曹明祥 唐飄逸 王秀敏 許見誠 潘雄

(廣州華立科技職業(yè)學院 廣東廣州 511325)

1 企業(yè)節(jié)電的意義

1.1 節(jié)能減排

我國電力工業(yè)發(fā)展的方向是節(jié)能減排，積極實施一特四大戰(zhàn)略，實現(xiàn)高度自動化，開展“西電東送”“南北互供”工程，發(fā)展聯(lián)合電力系統(tǒng)[1]。節(jié)能減排，是人類與自然的約定，企業(yè)與社會的約定，人民個體與整體的約定，也是維系人類文明可持續(xù)發(fā)展的強大動力。目前，我國能源總消耗在不斷攀升，主要表現(xiàn)為電力供應緊張，致使工業(yè)生產開工不足，成為社會經(jīng)濟發(fā)展的重大瓶頸。因此，我國確定把能源建設作為戰(zhàn)略重點之一，并在加強能源開發(fā)的同時，更好地提高能源利用的經(jīng)濟效果，降低能源的消耗[2]。

目前，我國以火力發(fā)電為主，其發(fā)電量占全國總發(fā)電量的70%以上?；鹆Πl(fā)電的燃料主要是煤炭，而煤炭在精煉或燃燒過程中，會產生大量的煙霧和粉塵，“三廢”對環(huán)境會造成嚴重的污染。尾氣中SO2的排放量比較高，3%的SO2直接氧化為SO3，它們在高空中被雨水沖刷，容易形成酸雨[3]。酸雨能強烈地腐蝕建筑物，導致土壤和水質酸化，糧食減產，草木枯萎。所以，節(jié)約用電能夠減少污染，改善人們的生存環(huán)境。

1.2 降低企業(yè)成本

電費已經(jīng)成為中國企業(yè)最主要的能耗成本,而能耗成本直接決定企業(yè)的生產成本；最重要的一點是，在控制電量方面的投資已經(jīng)成為企業(yè)的高回報投資，企業(yè)將因為節(jié)電控制而最終得到≥50%的高額回報。并且這種節(jié)電投資所獲得的規(guī)模效益相對于其他投資方式更為穩(wěn)妥、風險更低[4]。因此，注重電費的節(jié)省支出，降低成本，是企業(yè)大勢所趨。

2 企業(yè)節(jié)省電費支出的途徑

2.1 大宗工業(yè)用電的電費計算方法

我國大宗工業(yè)用電采用兩部分電費制：一部分電費叫基本電費，是按所裝用的主變壓器容量計費的；另一部分電費叫電量電費，是按每月實際所用有功電能的電度數(shù)計費的；而且總的電費還要依據(jù)月平均功率因數(shù)乘上一個調整系數(shù)，并代征有關三峽工程建設費用、水庫移民費用和城市建設附加費。其具體計算公式如下：電費＝基本電費＋電量電費＋力率調整電費＋代征費用（三峽工程建設基金、水庫移民后期扶持資金、城市建設附加費）。

其中：（1）基本電費＝變壓器容量×容量基本電價（或最大需量×需量基本電價）；（2）電量電費＝結算電量×電量電價；（3）力率調整電費=(基本電費＋電量電費)×功率因數(shù)±百分比。

2.2 企業(yè)節(jié)省電費支出的方法

從以上電費計算方式可以看出，影響電費高低的因素有：變壓器容量、基本電費結算方式、用電量、電量電價、功率因素等。從而得出減少電費支出的方法有（1）選擇合適的變壓器容量和基本電費結算方式，減少基本電費的支出；（2）采用高效節(jié)能的電氣設備和先進的節(jié)能技術，減少用電量；（3）做好供配電系統(tǒng)的設計，選用合適的電壓等級供電，降低電量電價；（4）科學管控，合理安排工期，利用分時電價政策，平峰填谷；（5）加強無功補償，提高功率因數(shù)，控制力率調整的獎懲。

