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摘 要：日常生活生产中，节约能源，减排减放，保护环境是我国实行可持续发展的科学发展方针中的重要组成部分。为响应当前党中央提出建设“资源节约型、环境友好型”社会的号召，本文就工业企业当前的用电现状，分别从供配电系统、动力设备、照明系统等对电气节能措施进行系统简略的阐述，供大家参考。
关键词：节能供配电系统 动力设备 照明
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
一：前言
我国是个人口大国，各类能源虽然储量比较丰富，但相对平均人口非常短缺，且能源浪费情况相当严重。其中，作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出，部分地区缺电或用电高峰电压不足已严重制约着国民经济的发展。由于人口的增加，工业化和城镇化的发展, 工业企业的迅速兴起，导致能源消耗剧增，能源危机迫在眉睫。多数民营企业，其电气能耗高达80%。因此，在新形势下企业用电如何达到节能环保，是每一个企业所要考虑的首要问题。民营企业电气工程建设因受起点、资金、技术等方面的限制，常常追求快速上马，忽略电气节能方面的技术措施。而电气工程的每一个环节都很重要，正确规范的各系统的设计和运作下，企业整体的电气能耗会大幅降低，达到节约资源，保护环境，可持续发展的目的。
二：供配电系统的节能
2.1电网供电电压
一般工业的供电电压范围为交流10kV及以下，以交流10kV为主。但对于大型工业企业、工业园区等，由于电力负荷大、可靠性要求高，通过经济、技术的综合比较，供电电压也可采用110KV甚至220KV。对于不同的地区、不同的企业，也有采用3kV、6kV、35kV、66kV供电电压的。对于输出电压，可优先选择660V作为动力电压。
根据P=UI和P=I2Rt可知，当功率一定，电压提高，电流变小。2.2 减少变压器的功率损耗供配电系统的节能设计的主要目的，在于减少变压器以及线路上的电能损耗。对于变压器来说，减少变压器上的电能损耗，首先是要选择空载损耗低、节能型的变压器。可以选用S9、SL9、SC8型等油浸变压器或干式变压器, 这些变压器采用优质冷轧取向硅钢片，钢片的磁畴方向一致并加上45°的全斜接缝结构, 能够有效减少铁芯的涡流损耗以及漏磁损耗。其次是变压器的选择，应选用绕组阻值较小的变压器。绕组阻值大, 则电流损耗也大。在这方面要尽可能选用铜芯变压器, 因为金属铜的电阻小，这样当电流通过时，电流损耗也就比较小。据估计，目前在电网上运行的10 kV 和35 kV 级变压器容量约有10亿kVA以上。由于其使用量大，运行时间长，变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力，特别是量大面广的10kV 和35kV级变压器。选择高效节能产品，不仅对节约能源具有重要意义，同时还可以大大降低变压器的运营成本，是改善企业经济效益的重要途径。对于高层建筑、地下建筑、化工等单位及对消防要求较高场所，宜采用低损耗节能型干式电力变压器(SG10、SG11、SC6等系列)。对电网电压波动较大，为改善电能质量，宜采用有载调压电力变压器2.3 降低线路的损耗当电网输送电能时，在网络中就产生功率损耗，它与线路的参数以及负荷大小密切相关。提高电网的功率因数，减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下：(1)合理选择线路路径。为减小导线长度，线路尽可能走直线，不走或少走回头线。同时注意热胀冷缩效应，适当放松导线。(2)合理确定电气功能用房的位置。变压器应尽量接近负荷中心，以减少供电半径；在工业企业，低压配电室应靠近生产车间，且低压配电室与车间位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。(3)增大导线截面。利用季节性负荷线路，按满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级选择导线截面。将办公及生活用电系统单独供电，一是工业用电的电价与生活电价不同，二是避免生产大功率设备的启动，会引起电网电压波动而对办公电器设备造成不利的影响。
