1、第八章第八章節(jié)約用電與計劃用電節(jié)約用電與計劃用電第八章節(jié)約用電與計劃用電第一節(jié)電力供應與使用的管理原則第二節(jié)節(jié)約用電第三節(jié)無功功率的人工補償?shù)谒墓?jié)計劃用電及電價與電費第一節(jié)電力供應與使用的管理原則1) 國務院電力管理部門負責全國電力供應與使用的監(jiān)督管理工作。2) 電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)依法負責本供區(qū)內(nèi)的電力供應與使用的業(yè)務工作，并接受電力管理部門的監(jiān)督。3) 供電企業(yè)和用戶都應當遵守國家有關(guān)規(guī)定，采取有效措施，做好安全用電、節(jié)約用電、計劃用電(俗稱“三電”)工作。4) 電力管理部門應當加強對供用電的監(jiān)督管理，協(xié)調(diào)供用電各方面的關(guān)系，禁止危害供用電安全和非法侵占電能的行為。5) 供電企業(yè)在批準的供電營業(yè)區(qū)

2、內(nèi)向用戶供電。6) 縣級以上各級人民政府應當將城鄉(xiāng)電網(wǎng)的建設(shè)與改造規(guī)劃，納入城鄉(xiāng)建設(shè)的總體規(guī)劃。7) 用戶受電端的供電質(zhì)量應當符合國家標準或者電力行業(yè)標準。第一節(jié)電力供應與使用的管理原則8) 供電方式應當按照安全、可靠、經(jīng)濟、合理和便于管理的原則，由供用電雙方根據(jù)國家有關(guān)規(guī)定以及電網(wǎng)規(guī)劃、用電需求和當?shù)毓╇姉l件等因素協(xié)商確定。9) 供電企業(yè)應當按照國家標準或者電力行業(yè)標準參與用戶受送電裝置設(shè)計圖紙的審核，對用戶受送電裝置隱蔽工程的施工過程實施監(jiān)督，并在該受送電裝置工程竣工后進行檢驗，檢驗合格的，方可投入使用。10) 縣級以上人民政府電力管理部門應當遵照國家產(chǎn)業(yè)政策，按照統(tǒng)籌兼顧、保證重點、擇優(yōu)

3、供應的原則，做好計劃用電工作。11) 在用戶受送電裝置上作業(yè)的電工，必須經(jīng)電力管理部門考核合格，取得電力管理部門頒發(fā)的電工進網(wǎng)作業(yè)許可證，方可上崗作業(yè)。第一節(jié)電力供應與使用的管理原則12) 供電企業(yè)職工違反規(guī)章制度造成供電事故的，或者濫用職權(quán)、利用職務之便謀取私利的，依法給予行政處分；構(gòu)成犯罪的，依法追究刑事責任。13) 違反本條例規(guī)定，逾期未交付電費，或者違章用電，或盜竊電能，均應依法進行處理。第二節(jié)節(jié)約用電一、節(jié)約電能的意義二、電能節(jié)約的一般措施1.加強供用電系統(tǒng)的科學管理(1) 加強能源管理，建立管理機構(gòu)和制度工業(yè)與民用企業(yè)都要建立專門的能源管理機構(gòu)，對各種能源(包括電能)進行統(tǒng)一管理，

4、要有專人負責本單位的日常節(jié)能工作。(2) 實行計劃供用電，提高電能的利用率實行計劃供用電，必須把電能的供應、分配和使用納入計劃。第二節(jié)節(jié)約用電圖8-1DSK1型電力定量器的結(jié)構(gòu)圖(3) 實行負荷調(diào)整，“削峰填谷”，提高供電能力所謂負荷調(diào)整，就是根據(jù)供電系統(tǒng)的電能供應情況及各類用戶不同的用電規(guī)律，第二節(jié)節(jié)約用電合理地、有計劃地安排和組織各類用戶的用電時間，以降低負荷高峰，填補負荷的低谷，充分發(fā)揮發(fā)、變電設(shè)備的潛力，提高系統(tǒng)的供電能力，以滿足電力負荷日益增長的需要。(4) 實行經(jīng)濟運行方式，降低電力系統(tǒng)的能耗所謂經(jīng)濟運行方式，就是一種能使整個電力系統(tǒng)的電能損耗減少、經(jīng)濟效益提高的運行方式，例如兩臺

