摘要：大型工矿企业是社会发展的基石，给社会提供大量工业产品，但同时也消耗大量电能。目前以多数工矿企业的能耗以电能为主，但在实际生产中电能损失严重，能源利用效率不高。因此，加强电气节能管理，研发节能关键技术是提高能源使用率、降低能耗、保护环境的有效途径。本文就工矿企业电气管理的节电节能关键技术进行分析，为实现可持续发展提供理论支持。
关键词：工矿企业；电气管理；节能技术；能源消耗
引言：众所周知，解决能源危机已成为世界性的重大难题，节约能源已是全人类的共识。为此，我国积极行动，制定了专项节能规划，在社会各耗能领域广泛开展节能工作，包括替代石油的研发、电厂尾气的有效利用、建筑设计中节能设施的优先利用、广泛采用节能环保的照明灯器具以及工矿企业的燃煤和用电设备的节能改造等。工矿企业作为用电主力军，实施电气节能将意义更大。工矿企业的电气节能必须从源头开始，必须从包括供电、配电及用电的所有环节上深入挖掘节电的潜能。
一．减少线路损耗
减少线路损耗是企业开展节电的基础，应从以下三个方面着手进行。
1. 缩短导线长度
在项目设计及施工中，低压柜出线回路及配电箱出线回路尽量走直线，少走弯路，不走或少走回头线。变配电所应尽可能靠近负荷中心。低压线路的供电半径不宜超过200m；负荷密集地区不宜超过100 m；负荷中等密集地区不宜超过150m；少负荷地区不宜超过250m。根据这个常规，可以尽量缩短电缆（线）长度，实现供电距离最短。例如，某空调冷冻站：专门设置10/0.4 kV变电所，内装3×2000 kV·A＋2×1600kV·A变压器，变压器负荷率为80%，由4000A、3200A铜质密闭母线馈电。某设计单位在最初设计时，变电所低压配电室距冷冻站的控制室55m。从节电考虑，把变电所和空调控制室合并设置，使低压馈电距离缩短了55m。经计算，在密闭母线上的线路损耗可节省45kW。以每天冷冻站运行10h，按年运行100天计算，总耗电量为45000kW·h，以0.68元/kW·h计算，年节约电费3万余元。
2. 增大导线截面积
对于稍长一些的线路，在满足载流量热稳定、保护配合及电压降要求的前提下，应加大一级导线截面。尽管增加了线路费用，但却能节约电能。根据估算，在2～3年内即可回收因增加导线截面积而增加的费用。
3. 注意敷设方式
工矿企业项目建设时，变配电室应靠近电气竖井，以便减少主干线（电缆或插接母线）的长度。对于面积大的高层建筑物，应将电气竖井尽可能设在建筑物中部（或两端），以便减少水平电缆的敷设长度。
二．合理选择变压器
科学合理地选择配电变压器，是节电比较重要的内容，它包括以下几方面。
1. 合理选择容量和台数
选择配电变压器容量和台数时，应根据负荷情况综合考虑投资和年运行费用，对负荷进行合理分配，选取容量与负荷相适应的变压器，使其工作在高效区。当负荷率低于 30% 时，应调整或更换；当负荷率超过80%，且通过计算不利于经济运行时，可放大一级容量选择变压器。
2. 选用节能型变压器
目前应选择节能性能较好的 S9 以上系列的节能型变压器。条件允许时，可采用节能型的干式变压器，用先进的节能型变压器来替换改造高能耗变压器。改造后应达到相应的国家能耗标准值，即①空载损耗达 4.5%～6.5%。②空载电流在 7% 以下。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆③短路损耗达到国标标准。④阻抗电压为4%～4.9%。3. 推广干式变压器目前，工矿企业中所用变压器的发展趋势为干式变压器，干式变压器具有高效节电、安全可靠、绿色环保等优点。现介绍节电效益明显的 SG（B）11－ R 系列节能型干式配电变压器的主要特点。①铁心为三相三柱环型卷绕，采用日本新日铁0.23 mm 优质冷轧硅钢片，在铁心成形机上卷绕成形的。其特点是铁心不冲孔、无接缝，铁心是一个密封整体，其过载的抗短路冲击能力比叠片式变压器强很多。②卷铁心无需消耗接缝的磁化容量，磁路分布均匀，大幅度减少了空载激磁电流，空载电流很小，比叠片式降低了约 70%，提高了功率因数，降低了电网的损耗。