三：动力设备系统的节能作为动力源的电动机，是企业生产的主要用电设备，其耗电量极大。减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数，主要可以从以下几个方面着手。
(1)异步电动机是工业企业中常用的动力设备，也是需要无功功率的主要设备，在有些类型的工厂内，电动机所需的无功功率甚至可达工厂总无功功率的70％左右。因此电动机的容量应根据负载特性和运行要求合理选择，使电动机工作在高效率范围内。电动机型号的选择，也应选用节能产品。现有已运行的电动机中，如负载经常低于40％，则应予以更换。对空载率高于60％的电动机，应加装限制电动机空载运行的装置。对于需要控制和调节的设备应用调速电机或变频电机，调速方式可根据生产要求，采用合理的调速方案。
(2)采用高效率电动机。减少电动机的各部分损耗(主要为空载损耗及负载损耗)，提高电动机的效率和功率因数。根据负荷特性，合理地选择电动机。首先要了解负荷的特性，然后根据电机的工作环境及负载特点选用合适的电动机，避免“大马拉小车”的现象出现，以提高电动机运行的效率和功率因数。
(3)轻载电动机采取降压运行，对经常处于轻负荷运行的电动机，应采用三角-星切换装置。当负荷系数低于0.13时，将三角形接法的电动机改为星形接法，可以达到良好的节电效果。对于经常轻载(负载率小于014)的生产机械，也可采用具有启动功能的轻载节电器，以达到“轻载降压运行节点”的目的。 (4)根据负载情况对电动机采取就地补偿。对距离供电点较远的大、中容量连续运行工作机制的电动机，应采取电动机的无功功率就地补偿装置。单对单台电动机补偿容量不宜过大，以免产生自励磁过电压。具体无功功率补偿计算方法如下：
企业自然平均功率因数为
2
式中p—企业计算有功功率（kW）；
Q—企业计算无功功率（kVar）；
αη—— —年平均有功、βη无功负荷系数，αη一般取0.7~0.75，βη一般取0.76~0.82。
企业月平均功率因数应不低于0.9，若不满足要求，则应采取必要措施提高功率因数，如装设无功功率补偿装置。最为经济简单的办法就是采用并联电容器进行补偿，补偿容量应不小于QC： QC=p（tanφ1—tanφ2)
四：.照明节能设计4.1 充分利用自然光充分利用自然光，减少照明器的使用时间，不仅直接减少了照明功耗，同时也降低了照明器及其配套设施的损耗。因此，减少照明器的使用时间对于照明系统的节能尤为重要。为此，在设计的时候，就要充分考虑运用天然光源作为照明光源，通过“ 采光窗“，将天然光引入室内，从而降低照明器的使用时间。同时，对于办公楼宿舍等公共场所，如走廊、楼梯间、卫生间等地方，由于不是人们生产生活的主要场所, 没必要始终照明，对此可以采用智能装置，控制照明器的使用，从而达到节能的目的。4.2 选择合理的照明方式减少照明器及配套设施的额定功耗也直接降低了照明功耗，为此要确定合理的照明方式。根据场所的不同的功能要求，选择一般照明、局部照明或混合照明。在光源的選择上，要尽可能选择光效高，寿命长的光源，同时，光源配合合适的灯具才能发挥其最大的作用。如果选择了不恰当的灯具，就会导致光源的效率大大降低，单位面积能量损失最高达可35。如果为光源选择了恰当的灯具，则光源能够充分发挥效率，能够使得单位面积耗电量明显下降，从而达到节能环保的目的。
选用合理的照明方案。优先选用节电、发光效率高的新光源和照明器，应逐步淘汰白炽灯光源。对于气体放电灯，应选用节能型镇流器。厂房内照明应根据工作场所条件，采用不同类型的光源和灯具。对视觉等级要求较高的场所、需要照度较高的局部工作场所、一般照明达不到要求的局部工作面，应采用混合照
在灯具的具体选用上，应根据室内占空比RCR来确定选用宽或中窄光束的照明灯具。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）及紧凑型荧光灯，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。
