第十章工厂的节约用电与计划用电

UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电1/23第十章工厂的节约用电与计划用电教学目的1．了解：节约用电和计划用电的意义及其一般措施；并联电容器的接线、运行等。2．理解和掌握：电力变压器的经济运行；并联电容器的装设方式及放电措施。重点并联电容器的装设方式及放电措施。难点电力变压器的经济运行。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电2/23第一节节约用电的意义及其一般措施一、节约用电的意义工业用电占70%，节约1kW·h可创造若干财富。（节约型社会）二、节约用电的一般措施“电力需求侧管理”，科学管理+技术改造。（一）加强工厂供用电系统的科学管理。1．加强能源管理，建立和健全管理机构和制度；（能源定额）2．实行计划用电，提高能源效率；（装设电表）UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电3/233．实行负荷调整，“削峰填谷”提高供电能力；负荷调整：简称调荷，是根据供电系统的电能供应情况及各类用户的不同用电规律，合理地安排和组织各类用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷，即所谓“削峰填谷”，充分发挥发、变电设备的能力，提高电力系统的供电能力。峰谷分时，丰枯分季电价政策。4．实行经济运行方式，全面降低系统能耗；UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电4/23经济运行方式：使整个电力系统的电能损耗减少，经济效益提高的一种运行方式。T容量、并列，M：“以小换大，以单代双”。5．加强运行维护，提高设备的检修质量。（二）搞好工厂供用电系统的技术改造。1．逐步更新淘汰现有低效高耗电的供用电设备；冷轧硅钢片的T、M代替热轧硅钢片的老型号；节能灯：稀土元素荧光节能灯，9W→60W，寿命↑2倍。（60-9）×10-3×8000×104×3.5×365≈52.1×108kW·h=52.1亿度。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电5/232．改造现有不合理的供配电系统，降低线路损耗；3．选择高效节能产品，合理选择设备容量或进行技术改造，提高设备的负荷率；4．改革落后工艺，改进操作方法；5．采用无功损补偿设备，人工提高功率因数。提高自然功率因数（优先）→人工补偿（同步补偿机同步电动机，改变If、并联电容器）。不添置任何无功补偿设备，只是采取技术措施（如合理选择容量、提高负荷率等），以减少无功功率消耗量，使提高。cosUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电6/23第二节电力变压器的经济运行一、经济运行与无功功率经济当量的概念1．经济运行（economicoperation），是指能使电力系统的有功损耗最小、经济效益最佳的一种运行方式。电力系统的有功损耗不仅与设备的△P有关，还与△Q有关，△Q↑→I↑→△P↑。2．无功功率经济当量（economicequivalentofreactivepower），kW/kvarUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电7/23表示电力系统每减少1kvar的无功功率，相当于电力系统所减少的有功功率损耗kW数，符号Kq，对工厂变配电所，0.02~0.15（平均为0.1）。通常：由发电机电压直配的工厂，Kq=0.02~0.04；经两级变压的工厂，Kq=0.05~0.08；经三级及以上变压的工厂，Kq=0.1~0.15。二、一台变压器运行的经济负荷计算，Sec有功损耗+无功损耗×Kq→等效有功损耗，称为变压器有功损耗换算值。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电8/23一台T在负荷为S时的有功损耗换算值：即：TqT220kq0qNNNPPKQSSPPKQKQSS20q0kqNNSPPKQPKQSUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电9/23为了Sec，必须满足变压器单位容量的有功损耗换算值△P/S为最小值的条件，令，可得：变压器的经济负荷Sec与SN之比称为T的经济负荷系数或经济负荷率，用Kec表示，则：d0dPSS0q0ecNkqNPKQSSPKQ0q0ececNkqNPKQSKSPKQUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电10/23三、两台T经济运行的临界负荷计算一般Kec为50%左右。教材P418例10-1。两台T同型号、同SN，变电所总负荷为S。