王劍琦

（沈陽產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗院，遼寧 沈陽 110022）

引言

工廠電氣系統(tǒng)節(jié)能措施所涉及的內(nèi)容較多，在供配電系統(tǒng)節(jié)能方面，可以從補償功率因素、計算負荷、治理諧波及選擇合理的變配電設(shè)備等幾個層面入手。在電氣照明節(jié)能方面，可以從合理選擇照明設(shè)備、控制照明亮度和采取光纖照明燈幾個層面入手。在工廠電氣設(shè)備方面，可以從空調(diào)系統(tǒng)、給排水系統(tǒng)、電動機以及其他典型設(shè)備等層面入手。在計量和管理方面，可以從計量電能與冷熱量、計量空調(diào)系統(tǒng)與能量消耗等層面入手。在能源綜合利用方面，可以從太陽能、地源熱泵、冰蓄冷系統(tǒng)、儲熱式電采暖系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等層面入手。在此基礎(chǔ)上，通過對工廠電氣系統(tǒng)日常運營管理工作的詳細分析，確保選擇的節(jié)能措施具有高效性，在降低工廠能耗總量的同時，實現(xiàn)提高工廠經(jīng)濟效益和能源可持續(xù)發(fā)展的目標。

1 降低線路的能量損耗

在工廠電氣系統(tǒng)中，不同線路中存在不同大小的電阻，當有電流經(jīng)過線路時，必然會產(chǎn)生不同程度的有功功率損耗。降低線路能量損耗，可以從以下兩個途徑入手：

1）最大程度縮短電氣系統(tǒng)所使用的導(dǎo)線長度，使變壓器與負荷中心的位置盡可能接近，對電氣系統(tǒng)線路優(yōu)先選用直線方式進行敷設(shè)。

2）增大導(dǎo)線的橫截面積。需要注意的是，增加導(dǎo)線橫截面雖然能夠使線路的能量損耗降低，但導(dǎo)線橫截面的增大范圍必須具有較高合理性，應(yīng)該結(jié)合經(jīng)濟電流密度標準進行選擇[1]。

2 控制電機損耗

在一些工廠的電氣系統(tǒng)中，電機控制操作通常都會產(chǎn)生較高能耗，從某種角度上來看，工廠電氣系統(tǒng)的節(jié)能成效是否能夠達到標準要求，直接取決于電機設(shè)備的節(jié)能控制水平是否符合相關(guān)規(guī)范。傳統(tǒng)電氣設(shè)備節(jié)能控制措施只能使電機的接線方法得到改善，確保在啟動電機的瞬間，電流的沖擊力得到有效降低，利用減少電機部件沖擊力的方式，實現(xiàn)電機軟啟動目標。然而這種軟啟動方式卻具有較高局限性，只能對電機內(nèi)部的元件進行保護，對降低電機能耗的作用效果不明顯[2]。

結(jié)合電機啟動電流與定子電壓之間接近正比關(guān)系這一特征，可以通過對定子電壓進行有效降低，在一定程度上限制電流，這就是降壓啟動原理。當工廠電力系統(tǒng)某些工作環(huán)節(jié)無法直接承受啟動所帶來的較大沖擊電流時，可以采取降壓啟動方法，在啟動轉(zhuǎn)距逐漸降低的過程中，確保啟動電流隨之減少，此方法在必須減少啟動電流以及對啟動轉(zhuǎn)矩要求較低的情況下才能使用。通常情況下，延邊三角形啟動、定子串電阻降壓啟動、自動耦合變壓器降壓啟動以及軟啟動是降壓啟動方法中經(jīng)常采取的措施。當電氣系統(tǒng)負載能力沒有對電機的啟動力矩提出較高要求、并且對電機的啟動電流進行限制時，可以采取降壓啟動方式。具體做法分為以下幾個流程：在啟動電機過程中，電機為星型接線，成功啟動之后，再將電機改變?yōu)槿切徒泳€。由于電源電壓與電機啟動電流之間呈現(xiàn)正比關(guān)系，此時，電網(wǎng)提供的啟動電流只需保持在全電壓啟動情況下電流的1/3水平即可，對應(yīng)啟動力矩也保持在全電壓啟動環(huán)境下對應(yīng)力矩的1/3。這樣能夠使電氣系統(tǒng)對能源的消耗量大幅度降低，從而使工廠實現(xiàn)節(jié)能降耗目標[3]。