5、并列運行的變壓器可在低負荷時切除一臺；又如長期處于輕載運行的電動機可更換較小容量的電動機。(5) 加強運行維護，提高設(shè)備的檢修質(zhì)量搞好供用電系統(tǒng)的運行維護和用電設(shè)備的檢修，可減少電能損耗，節(jié)約電能。2.搞好供用電系統(tǒng)的技術(shù)改造(1) 逐步淘汰現(xiàn)有低效率的供用電設(shè)備以高效節(jié)能的用電設(shè)備替換低效率的用電設(shè)備，節(jié)能效果十分顯著。第二節(jié)節(jié)約用電(2) 改造現(xiàn)有的供配電系統(tǒng)，降低線路損耗對現(xiàn)有的不盡合理的供配電系統(tǒng)應進行技術(shù)改造，降低線路損耗，節(jié)約電能。(3) 合理地選擇供用電設(shè)備容量，或進行技術(shù)改造，提高設(shè)備的負荷率合理地選擇設(shè)備容量，發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備的負荷率和使用率，這也是節(jié)電的基本措施之一。

6、(4) 改革落后工藝，改進操作生產(chǎn)工藝不僅對產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量有著決定性的影響，而且也關(guān)系到產(chǎn)品用電量的多少。(5) 提高功率因數(shù)功率因數(shù)是衡量供配電系統(tǒng)電能利用程度及電氣設(shè)備使用狀況的一個具有代表性的重要指標，提高功率因數(shù)可以降低電能損耗。三、工業(yè)與民用建筑中供用電設(shè)備的電能節(jié)約1.電力變壓器的電能節(jié)約第二節(jié)節(jié)約用電(1) 經(jīng)濟運行與無功功率經(jīng)濟當量的概念經(jīng)濟運行是指能使整個電力系統(tǒng)的有功損耗最小，能獲得最佳經(jīng)濟效益的設(shè)備運行方式。(2) 一臺變壓器運行的經(jīng)濟負荷計算變壓器的損耗包括有功損耗和無功損耗兩部分，而無功損耗對電力系統(tǒng)來說也可相當于按Kq換算的有功損耗。例8-1試計算SL7500/1

7、0型變壓器的經(jīng)濟負荷及經(jīng)濟負荷率。解查附錄表A-8得SL7500/10型變壓器的有關(guān)數(shù)據(jù)：P01.08kW，Pk6.9kW，I0%2.1，Uk%4。第二節(jié)節(jié)約用電2.兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷計算第二節(jié)節(jié)約用電8Z2.tif例8-2某廠變電所裝有兩臺SL7500/10型變壓器，第二節(jié)節(jié)約用電試計算此變電所變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷值。解全部利用例8-1的變壓器技術(shù)數(shù)據(jù)，代入式(8-6)即得判別此變電所兩臺變壓器經(jīng)濟運行的臨界負荷為(取Kq0.1)3.電動機的電能節(jié)約(1) 選用高效節(jié)能電動機過去人們選用電動機時，往往只注意其電壓、頻率、額定功率、轉(zhuǎn)速及價格等因素，而忽略了電動機的效率，尤其是選

8、用的小功率電動機的效率往往很低，以致造成不容忽視的電能浪費現(xiàn)象。第二節(jié)節(jié)約用電(2) 合理選擇和使用電動機在選用電動機時，應首先選擇電動機的類型、功率及其他技術(shù)參數(shù)，使它與其所拖動的生產(chǎn)機械具備相適應的負荷特性，能在各種狀態(tài)下穩(wěn)定地工作，而且盡量安全、可靠、簡單、經(jīng)濟和節(jié)約電能。1) 合理選擇電動機的類型。2) 合理選擇電動機的容量。第二節(jié)節(jié)約用電8Z3.tif3) 合理選擇電動機的電壓等級。4) 合理選擇電動機的負荷特性。第二節(jié)節(jié)約用電(3) 電動機的節(jié)電調(diào)速方式根據(jù)生產(chǎn)的需要，電動機可采用各種調(diào)速方式，但是傳統(tǒng)的調(diào)速方式中，有的耗電多，效率低。1) 交流感應電動機的節(jié)電調(diào)速方式。電磁轉(zhuǎn)差離