工企业照明主要需要解决的问题包括照度水平的确定、照度计算、光源及灯具的选择、照明器的布置、照明供电方案及照明控制方式、安全与节能等。对于能集中控制的室外照明，宜选用光电自动控制装置。照明用电应装设单独的计量仪表进行考核。
五：建立节电的机构和制度
(1)建立专门的节电机构。工业企业的节电工作，根据不同情况，建立相应的专门机构或由专人管理，将用电管理和组织管理紧密结合起来，严格地按照用电指标进行规范管理，充分发挥每度电在国民经济中的作用。
(2)建立合理的节电制度。为了有效地节约电能，一般宜建立以下基本制度：
1) 用电管理制度。包括新增用电设备的报装、审批、电能的分配和违章用电的处理等；
2) 单位产品耗电定额的管理。管理制度包括耗电定额的测定与分析，耗电定额的制定和核定，耗电定额的技术资料管理和执行耗电定额的奖惩规定以及对负荷率和负荷曲线进行分析研究。必要时进行全厂或部分设备的电能平衡，对输入电能，利用电能及损耗原因进行分析，提出合理的指标和措施；
3) 建立电能计量测试仪表管理制度。包括电能计量仪表的校验、调试、修理、仪表在定额管理制度的作用及仪表的合理配备等，这是促进电能计量工作准确无误的有力措施；
4) 建立用电设备管理制度。定期进行检查、维修、并分析运行情况，提出节电措施，保证用电设备在高效率下运行。
总之，工业企业电气节能是一项关系重大，影响深远的系统工程。工企业都具有巨大的节能潜力，贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期。它所考虑的不仅仅是纯粹的节约, 选择合理的设计方案，可以有效地减小电能损耗，提高企业电气系统运行的经济性，对提高电能的利用率、节约电能、促进经济可持续发展和贯彻实施党中央的建設资源节约型和环境友好型社会具有重要的意义。
参考文献：
【1】《工业与民用配电设计手册》中国电力出版社
【2】《电气工程师手册》第二版田培斌工业与民用建筑电气工程。
作者简介：
程亚兵，男，1968年生， 安徽芜湖市无为县人。安徽弘博电缆有限公司副总工，电气工程师，中级电工
王社兵：男，1962年生， 安徽芜湖市无为县。安徽弘博电缆有限公司总工，工程师
王岳嵩男 1986年生，安徽芜湖市无为县，安徽华宇电缆集团有限公司制造部经理。高级电线电缆检验工，无为县优秀青年岗位能手。拥有一项实用新型专利，八项安徽省科学技术研究成果。
关键词：节能供配电系统 动力设备 照明
中图分类号： TE08 文献标识码： A 文章编号：
一：前言
我国是个人口大国，各类能源虽然储量比较丰富，但相对平均人口非常短缺，且能源浪费情况相当严重。其中，作为二次能源的电能供需矛盾近年来越来越突出，部分地区缺电或用电高峰电压不足已严重制约着国民经济的发展。由于人口的增加，工业化和城镇化的发展, 工业企业的迅速兴起，导致能源消耗剧增，能源危机迫在眉睫。多数民营企业，其电气能耗高达80%。因此，在新形势下企业用电如何达到节能环保，是每一个企业所要考虑的首要问题。民营企业电气工程建设因受起点、资金、技术等方面的限制，常常追求快速上马，忽略电气节能方面的技术措施。而电气工程的每一个环节都很重要，正确规范的各系统的设计和运作下，企业整体的电气能耗会大幅降低，达到节约资源，保护环境，可持续发展的目的。
二：供配电系统的节能
2.1电网供电电压
一般工业的供电电压范围为交流10kV及以下，以交流10kV为主。但对于大型工业企业、工业园区等，由于电力负荷大、可靠性要求高，通过经济、技术的综合比较，供电电压也可采用110KV甚至220KV。对于不同的地区、不同的企业，也有采用3kV、6kV、35kV、66kV供电电压的。对于输出电压，可优先选择660V作为动力电压。