3 對策實施

3.1 選擇合適的變壓器容量和基本電費結算方式

大宗工業(yè)用戶基本電費的結算方式，可以按變壓器容量（含高壓電動機）計費，也可以按最大需量計費，兩種計費可以由用戶自主選擇。按變壓器容量計算基本電費時，計費容量為變壓器容量與高壓配電母線上高壓電動機容量的總和。因此，必須選擇合適的變壓器容量，容量選得越大，基本電費支出越多。按最大需量計算基本電費時，計費容量為供電部門安裝的最大需量表記錄的最大需量；若客戶的最大需量低于變壓器容量（含高壓電動機）的40%時，則按變壓器容量（含高壓電動機）的40%確定需量，并計算基本電費。

停產期間要及時向電力部門申報暫?；驕p容。采用10 kV 供電的用戶，變壓器的總容量是按所有車間變壓器的容量和高壓電動機容量相加而得。停產期間很多的車間變壓器可能退出運行，只留下辦公用電和檢修電源，因此變壓器的總容量就會減小。不管采用哪種方式計算基本電費，都應及時向電力部門報停一部分車間變壓器，可以降低基本電費的支出。

“按容量”或“按需量”計費基本電費，兩種方式的區(qū)別在于，“按容量”方式的基本電價低于“按需量”方式。以湖南省衡東縣為例，按變壓器容量，基本電價為20元/kVA；按最大需量，基本電價為30元/kVA，若要合理確定計費方式，需先明確兩者的分界點。按公式20S=30Pmax，求得Pmax=0.666S，由此可見，當實際最大需量達到用電變壓器總容量的66.6%時，“按容量”和“按需量”這兩種方式的基本電費相當；這是計費方式確定的分界點。當實際最大需量超過總容量的66.6%時，選擇“按容量”計費較為經(jīng)濟；反之，低于66.6%時，選擇“按需量”計費較為經(jīng)濟。湖南有色衡東氟化學有限公司的變壓器容量為7 300 kVA,最大需量大約3 200 kVA（需用占比43.8%），如果按第一種方法計算，每月基本電費是7 300×20=146 000元；如果按第二種方法計算，每月基本電費是96 000元。兩種方法比較：采用最大需量計算，每月節(jié)省電費支出5萬元，一年可節(jié)省基本電費60 萬元。因此，企業(yè)要根據(jù)生產情況，及時調整基本電費的結算方式。

3.2 采用高效節(jié)能的電氣設備

逐步淘汰現(xiàn)有低效率的供用電設備，采用高效率的節(jié)能變壓器、節(jié)能電機、節(jié)能燈具等取而代之，是節(jié)能的一項基本措施，其經(jīng)濟效益十分明顯。以電力變壓器為例，采用冷軋硅鋼片的新型低損耗變壓器，其空載損耗比原來采用熱軋硅鋼片的老型號變壓器低30%～40%左右；又如電動機，新的Y 系列電機與老型號的JO2系列電機相比，效率又提高了0.413%；采用高效電光源，提高光源的效率。在同樣照度下，節(jié)能燈可節(jié)省80%的電量，我國近年生產的一種涂蓋稀土元素的節(jié)能熒光燈，其9 W的照度相當于60 W普通白熾燈的照度，而使用壽命又比普通白熾燈長2 倍以上。高效節(jié)能的電氣設備具有良好的性價比，正成為用戶的理想選擇[5]。