9、合器調(diào)速：電磁轉(zhuǎn)差離合器(又稱滑差離合器)的原理結(jié)構(gòu)如圖8-4所示，由電樞和磁極兩部分組成。電樞做成如籠型電動機轉(zhuǎn)子那樣的短路繞組，也可以做成實心的圓筒形。磁極部分由磁極與勵磁繞組組成。電樞部分與電動機的轉(zhuǎn)軸聯(lián)接，以恒定轉(zhuǎn)速n1旋轉(zhuǎn)，是主動部分。磁極部分與機械負荷的轉(zhuǎn)軸相聯(lián)，是從動部分，轉(zhuǎn)速為n2。第二節(jié)節(jié)約用電8Z4.tif液力耦合器調(diào)速：液力耦合器的結(jié)構(gòu)和工作原理如圖8-5所示。它主要由泵輪、渦輪、輸入輸出連接裝置和密閉的外殼等組成。第二節(jié)節(jié)約用電當泵輪被主動機械拖動時，液力耦合器腔體內(nèi)的工作液體在泵輪內(nèi)獲得動能，進入渦輪后，其動能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，從而推動渦輪旋轉(zhuǎn)，帶動負載工作，實現(xiàn)功率的傳

10、遞。調(diào)節(jié)腔體內(nèi)的液量就可實現(xiàn)輸出軸的無級調(diào)速，可達到節(jié)電的目的。晶閘管串級調(diào)速：三相繞線轉(zhuǎn)子感應電動機調(diào)速有兩種方法：一種是轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速，其缺點是在電阻上損耗大量的電能，調(diào)速越低，損耗越大，而且是有級調(diào)速：另一種是轉(zhuǎn)子串電動勢調(diào)速。晶閘管串級調(diào)速就是轉(zhuǎn)子串電動勢調(diào)速的一種，其原理電路圖如圖8-6所示。由第二節(jié)節(jié)約用電8Z5.tif第二節(jié)節(jié)約用電8Z6.tif變頻調(diào)速：改變電源的頻率f1可以調(diào)節(jié)交流電動機的同步轉(zhuǎn)速n0。第二節(jié)節(jié)約用電感應電動機的n=n0(1-s)60/p(1-s)，當轉(zhuǎn)差率s變化不大時，n基本上與f1成正比，因此平滑改變頻率，即可平滑調(diào)節(jié)電動機的轉(zhuǎn)速，從而滿足機械負荷的要求，

11、達到節(jié)電的目的。2) 直流電動機的節(jié)電調(diào)速方式。晶閘管-電動機組調(diào)速方式：直流電動機的傳統(tǒng)調(diào)速方式有兩種：一種是電樞回路串電阻，把電樞接在恒壓源上，利用改變電阻值進行調(diào)速。這種方式電能損耗大，很不經(jīng)濟。另一種是采用發(fā)電機-電動機組，利用調(diào)節(jié)直流發(fā)電機的勵磁電流來改變供給直流電動機的電樞電壓，從而調(diào)節(jié)直流電動機的轉(zhuǎn)速。采用后一種調(diào)速方式，主電路中沒有電阻，損耗較小，但直流發(fā)電機需要交流感應電動機拖動，在感應電動機和直流發(fā)電機上都有功率損耗，而且結(jié)構(gòu)復雜，投資大。第二節(jié)節(jié)約用電圖8-8逆導型直流斬波器第二節(jié)節(jié)約用電8Z8.tif晶閘管斬波器調(diào)速方式：將直流電源的恒定直流電壓變換為可調(diào)直流電壓的晶閘