根据P=UI和P=I2Rt可知，当功率一定，电压提高，电流变小。2.2 减少变压器的功率损耗供配电系统的节能设计的主要目的，在于减少变压器以及线路上的电能损耗。对于变压器来说，减少变压器上的电能损耗，首先是要选择空载损耗低、节能型的变压器。可以选用S9、SL9、SC8型等油浸变压器或干式变压器, 这些变压器采用优质冷轧取向硅钢片，钢片的磁畴方向一致并加上45°的全斜接缝结构, 能够有效减少铁芯的涡流损耗以及漏磁损耗。其次是变压器的选择，应选用绕组阻值较小的变压器。绕组阻值大, 则电流损耗也大。在这方面要尽可能选用铜芯变压器, 因为金属铜的电阻小，这样当电流通过时，电流损耗也就比较小。据估计，目前在电网上运行的10 kV 和35 kV 级变压器容量约有10亿kVA以上。由于其使用量大，运行时间长，变压器在选择和使用上存在着巨大的节能潜力，特别是量大面广的10kV 和35kV级变压器。选择高效节能产品，不仅对节约能源具有重要意义，同时还可以大大降低变压器的运营成本，是改善企业经济效益的重要途径。对于高层建筑、地下建筑、化工等单位及对消防要求较高场所，宜采用低损耗节能型干式电力变压器(SG10、SG11、SC6等系列)。对电网电压波动较大，为改善电能质量，宜采用有载调压电力变压器2.3 降低线路的损耗当电网输送电能时，在网络中就产生功率损耗，它与线路的参数以及负荷大小密切相关。提高电网的功率因数，减少电网的无功功率及导线中的电阻等均能降低电网中的线损。具体途径如下：(1)合理选择线路路径。为减小导线长度，线路尽可能走直线，不走或少走回头线。同时注意热胀冷缩效应，适当放松导线。(2)合理确定电气功能用房的位置。变压器应尽量接近负荷中心，以减少供电半径；在工业企业，低压配电室应靠近生产车间，且低压配电室与车间位置的布局上应使线路都分向前送，尽可能减少回头输送电能的支线。(3)增大导线截面。利用季节性负荷线路，按满足载流量、热稳定、保护的配合及电压损失所选定的截面，再加大一级选择导线截面。将办公及生活用电系统单独供电，一是工业用电的电价与生活电价不同，二是避免生产大功率设备的启动，会引起电网电压波动而对办公电器设备造成不利的影响。
三：动力设备系统的节能作为动力源的电动机，是企业生产的主要用电设备，其耗电量极大。减少电动机电能损耗的主要途径是提高电动机的效率和功率因数，主要可以从以下几个方面着手。
(1)异步电动机是工业企业中常用的动力设备，也是需要无功功率的主要设备，在有些类型的工厂内，电动机所需的无功功率甚至可达工厂总无功功率的70％左右。因此电动机的容量应根据负载特性和运行要求合理选择，使电动机工作在高效率范围内。电动机型号的选择，也应选用节能产品。现有已运行的电动机中，如负载经常低于40％，则应予以更换。对空载率高于60％的电动机，应加装限制电动机空载运行的装置。对于需要控制和调节的设备应用调速电机或变频电机，调速方式可根据生产要求，采用合理的调速方案。
(2)采用高效率电动机。减少电动机的各部分损耗(主要为空载损耗及负载损耗)，提高电动机的效率和功率因数。根据负荷特性，合理地选择电动机。首先要了解负荷的特性，然后根据电机的工作环境及负载特点选用合适的电动机，避免“大马拉小车”的现象出现，以提高电动机运行的效率和功率因数。
(3)轻载电动机采取降压运行，对经常处于轻负荷运行的电动机，应采用三角-星切换装置。当负荷系数低于0.13时，将三角形接法的电动机改为星形接法，可以达到良好的节电效果。对于经常轻载(负载率小于014)的生产机械，也可采用具有启动功能的轻载节电器，以达到“轻载降压运行节点”的目的。 (4)根据负载情况对电动机采取就地补偿。对距离供电点较远的大、中容量连续运行工作机制的电动机，应采取电动机的无功功率就地补偿装置。单对单台电动机补偿容量不宜过大，以免产生自励磁过电压。具体无功功率补偿计算方法如下：
企业自然平均功率因数为
2
式中p—企业计算有功功率（kW）；
Q—企业计算无功功率（kVar）；
αη—— —年平均有功、βη无功负荷系数，αη一般取0.7~0.75，βη一般取0.76~0.82。
企业月平均功率因数应不低于0.9，若不满足要求，则应采取必要措施提高功率因数，如装设无功功率补偿装置。最为经济简单的办法就是采用并联电容器进行补偿，补偿容量应不小于QC： QC=p（tanφ1—tanφ2)
