化工企业供配电系统节能设计分析
化工企业供配电系统节能设计分析[工业供配电]化工企业供配电系统节能设计分析 设备容量大，用电设备多，电能消耗高，是化工企业生产的突出特点。建设节约型社会是一项系统工程，作为电气设计人员只有精心设计，以人为本，便于操作和管理，才能达到最佳的节能效果和取得最佳的经济效益。因此做好电气节能设计，节约每一度电，每一份能源，就成为电气设计人员应尽的职责。1、供配电系统的节能设计根据负荷容量，供电距离及分布，用电设备特点等因素合理设计供配电系统，做到系统尽量简单，可靠，操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心，以缩短配电半径减少线路损耗。合理选择变压器的型号、容量和台数，以适应由于季节性和工作时间造成的负荷变化时能够灵活投切变压器，实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要的电能损耗。1.1减少变压器的电能损耗。众所周知变压器在运行过程中存在电能损耗，空载损耗又称铁损，它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成;有载损耗是传输功率的损耗，即变压器的线损，决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小，即负载率β的平方成正比。为了减少变压器在运行过程中的电能损耗，在电气设计时需首先选用新型节能变压器，变压器的负载率应在75%～85%为宜。当配电容量较大而需要选用多台变压器时，在合理分配负荷的情况下，应尽可能减少变压器的台数。1.2减少线路上的能量损耗。在一个工程中，线路左右上下纵横交错，小工程线路全长不下万米，大工程更是不计其数，所以线路上的总有功损耗是相当可观的，减少线路上的能耗必须引起设计重视。减少线路的损耗应从以下几方面入手：①选用电导率较小的材质做导线。设计中应多选用铜导线，尽量少用铝导线。②减小导线长度。首先，线路尽可能走直线，少走弯路，以减少导线长度;其次，低压线路应不走或少走回头线，以减少来回线路上的电能损失;第三，变压器尽量接近负荷中心，以减少供电半径;第四，低压配电室应靠近负荷集中区，以减少配电距离。③增大导线截面。对于比较长的线路，在满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面情况下，再加大一级导线截面。所增加的费用，可通过节约电能回收，实践证明这样的设计是可行的。2、 提高供配电系统的功率因数功率因数提高了，可以减少线路无功功率的损耗，从而达到节能目的。传输有用功率是为了满足生产所必需的，是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性，会产生滞后的无功电流，它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端，无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的，具体方法有：提高设备的自然功率因数，以减少对超前无功的需求，可采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯，单灯安装电容器等，都可使自然功率因数提高到0.85～0.95，这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备，电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备等。用静电电容器进行无功补偿，电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式，可根据具体情况具体分析。3、 生产装置的节能设计采用先进的技术和设备，提高能源利用率，降低能耗是生产装置节能设计的重点内容。化工生产装置中大量使用了泵类、风机类、搅拌类、电热类、皮带输送类设备，另外还有耗电大的电解整流设备等，经济合理的节能设计可大大的减少电能消耗，节能效果显著。电动机是最常见的电气生产设备。采用变频调速器，使其在负载下降时，采用变频的方式，自动调节转速，使其与负载的变化相适应。采用这种方式，可提高电机在轻载时的效率，达到节能的目的。但是，这种设备的价格偏高，因此在应用中受到一定的限制，在工艺要求调速的(如搅拌类)设备上使用较为合理。另一种节能方式是采用软起动器，软起动器设备是按起动时间逐步调节可控硅的导通角，以控制电压的变化。它可用在电动机容量较大，又需要频繁起动的设备，以及附近用电设备对电压的稳定要求较高的场合。在泵类、风机类设备的大容量电动机的控制设备中可以应用。另外设计中选用新型节能设备，合适的电动机容量也是节能的重要途径。电热类生产设备的节能设计，重点是提高热能转换效率，减少热量损失。如选用先进的远红外加热设备，炉体周围采用隔热效果较好的材料，控制系统实现自动化等。电解整流设备的节能设计，主要包括整流系统的节能设计和电解装置的节能设计。由于电解装置的节能设计涉及工艺设备制造，这里着重谈整流系统的电气节能设计。化工生产电解整流设备，系统复杂，单台设备容量大，总装机容量更大，往往需要高压供电(有的电源电压达110KV)才能满足。提高整流效率，动态无功功率补偿，合理的直流母线截面和布局，选用节能的直流开关等，都是整流系统的节能设计方法。如何提高整流效率，许多书籍中都有介绍，这里需要重点强调的是节能设计中，应首先考虑选用先进的节能的整流装置(包括整流变压器)，其次要合理布置装置的相对位置，以缩短阀侧母线和直流母线的长度。另外合理选用和布置辅助装置(如冷却水装置、风机装置等)，也是节能设计的内容之一。4、 照明的节能设计照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下，力求减少照明系统中光能的损失，从而最大限度地利用光能，通常的节能措施有以下几种：充分利用自然光，这是照明节能的重要途径之一，在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合，做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合，从而大大节约了人工照明电能。照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等。照度标准是不可随意降低的，也不宜随便提高，要有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)、紧凑型荧光灯及LED光源，高大车间、厂房及室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。推广使用低能耗性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等，荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具，紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器，气体放电灯宜采用电子触发器，灯具功率因数不小于0.90。改进灯具控制方式，采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关，走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关，高大车间、厂房及室外照明等可采用微电脑智能控制的先进节能装置。5、结束语综上所述，节能应考虑实际经济效益，不能因为节能而过高地消耗投资，增加运行费用。节能的着眼点，应是节省无谓消耗的能量。如变压器的功率损耗，传输电能线路上的有功损耗都是无用的能量损耗，又如量大面广的照明容量，宜采用先进技术使其能耗降低。因此，节能措施也应贯彻实用、经济合理、技术先进的原则。
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