12、管裝置，稱為直流斬波器。第二節(jié)節(jié)約用電斬波器以晶閘管作為直流開關(guān)，控制負荷電斬波器以晶閘管作為直流開關(guān)，控制負荷電路的接通與關(guān)斷，使負荷端得到大小可調(diào)的路的接通與關(guān)斷，使負荷端得到大小可調(diào)的直流平均電壓直流平均電壓Ud。主電路沒有電阻，而且也。主電路沒有電阻，而且也可以再生制動，因此也是一種節(jié)電的調(diào)速方可以再生制動，因此也是一種節(jié)電的調(diào)速方式，其原理電路如圖式，其原理電路如圖8-8所示。所示。第二節(jié)節(jié)約用電8Z9.tif(4) 提高電動機的功率因數(shù)提高功率因數(shù)也是節(jié)電的重要方面，主要措施如下：第二節(jié)節(jié)約用電1) 合理地選擇電動機容量。2) 采用適當?shù)恼{(diào)速方式。3) -Y聯(lián)結(jié)變換。長期輕負荷運行

13、的感應電動機：其定子繞組原為聯(lián)結(jié)，可改為Y聯(lián)結(jié)，使每相繞組的電壓降為原來的1/，從而使定子旋轉(zhuǎn)磁場降為原來的1/，因此使電動機的鐵損相應減小，使電動機的功率因數(shù)提高。改變電動機繞組的聯(lián)結(jié)法：若將長期輕負荷運行的電動機調(diào)換為較小容量的電動機受條件限制，定子繞組又不便改為Y聯(lián)結(jié)，則可將定子繞組分段改接，如圖8-9所示。使電動機定子繞組每相由原來的三個并聯(lián)支路改為兩個并聯(lián)支路，使每段繞組承受的電壓減小，從而使定子鐵心磁通減少，鐵損降低，功率因數(shù)提高。第二節(jié)節(jié)約用電4) 繞線轉(zhuǎn)子感應電動機同步化運行。5) 減少電動機的空載損耗。6) 提高電動機的檢修質(zhì)量。檢修后空氣隙應保持原來的尺寸與均勻性。重繞繞組

14、每相匝數(shù)不應少于原有繞組匝數(shù)。重繞繞組每組的總截面不應小于原有繞組每相的截面。7) 采用同步電動機。第二節(jié)節(jié)約用電8Z10.tif3.電焊機的電能節(jié)約4.電熱設(shè)備的電能節(jié)約第二節(jié)節(jié)約用電(1) 電熱設(shè)備的類型1) 電阻爐。2) 感應爐。3) 電弧爐。4) 高頻電場加熱設(shè)備。(2) 電熱設(shè)備的節(jié)電措施電熱設(shè)備包括各種電爐都是成套設(shè)備，其中電氣設(shè)備是重要的配套設(shè)備。1) 正確地選擇加熱能源。2) 合理的熱工設(shè)計是節(jié)電的一項重要措施。3) 減少爐體的熱損耗。4) 改革夾具和料筐。5) 改善電熱元件的發(fā)熱材料。第二節(jié)節(jié)約用電6) 改進操作工藝。7) 改造短網(wǎng)結(jié)構(gòu)。減少短網(wǎng)電阻：縮短短網(wǎng)長度。因短網(wǎng)電阻

15、與其長度成正比，縮短短網(wǎng)長度可使電阻減小。以5t電弧爐為例，在10kA運行時，短網(wǎng)縮短1m，可減少功率損耗20kW?？s短短網(wǎng)的措施有：移動電爐變壓器，使其盡量靠近電爐；升高電爐變壓器的安裝位置，使各段短網(wǎng)處在同一水平面上；在保證電極升降和爐體轉(zhuǎn)動需要的前提下，盡量減少短網(wǎng)電纜的長度。第二節(jié)節(jié)約用電減少短網(wǎng)周圍的鐵磁物質(zhì)：當很大的交流電流通過短網(wǎng)時，將在短網(wǎng)周圍產(chǎn)生強大的交變磁場，從而在短網(wǎng)周圍的鐵磁物質(zhì)中產(chǎn)生渦流和磁滯損耗。為了減少這些附加損耗，應盡量避免用鐵磁材料包圍短網(wǎng)導體，如電極把持器可用銅制作，水冷密封圈不做成整體的圓環(huán)，而在中間留一道約20mm的縫隙。合理選擇短網(wǎng)的電流密度：短網(wǎng)導體