③卷铁心充分利用了薄型硅钢片的磁化特性，减少了涡流损耗，提高了变压器的性能水平，降低了变压器的空载损耗，比国家标准降低约 3 5 % ～40%。空载电流降低了 70%，负载损耗比国家标准低 40% 左右。④该产品绝缘材料有接近于空气的介电常数，产品运行时，局部放电极低（小于 5Pc），达到优级标准，使产品的运行安全可靠性进一步提高。同时，该产品无可燃树脂，不助燃并能防火。我国的配电变压器由20世纪50年代的SJ1系列开始，平均每 1 k V·A 空载损耗 5.2 W，负载损耗17.8 W。上世纪 90 年代，S9 系列平均每 1 k V·A空载损耗为 1.82 W，负载损耗为10.4 W。而卷铁心变压器平均每 1 k V·A 空载损耗为 1.08 W，负载损耗为9.6 W。如果全部使用这种11系列变压器，就目前发电装机容量来说，每年将节约空载损耗40.71亿 k W·h。若占全部配电变压器的 15% 的干式配电变压器均使用 SG（B）11 － R 系列产品，每年将节约 6 亿 k W·h 的电能，社会效益显著。
三．加强企业内部管理
1）加强运行变压器的内部管理。空载损耗是指变压器空载运行时产生的损耗，它一般不超过变压器额定容量的 1%，且随着容量增大，其相对量值还会减少。但是，对于长期处于空载运行的变压器而言，其累积损耗也是很可观的，所以，减少空载损耗，应加强企业的管理，及时地将暂不使用的供用电回路与电源线路断开，使线路上的空载运行损耗降至最低，实现节能的目的。此外对企业的照明等也应加强管理。
2）系统的总体负荷平衡调整。在工矿企业的各级供配电系统中，需要综合考虑负荷的总体和分级的平衡。在系统的三相负荷中，如果各相的电流差异很大时，我们就称之为三相负载不平衡。在这种情况下，变压器的三相电压也会出现不平衡，有些相出现的很高的相电压会危及相绝缘，直接影响到变压器的安全经济运行，而且引起有功功率的损失，所以企业应该定期对三相负荷进行测定，并及时进行三相负荷调整，保证系统的三相负载平衡。企业通过装设无功补偿装置，自行提供无功功率，减少线路上传输无功功率，既可以提高设备的利用率，又可以改善电网电压质量，可以采用分级补偿、集中补偿和就地补偿装置。
3）实现全集成能源管理。目前国外一些公司提出了全集成能源管理，实施中需要安装一套优化控制软件，实现正常运行时的数据采集与实时监控功能，包括数据采集（遥测、遥信）、报警、事故顺序记录、事故追忆、远方控制、远方调节、计算、趋势曲线，分析运行工况趋势、历史数据存储和制表打印、事件记录、实现线路动态着色，线路接线，馈线保护的远方投切，与自动绘图 / 设备管理 / 地理信息系统 GIS 综合集成监测配电网故障等，实现了整体的智能化集成管理。近年来随着科技的发展，电力系统的调度系统也不断改善，大多都采用了自动化电网调度系统，这就对各级企业提出了更高的要求，企业的变电站必须具备能匹配的配套调度系统，使一线变电站的运行情况在各级调度站都能监控到。所以各企业可引入电站配网管理系统，这种系统既在前台装有各种类型的综合保护器，又装设有后台监控系统，而且通过后台系统可以修改保护定值，使得调度中心可以对企业各个变电站的定值随时进行修改。
结束语：
节能降耗是工矿企业永恒的主题。开展节能降耗要针对企业实际，根据耗能设备的实际状况，从企业管理和技术等角度出发，制订相应的解决办法，狠抓落实，严格考核，并持之以恒，一定能实现预期的节能降耗目标。
参考文献：
[1]电气节能技术应用探析[J]. 吕传红. 电子世界. 2013（02）
[2]工矿企业电气监控及电能量管理系统的研制[J]. 卢建景. 中国高新技术企业. 2011（13）
论文作者:梁卓焕
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/6/19
标签：变压器论文; 工矿企业论文; 负荷论文; 节能论文; 铁心论文; 线路论文; 电能论文; 《基层建设》2018年第7期论文;