一台T单独运行时承担总负荷S时的有功损耗换算值：两台T并列运行时承担总S时的有功损耗换算值：20q0kqNNSPPKQPKQSⅠ20q0kqNN222SPPKQPKQSⅡUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电11/230ScrSSaPⅠPⅡPPⅡPⅡPⅠPⅠPPⅠⅡ当SSScr＜时，∵PPⅠⅡ＜，∴一台T运行。当SSScr＞时，∵PPⅠⅡ＞，∴两台T运行将△PⅠ、△PⅡ与S的函数关系绘图，教材P419图10-2，交于a点，则a点所对应的负荷就是两台并列T经济运行方式下的临界负荷（criticalload），用Scr表示：UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电12/23当时，与S=Scr，△PⅠ=△PⅡ即：可得两台并列T经济运行的临界负荷为Scr：20200222q0kqNNqkqNNSPKQPKQSSPKQPKQS0q0crNkqN(1)PKQSSnnPKQUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电13/23第三节并联电容器的接线、装设、控制、保护及其运行维护一、并联电容器的接线并联补偿的电力电容器大多采用△形接线，高压除外，低压内部已接成△形。，U为线电压。∴。2()3CQCU2(Y)3CQCU()(Y)3CCQQ为相电压，。U3UUABCABCUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电14/23说明：①△形为同一电路中Y形时容量的3倍，补偿效果好；②△时，任一电容器C断线，三相仍可得到补偿；Y时，该相得不到补偿；③△接在任一C击穿短路，则两相短路，Ik大，甚至爆炸（高压特别危险）；Y接：正常，IA=IB=IC=，若A相击穿：CUXABBCA33333CCUUIIIXXAIUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电15/23仅为正常时3倍，较安全。规定：高压电容器组宜接成中性点不接地星形，容量较小时（450kvar及以下），宜接成△。低压电容器组应接成△。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电16/23二、并联电容器的装设位置（补偿方式）及放电措施UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电17/23（一）高压集中补偿工厂高压配电所的6~10kV母线上，只补偿母线以前的无功功率，以后不补。大中型工厂中应用。（放电时到50V以下，高压5min，低压1min）。放电措施：利用电压互感器（TV）的一次绕组放电。放电回路中不得装设FU或开关，以免放电回路断开，危及人身安全。（二）低压集中补偿车间变电所的低压母线上，补偿低压母线以前的无功功率。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电18/23低压配电室内，或单设，相当普遍，△形接线。放电措施：一般用220V、15~25W白炽灯（兼正常运行时的指示灯）的灯丝电阻来放电，也有用专门的放电电阻来放电的。（三）分散就地补偿（单独个别补偿）设备旁，补偿安装部位以前的所有高低压线路和电力变压器的无功功率，范围最大、效果最好、应优先采用。与设备同切，利用率低。适用于负荷平稳、长期运转而容量又大的设备，如大型感应电动机、高频电热炉等，也适于小容量多的长期稳定运行的如荧光灯等。对于供电系统中高压侧和低压侧的基本无功功率的补偿仍宜采用（一）（二）。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电19/23放电措施：利用用电设备本身的绕组电阻来放电。三种补偿方式的比较：从节能的角度看：（一）（二）（三）；从补偿效果的角度看：（三）（二）（一）；从维护方便的角度看：（一）（二）（三）；从电容利用率的角度看：（一）（二）（三）；从造价的角度看：（三）（二）（一）；从补偿范围的角度看：（三）（二）（一）。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电20/23三、并联电容器的控制与保护（一）控制手动投切、自动投切。（二）保护短路保护：低压和450kvar的高压，用FU→相间短路保护。高压，QF、瞬时或短延时过电流相间短保。过负荷保护：有谐波源的电网上时，带时限→信号跳闸。过压保护：≤10%。UniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电21/23整定：（1）FU：（2）电流继电器：灵敏度校验：≥1.5。NFENC=(1.43~1.65)IIrelwopN=CiKKIIKk.min(2)wpop=iKISKIUniversityofScienceandTechnologyLiaoning博学明德经世致用勤奋向上求实创新2019年12月18日12时1分工厂供电22/23四、并联电容器的运行维护变配电所停电时，切除电容器，以免突然来电时母线电压高，击穿电容器。接触之前，还应短接线直接短接放电。定期检查。切除：外观（仪表指示或