16、截面應按經(jīng)濟電流密度選擇。以往選擇的電流密度一般偏高，造成短網(wǎng)功率損耗較大，因此合理地選擇短網(wǎng)電流密度是節(jié)電的重要措施。第二節(jié)節(jié)約用電改變短網(wǎng)的布線方式，減少短網(wǎng)的電感：一般電爐短網(wǎng)均采用圖8-11a的單線布線方式，這種布線方式產(chǎn)生較大的感抗。感抗是由電磁感應作用產(chǎn)生的自感電動勢和互感電動勢造成的。如果相鄰兩根平行導體中通過的電流方向相反時，則自感電動勢和互感電動勢方向也相反，對導體造成的感抗也會減小。根據(jù)這一原理將短網(wǎng)改為圖8-11b所示的雙線布線方式，可使短網(wǎng)電抗減小，提高功率因數(shù)，減小電壓降，提高電極電壓，增加電爐的熔化功率，縮短熔化時間，從而節(jié)約電能。如某鋼廠改用雙線布置后，功率因數(shù)由

17、原來的0.76提高到0.820.87之間，將取得了很好的節(jié)電效果。第二節(jié)節(jié)約用電8Z11.tif5.電氣照明的電能節(jié)約第二節(jié)節(jié)約用電(1) 采用高效電光源，提高光源的效率目前推廣的緊湊型節(jié)能熒光燈節(jié)電效果不錯。(2) 降低照明電路的損耗適當增大照明供電線路的截面等。(3) 提高光通量的利用系數(shù)選用光能利用率高的燈具等。(4) 采用節(jié)電的照明系統(tǒng)1) 采用不同電光源混合照明(混光照明)。2) 采用科學的管理系統(tǒng)。(5) 充分利用自然光源從建筑設(shè)計上優(yōu)化照明條件，縮短電氣照明時間，達到節(jié)電的目的。6.空調(diào)系統(tǒng)的電能節(jié)約第三節(jié)無功功率的人工補償一、無功功率人工補償設(shè)備二、并聯(lián)電容器的結(jié)線三、并聯(lián)電容

18、器的裝設(shè)位置圖8-12并聯(lián)電容器在供電系統(tǒng)中的裝設(shè)位置及補償效果第三節(jié)無功功率的人工補償1.高壓集中補償圖8-13高壓集中補償電容器組的電路圖第三節(jié)無功功率的人工補償8Z14.tif3.單獨就地補償?shù)谌?jié)無功功率的人工補償8Z15.tif四、并聯(lián)電容器的控制1.手動投切的并聯(lián)電容器第三節(jié)無功功率的人工補償1) 補償?shù)蛪夯緹o功功率(即設(shè)備正常運行時所需的最小無功功率)的電容器組。2) 補償常年穩(wěn)定的無功功率的電容器組。圖8-16手動投切的低壓電容器組第三節(jié)無功功率的人工補償3) 補償長期投入運行的變壓器及變配電所內(nèi)投切次數(shù)較少的高壓電動機的電容器組。2.自動控制的并聯(lián)電容器圖8-17低壓自動補

19、償電容器原理電路圖第三節(jié)無功功率的人工補償(1) 采用采用CMOS集成電路元件組成的集成電路元件組成的ZKW型無功功率自動補償控制器型無功功率自動補償控制器ZKW型無功功率自動補償控制器具有工作穩(wěn)定、型無功功率自動補償控制器具有工作穩(wěn)定、性能可靠、靈敏度高、抗干擾能力強、體性能可靠、靈敏度高、抗干擾能力強、體積小、消耗功率小等優(yōu)點。積小、消耗功率小等優(yōu)點。第三節(jié)無功功率的人工補償8Z18.tif1) 測量部分。2) 比較部分。第三節(jié)無功功率的人工補償3) 時鐘脈沖。4) 循環(huán)計數(shù)器。5) 過電壓保護電路。6) 基準電源。7) 電源電路。(2) 采用單片機構(gòu)成的無功功率自動補償控制器單片機具有體