3.3 加裝專門的節(jié)電控制裝置

專用的節(jié)電控制裝置如節(jié)電寶、智能馬達節(jié)電裝置、無載自停裝置等。這類設備是通過檢測設備的工作狀態(tài)、適應負荷變化，減少損耗來達到節(jié)電目的。例如“節(jié)電寶”，通過檢測用電設備的工作狀態(tài)，經(jīng)過CPU邏輯判斷和運算，調節(jié)輸出電壓和電流的大小，使之與負載的狀態(tài)相匹配，達到節(jié)電的效果。對于空載和輕載的電動機而言，電壓可降低20%、電流可降低30%，使電機的鐵損和銅損大大降低。在交流電焊機上加裝“無載自停裝置”[6]，可以減少空運時間，平均每臺一年可節(jié)約1 000 kWh。適當降低照明系統(tǒng)的電源電壓。照明電壓一般允許有±5%的偏差，車間和廠房的照明系統(tǒng)可以接到交流穩(wěn)壓器或者自耦調壓變后面，將調壓器的輸出電壓降低5%～10%左右，既可以延長燈泡的使用壽命，又節(jié)約了電能。也可以采用2 個燈泡串聯(lián)的方式，形成鴛鴦燈照明。生產現(xiàn)場的車間、廠房、路燈、衛(wèi)生間、辦公室走廊等公共場所的照明，可以采用日光控制、時間控制、照度控制等。此種方法投資小、適用性廣、針對性強，是企業(yè)節(jié)電改造的一條途徑。

3.4 采用先進的變頻調速技術

20 世紀80 年代末，變頻調速技術進入實用的階段，并且迅速地推廣普及。它具有與直流電動機相媲美的調速性能，調速范圍寬，靜態(tài)精度高。此外，它還有高效節(jié)能的優(yōu)勢。采用變頻調速時，電動機的轉速下降，輸出功率也隨之下降，達到節(jié)電降耗的目的。它還可以降低軸承磨損，使泵端系統(tǒng)密封良好，電動機故障率大大降低，延長設備的使用周期，減少維護工作量，節(jié)約大量的人力資源，變頻技術是國內外廣泛使用并已成熟的通用節(jié)電技術[7]。據(jù)有關資料介紹：變頻調速在風機、水泵上的節(jié)電效果最好，可以達到20%～70%；在起重機械上的節(jié)電可以達到30%～60%；龍門刨床上可以達到20%～40%。一般1～2 年左右便可以收回投資。

3.5 改造供配電系統(tǒng)，降低線損

對現(xiàn)有不盡合理的供配電系統(tǒng)進行技術改造，降低線損。例如：迂回配電的線路，改為直配線路；絕緣破損、漏電較大的導線換新；截面積較小的導線加大，降低線路的電阻；或者將配電系統(tǒng)的電壓升高；改變配電所的地址，更加接近負荷的中心。這些措施，可以有效降低線損，收獲節(jié)電效果[8]。

3.6 盡量選擇較高的供電電壓等級

企業(yè)的供電電壓等級一般是380 V、10 kV、35 kV、110 kV這4個等級。按照供電容量的大小，分為：小型工廠、中型工廠、大型工廠。小型工廠的供電容量≤1 000 kVA，一般采用10 kV 供電（小于250 kW 時，直接采用低壓進線）；中型工廠的供電容量在1 000～10 000 kVA 之間，一般采用10 kV 供電，也有35 kV 供電；大型工廠的供電容量≥10 000 kVA，一般采用35 kV 或110 kV 供電。企業(yè)在選擇電壓等級時，應當盡可能選擇電壓等級高的供電電源，因為電壓等級高，電價越便宜。同理，如果企業(yè)本身有2個電壓等級供電時，應盡量采用高電壓的電源。以北京市大宗工業(yè)用電為例，35 kV的電量電價是0.614 6元/kWh,10 kV的是0.634 6元/kWh，便宜0.02元/kWh。如果企業(yè)一個月的用電量是200 萬kWh，如此每個月就可以節(jié)約電費4 萬元，一年就可以節(jié)約電費48萬元。

3.7 合理利用分時電價政策

企業(yè)要根據(jù)供電系統(tǒng)分時電價尖、峰、平、谷時間段的分布，再根據(jù)本單位各個崗位的不同用電規(guī)律，合理地、有計劃地安排和組織生產，調整生產班次，將部分輔助設備用電轉移到低谷時段使用，平峰填谷，降低負荷高峰，填補負荷低谷。工廠內部調整負荷的辦法有：（1）錯開各車間的上下班時間、午休時間和進餐時間，使高峰負荷分散；（2）調整廠內大容量設備的用電時間，避開高峰時間段；（3）調整各車間的生產班次和工作時間，實行高峰讓電。通過科學管控，合理調度，可以降低電費的支出。