四：.照明节能设计4.1 充分利用自然光充分利用自然光，减少照明器的使用时间，不仅直接减少了照明功耗，同时也降低了照明器及其配套设施的损耗。因此，减少照明器的使用时间对于照明系统的节能尤为重要。为此，在设计的时候，就要充分考虑运用天然光源作为照明光源，通过“ 采光窗“，将天然光引入室内，从而降低照明器的使用时间。同时，对于办公楼宿舍等公共场所，如走廊、楼梯间、卫生间等地方，由于不是人们生产生活的主要场所, 没必要始终照明，对此可以采用智能装置，控制照明器的使用，从而达到节能的目的。4.2 选择合理的照明方式减少照明器及配套设施的额定功耗也直接降低了照明功耗，为此要确定合理的照明方式。根据场所的不同的功能要求，选择一般照明、局部照明或混合照明。在光源的選择上，要尽可能选择光效高，寿命长的光源，同时，光源配合合适的灯具才能发挥其最大的作用。如果选择了不恰当的灯具，就会导致光源的效率大大降低，单位面积能量损失最高达可35。如果为光源选择了恰当的灯具，则光源能够充分发挥效率，能够使得单位面积耗电量明显下降，从而达到节能环保的目的。
选用合理的照明方案。优先选用节电、发光效率高的新光源和照明器，应逐步淘汰白炽灯光源。对于气体放电灯，应选用节能型镇流器。厂房内照明应根据工作场所条件，采用不同类型的光源和灯具。对视觉等级要求较高的场所、需要照度较高的局部工作场所、一般照明达不到要求的局部工作面，应采用混合照
在灯具的具体选用上，应根据室内占空比RCR来确定选用宽或中窄光束的照明灯具。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）及紧凑型荧光灯，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。
工企业照明主要需要解决的问题包括照度水平的确定、照度计算、光源及灯具的选择、照明器的布置、照明供电方案及照明控制方式、安全与节能等。对于能集中控制的室外照明，宜选用光电自动控制装置。照明用电应装设单独的计量仪表进行考核。
五：建立节电的机构和制度
(1)建立专门的节电机构。工业企业的节电工作，根据不同情况，建立相应的专门机构或由专人管理，将用电管理和组织管理紧密结合起来，严格地按照用电指标进行规范管理，充分发挥每度电在国民经济中的作用。
(2)建立合理的节电制度。为了有效地节约电能，一般宜建立以下基本制度：
1) 用电管理制度。包括新增用电设备的报装、审批、电能的分配和违章用电的处理等；
2) 单位产品耗电定额的管理。管理制度包括耗电定额的测定与分析，耗电定额的制定和核定，耗电定额的技术资料管理和执行耗电定额的奖惩规定以及对负荷率和负荷曲线进行分析研究。必要时进行全厂或部分设备的电能平衡，对输入电能，利用电能及损耗原因进行分析，提出合理的指标和措施；
3) 建立电能计量测试仪表管理制度。包括电能计量仪表的校验、调试、修理、仪表在定额管理制度的作用及仪表的合理配备等，这是促进电能计量工作准确无误的有力措施；
4) 建立用电设备管理制度。定期进行检查、维修、并分析运行情况，提出节电措施，保证用电设备在高效率下运行。
总之，工业企业电气节能是一项关系重大，影响深远的系统工程。工企业都具有巨大的节能潜力，贯穿于项目的决策、设计、施工、投产、使用等整个周期。它所考虑的不仅仅是纯粹的节约, 选择合理的设计方案，可以有效地减小电能损耗，提高企业电气系统运行的经济性，对提高电能的利用率、节约电能、促进经济可持续发展和贯彻实施党中央的建設资源节约型和环境友好型社会具有重要的意义。
参考文献：
【1】《工业与民用配电设计手册》中国电力出版社
【2】《电气工程师手册》第二版田培斌工业与民用建筑电气工程。
作者简介：
程亚兵，男，1968年生， 安徽芜湖市无为县人。安徽弘博电缆有限公司副总工，电气工程师，中级电工
王社兵：男，1962年生， 安徽芜湖市无为县。安徽弘博电缆有限公司总工，工程师
王岳嵩男 1986年生，安徽芜湖市无为县，安徽华宇电缆集团有限公司制造部经理。高级电线电缆检验工，无为县优秀青年岗位能手。拥有一项实用新型专利，八项安徽省科学技术研究成果。