20、積小、功耗低、價格便宜、使用靈活、控制能力強、可靠性高等優(yōu)點，已成為科技領(lǐng)域的有力工具，人類生活的有益助手。1) 系統(tǒng)的硬件框圖及工作原理。第三節(jié)無功功率的人工補償圖8-19單片機無功補償控制器框圖2) 系統(tǒng)的軟件設(shè)計。第三節(jié)無功功率的人工補償8Z20.tif3) 系統(tǒng)的主要特點。五、并聯(lián)電容器的保護1.并聯(lián)電容器保護的一般要求2.并聯(lián)電容器短路保護的整定第三節(jié)無功功率的人工補償六、并聯(lián)電容器的運行維護1.并聯(lián)電容器的投入和切除1) 電容器爆炸。2) 接頭嚴重過熱。3) 套管閃絡放電。4) 電容器噴油或燃燒。5) 環(huán)境溫度超過40C。2.并聯(lián)電容器的維護第三節(jié)無功功率的人工補償七、低壓無功自動

21、補償屏圖8-21PGJ1型低壓無功自動補償屏的結(jié)線方案第四節(jié)計劃用電及電價與電費一、計劃用電的必要性(1) 計劃用電的必要性首先是由電力這一特殊商品的特點所決定的。(2) 計劃用電也是解決電力供需矛盾的一種措施即使在電力供需矛盾出現(xiàn)緩和的情況下，實行計劃用電也是很有必要的，它可以改善電網(wǎng)的運行狀態(tài)，保證電能的質(zhì)量。(3) 計劃用電也是電能節(jié)約的重要保證實行計劃用電，采取適當措施，包括利用電價制度這一經(jīng)濟杠桿來調(diào)整負荷，使電力系統(tǒng)“削峰填谷”，就能降低系統(tǒng)的電能損耗，提高供電設(shè)備的利用率。二、計劃用電工作的特點第四節(jié)計劃用電及電價與電費(1) 計劃用電工作是一項政策性很強的工作電力不足時要有保有

22、舍，如何取舍則要根據(jù)有關(guān)的方針和政策來確定，不能搞“一刀切”，也不能搞平均分配和自由分配。(2) 計劃用電工作是一項在不平衡中求平衡的工作實行計劃用電，就是在不平衡中求得暫時的平衡。(3) 計劃用電工作是地區(qū)性很強的工作各個地區(qū)水電和火電的比重不同，燃料構(gòu)成和自給程度不同，用電構(gòu)成不同，電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)不同，這些差別的存在說明各個電網(wǎng)有其地區(qū)特點。三、計劃用電的一般措施1) 建立健全計劃用電的各級能源管理機構(gòu)和制度，組建各級的能源辦公室或“三電”辦公室，作好用電負荷的預測和管理工作。2) 供用電雙方簽訂供用電合同。第四節(jié)計劃用電及電價與電費3) 實行分時電價，包括峰谷分時電價和豐枯季節(jié)電價。4) 按用戶的最大需量或最大裝設(shè)容量收取基本電費，促使用戶盡可能壓低負荷高峰，提高低谷負荷，以減小基本電費開支。5) 裝設(shè)電力負荷管理裝置。四、電價政策與電費計收1.電價與電價政策(1) 電價的概念電價是電力這類特殊商品在電力企業(yè)參與市場經(jīng)濟活動中進行貿(mào)易結(jié)算的貨幣表現(xiàn)形式，是電力商品價格的總稱。1) 對電力企業(yè)，電價是獲取資金以維持簡單再生產(chǎn)和擴大再生產(chǎn)的手段。2) 對電力用戶，電價意味著他們在取得電力使用價值時必須付出的代價。第四節(jié)計劃用電及電價與電費(2) 我國電價的管理原則我國電力法規(guī)定：“電價實行統(tǒng)一政策，統(tǒng)一定價原則，分級管理。(3) 制定電價的基本