3.8 提高功率因數(shù)

有功功率與視在功率的比值稱為功率因數(shù)，用COSφ 表示。功率因數(shù)COSφ 不僅對本企業(yè)乃至整個電力系統(tǒng)都是一個具有代表性的經(jīng)濟指標。功率因數(shù)太低，會降低發(fā)、輸、變、配電設施的供電能力，導致發(fā)電機出力不足，使電網(wǎng)損耗增加（電能損失與COSφ的平方成反比），電壓損失增大。按照《供用電規(guī)則》及《電力設計規(guī)程》的規(guī)定，高壓供電的用戶必須：COSφ≥0.9，其他用戶≥0.85。功率因數(shù)高于考核標準值時，將按照對應增減率減少相應電費；功率因數(shù)低于考核標準值時，將按照對應增減率增加相應電費。一般每低0.01，則電費增加0.5%。從節(jié)約電費的角度出發(fā)，必須想辦法提高企業(yè)的COSφ，提高功率因數(shù)的辦法如下。

3.8.1 提高自然功率因數(shù)

工廠無功功率主要消耗在電動機和變壓器中，一般感應電機占70%，變壓器占20%，因此提高自然功率因數(shù)的主要措施有：（1）合理選擇感應電動機的容量，避免低負荷運行；（2）改變感應電動機繞組的接線方式。例如：Δ 接線改為Y 形接線；（3）繞線式電機同步化運行，或者將同容量的同步電機代替感應式電機。（4）合理選擇變壓器的容量，提高變壓器的負荷率（一般變壓器負荷率在75%～80%比較合適），變壓器的負荷率越低，功率因數(shù)越差，平均負荷率達不到30%的變壓器，適當更換小容量的變壓器[9]。

3.8.2 人工補償

人工補償?shù)姆椒ㄓ徐o態(tài)補償和動態(tài)補償兩種。其中，靜態(tài)補償又可以分為同步調相機補償和并聯(lián)電容器補償。從基建投資、有功損耗、運行維護方面衡量，采用同步調相機都是不合算的。所以，很少采用同步調相機補償。相反，靜電電容器補償具有投資少，有功功率損耗小，運行維護方便，故障范圍小，組裝方便、靈活等優(yōu)點，在國內外工礦企業(yè)被廣泛采用。靜電補償電容器的安裝位置有：單獨就地補償、分組補償、集中補償3種，理論上認為無功功率應盡可能就地補償，這樣補償?shù)男Ч詈?，但工廠普遍采用低壓集中補償和高壓集中補償。另外，對于快速變動的動態(tài)無功，目前普遍采用SVC補償。

3.8.3 企業(yè)還應當做好無功功率的管理

一般工廠采用靜電電容器進行無功補償，如果采用分組補償（一般是3組），并且是手動投切時，必須要注意全廠負荷的變化，及時調整補償電容器的容量，不要出現(xiàn)過補償，導致功率因數(shù)角超前，向電網(wǎng)反送無功。特別是全廠停產期間，更加要注意退出補償電容器組，避免出現(xiàn)過補償而導致被電力部門高額罰款。

4 結語

綜上所述，企業(yè)節(jié)省電費支出的方法很多，只要加強管理，提高科技水平，就一定有良好的回報。要從管理制度上分解指標，削峰填谷；改造線路和設備，提高裝備水平；采用新設備、新技術等多方面入手進行節(jié)能降耗工作。節(jié)電不僅關系到企業(yè)自身的利益，而且也是全社會的責任，需要每個企業(yè)共同參與。只有這樣才能降低自身的生產成本，拓展企業(yè)的利潤空間并促進資源節(jié)約型社會的可持續(xù)發(fā)展。