3 控制變壓器負載

對于大部分工廠的電氣系統(tǒng)而言，除了使用頻率最高的電氣設(shè)備以外，對電能消耗量最大的就是電機外部的變壓器。工廠想要實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標，在使用變壓器的過程中，必須加強對變壓器負載承受能力的有效控制，可以從以下幾個層面入手：

1）加強對變壓器負載負荷率的有效提升。在此過程中所指的變壓器負載率，是指變壓器在負載最大時對應(yīng)的負載率，而并不是指在負載不斷變化的過程中，對應(yīng)變壓器呈現(xiàn)出的實際負載率。對于經(jīng)濟負載率而言，主要是指當變壓器的負載最大時，對應(yīng)變壓器在效率不斷提升以及有功損耗降到最低點時的負載率。在工廠實際生產(chǎn)過程中，要結(jié)合具體情況對變壓器的數(shù)量和容量進行正確選擇，確保采取的運行方式具有較高合理性，通過對用電負荷進行不斷調(diào)整與優(yōu)化，使工廠電氣系統(tǒng)始終處于最佳運行狀態(tài)和經(jīng)濟狀態(tài)[4]。

2）削峰填谷節(jié)能措施。對于削峰填谷節(jié)能措施而言，主要是指通過對發(fā)電側(cè)和用電側(cè)的有效調(diào)度，對電氣系統(tǒng)在高峰負荷時段的部分負荷進行調(diào)整，使其轉(zhuǎn)移到低谷負荷時段，降低高峰負荷的同時，提升低谷負荷，確保電力系統(tǒng)整體負荷率有效提升。由于供電企業(yè)24 h持續(xù)供電，并且發(fā)電能力基本不會改變。因此，用電高峰通常集中在白天，低谷時段則通常集中在夜間。在供電企業(yè)供電能力不變的前提下，電廠在白天時段會出現(xiàn)電量不夠用、在夜晚時段會出現(xiàn)電量富余的情況發(fā)生。而通過將高峰時段的負荷轉(zhuǎn)移到低谷時段，就能使夜間電力資源的利用率有效提升，從而實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保目標[5]。

4 制定有效的電機設(shè)備檢修方案

工廠在開展日常工作與管理的過程中，主要以監(jiān)控手段和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到的數(shù)據(jù)為主，對電氣系統(tǒng)中的各類電氣設(shè)備進行調(diào)度與優(yōu)化，確保工廠電氣系統(tǒng)的節(jié)能降耗目標有效實現(xiàn)。通過對電機運行狀態(tài)的實時監(jiān)測，能夠隨時掌握電機的輸出電流、輸出轉(zhuǎn)矩和輸出電壓等輸出特性參數(shù)，并且利用合理的傳感器，對這些參數(shù)進行有效采集和監(jiān)測，將檢測結(jié)果結(jié)合到負反饋環(huán)節(jié)中，使電機閉環(huán)控制操作順利實現(xiàn)，提高電機的運行特性以及運行效益。

工廠還要確保制定的電氣維修機制具有較高合理性和可行性，對電機的運行狀態(tài)進行定期全面檢查，結(jié)合對應(yīng)檢測系數(shù)，對電機的運行狀態(tài)進行分析和確認。建立現(xiàn)代化電機運行狀態(tài)數(shù)據(jù)庫，利用數(shù)據(jù)分析技術(shù)提前預(yù)判電機故障，提高維修工作的針對性，實現(xiàn)節(jié)能降耗目標[6]。

5 結(jié)語

在我國經(jīng)濟結(jié)構(gòu)不斷發(fā)展變化的過程中，社會綜合實力得到了不斷提高，為了實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標，節(jié)能降耗成為社會對企業(yè)生產(chǎn)提出的全新要求，不僅是我國社會未來發(fā)展趨勢，同時也是我國開展環(huán)境保護的必經(jīng)之路。工廠想要在這樣的背景下提高自身綜合競爭能力，不僅要加強對產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提升與優(yōu)化，而且還要采取多元化有效措施確保生產(chǎn)成本大幅度降低。因此，工廠應(yīng)該利用科學(xué)有效的節(jié)能技術(shù)，對電氣系統(tǒng)進行合理控制，使工廠創(chuàng)造出更多經(jīng)濟效益和社會效益。