)工廠供電系統(tǒng)的科學(xué)管理，加強(qiáng)能源管理，保證向各用電單元提供合格的電能。（2）用電指標(biāo)按相對(duì)獨(dú)立的供電單元逐項(xiàng)分解，并納入小指標(biāo)常態(tài)化考核，調(diào)動(dòng)員工節(jié)能降耗積極性。（3）加強(qiáng)對(duì)無(wú)功的管理。合理調(diào)整系統(tǒng)無(wú)功出力，嚴(yán)格控制無(wú)功力率指標(biāo)不低于0.95，有效降低線損率。（4）加強(qiáng)諧波管理。隨著電網(wǎng)中非線性用電電力電子設(shè)備，如整流設(shè)備、變頻設(shè)備、節(jié)能燈具、熒光燈、電視機(jī)、電腦等的大量增加，配電系統(tǒng)中的諧波污染日趨嚴(yán)重諧波不僅使功率因數(shù)下降，而且在設(shè)備和線路中產(chǎn)生熱效應(yīng)，導(dǎo)致電能損失。因此，應(yīng)對(duì)本系統(tǒng)諧波的存在和污染程度進(jìn)行檢測(cè)，做到心中有數(shù)，以便于采取有效的治理措施。（5）加強(qiáng)計(jì)量管理。正確的電能計(jì)量，既是降低線損一、供用電系統(tǒng)節(jié)能降耗的管理措施：16的依據(jù)，也是考核技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的依據(jù)。對(duì)電度表應(yīng)定時(shí)檢查鑒定，降低電能計(jì)量的綜合誤差。對(duì)于關(guān)鍵部位的電度表盡量采用先進(jìn)的全電子電度表，以保證其精確度。（6）加強(qiáng)統(tǒng)計(jì)分析。掌握系統(tǒng)有功、無(wú)功潮流、功率因數(shù)、電壓及線損等情況，為提高電能質(zhì)量、系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及合理調(diào)整運(yùn)行系統(tǒng)提供可靠的依據(jù)。（7）加強(qiáng)設(shè)備管理。提高設(shè)備的負(fù)荷率及開(kāi)機(jī)率，確保運(yùn)行中的設(shè)備都處于最佳的負(fù)荷狀態(tài)。電機(jī)是應(yīng)用最廣耗能最高的電