浅谈工厂技术改造与节能降损

应骁 金祎 冯超

摘 要：最近几年，为了推动我国经济由粗放型向集约型转变，国家越来越重视节能减排。工厂作为耗电量比较大的企业单位，在节能减排上具有比较大的潜力，同时，也可以降低工厂的运行成本。本文根据工厂供电的相关理论，从整体和系统上对工厂的节能降损进行分析以及研究。在保证工厂供电安全稳定的基础上，来实现节能降损指标，从而提升企业的经济效益。

关键词：工厂电气；节能降损；电气技术

近年来，随着我国国民经济的发展，我国社会的居民用电和工厂用电急剧增加，尤其是工业用电的增加量尤其突出。面对日益严重的能源短缺，必须对工厂相关的电气设备进行技术改造，以实现节能降损的目标。为了实现工厂节能降损的目标，首先应该對工厂的供电系统进行了解。电能在工厂中要经过变压器、架空线路等输电装置，最后到达各个车间的用电设备。因此，应该从变压器、输电线路和用电设备等3个方面对工厂进行分析，从而实现节能降损的目标。

1 供配电系统节能降损分析

1.1 变压器的节能降损分析

工厂供电的变压器可以分为厂区主变压器和车间变压器。对于较大的工厂，主变压器的规格为110kV/35kV，而对于厂区较小或用电不大的工厂，其主变压器的规格为35kV/10kV。而车间变压器的主要作用是将35kV或者10kV电压等级的降到380V和220V。因此，主变压器一定要选择容量比较大、安全性和运行稳定性都比较好的变压器。

变压器中的损耗可以有功功率损耗和无功功率损耗，其计算公式为：

其中△P为变压器的有功损耗，单位为kW，PK为变压器的短路损耗，Sl、SN分别为变压器的实际运行容量和额定容量，P0为变压器的空载损耗；△Q为变压器的无功功率损耗，UK%、I0%分别为变压器的短路电压百分数和空载电流百分数。

由①和②式可知，在选择变压器时，应选择空载损耗和短路损耗都较低的变压器，从而降低变压器的有功功率损耗；选择短路电压百分数和空载电流百分数的变压器，从而降低变压器的无功功率损耗。对于工厂的主变压器还可以选择制造工艺比较先进的高新能变压器。及时更换旧式变压器，有些地方仍在使用旧式变压器，旧式变压器自身损耗就比较大，为此选择新型的节能型变压器，对节能降损有一定的帮助作用。

另外，提高供电系统的功率因数，可以达到节能降损的目的。由于工厂中有大量的电动机等感性设备，这些感性设备正常工作时需要大量的无功功率，这就降低了工厂供电的功率因数，造成了大量的无功功率在电网中流动。为了避免这种情况的出现，应在主变压器处安装无功功率补偿装置，常用的有同步补偿机、静止无功发生器等。

1.2 输电线路的节能降损分析

由于输电线路本身具有电阻和电感，输电线路在传输电能的过程当中会产生一定的功率损耗。电力线路中的损耗不仅降低了线路的输电能力，而且还造成了能源的浪费。若是线路参数选择不正确，这部分的能源的浪费将会更大。对于工厂的主供电线路，由于线路较长，线路中的电流较大，这部分线路中的功率损耗占线路损耗的绝大部分，而车间中的供电线路由于线路较短、线路的参数较小，从而这部分的损耗也较低。对于供电线路，其功率损耗的计算公式为：

式中△PZ、△QZ分别为线路的有功功率和无功功率损耗，R、X为线路的电阻和电感，P2、Q2和U2分别为线路末端的有功功率、无功功率和电压。

有功功率损耗在输电线路中转化为导线的热损而散失掉，而无功功率损耗则被导线中的电感消耗掉。由于线路的末端电压是一定的，工厂中的负荷也是一定的，即P2、Q2是一定的。因此要想降低输电线路的损耗，必须降低输电线路的电阻R和电感X。目前我国输电线路常用的导线是钢芯铝绞线，一般钢芯铝绞线的内层为一股或者多股的镀锌的钢绞线，外层则是由铝绞线构成。由于钢芯铝绞线的造价较低，其在输电线路中具有广泛的应用，但是由于它的电阻较大，导致它的损耗也比较大。因此，在工厂供电中，若是不接触腐蚀性的物质和不在恶劣环境下供电，一般不建议使用这种造价低、损耗较大的导线作为输电线路。

随着输电线路制造技术的发展，低阻抗的输电线路也具有许多种。例如，铝合金芯高导电率铝绞线、钢芯高导电率硬铝导线和中强度铝合金导线等。考虑到造价成本以及实际应用要求，本文推荐使用钢芯高导电率铝绞线。该输电线可以满足工厂供电的要求，钢芯高导电率铝绞线不仅具有造价低的特点，而且它的线路阻抗较小，具有较好的节能导电效果，从而可以达到节能降损的目的。

2 用电设备的节能损耗分析

对于以电动机为代表的动力设备是工厂用电的主要方面，也是工厂节能降损最有潜力的一个方面。在我国，由于技术的原因，一些电动机的损耗比较严重，再涉及调速的工业生产中，由于调速方法的落后，甚至有些企业在不用电动机时，让电动机进行空转，这都浪费了大量的电能。因此，工厂要及时淘汰掉技术落后、损耗较高的电动机，引进技术先进、能耗较低的电动机。在目前电动机的诸多调速方法中，以变频调速最为方便调节电动机的速度，只需改变供电的频率就可以改变电动机的速度，另外，变频调速也可以实现电能的最大利用，降低电动机的损耗。在选择变频器时，要使变频器的容量与电动机的容量相匹配，一般变频器的最大输出电流要大于设备电机最大电流的10%。

3 结语

工厂用电的节能技术改造具有十分重要的意义，一方面，它可以实现工厂的技术升级，降低企业的运行成本；另一方面，这也与我国实现节能减排的目标相一致，对促进我国经济发展和转型具有重要的意义。在企业节能降损的实施过程中，政府也应该出台相应的政策来鼓励企业来进行相关的技术改造。

参考文献

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[2]常华，林占宏，尹享军.浅论工厂电气技术改造与节能降损[J].电子世界，2014，（10）：300.