工业企业用电的损耗及降损主要措施探讨

工业企业用电的损耗及降损主要措施探讨李军摘要：电网电能损耗是一个涉及面很广的综合性问题，主要包括管理损耗和技术损耗两部分。

本文首先介绍电网电能损耗的组成、降低电能损耗的原因分析及相关内容，然后从多个角度提出了降低电网电能损耗的技术改造措施。

关键词：电能损耗降低损耗技术措施一、概述电能是一种很重要的二次能源，其应用尤其是在工业生产中十分广泛在当前电能尚不能大量储存的情况下，电能的生产，传输和使用都是同时进行的，始终保持着供与用之间的平衡。

电能损耗主要来自用电设备和供配电系统的电能损耗。

而供配电系统的电能损耗，包括企业变配电设备、控制设备及输配电线路的电能损耗，在企业的电能损耗中所占的比例较大，而且很容易被人忽视。

因此，目前企业在不断降低生产成本，追求经济效益的情况下，进一步降低供配电系统中的电能损耗，使电气设备及供电线路处于最佳经济运行状态，从而提高用电效益是很必要的。

限于篇幅，这里只浅谈工业企业用电的损耗及降损主要措施。

二、电网电能损耗的组成及降低损耗的原因分析（一）电能损耗的组成电能损耗是指输电网络、配电网络损耗电量的总称。

主要包括管理损耗和技术损耗两部分。

是由管理因素和人为因素造成的线损，需要加强管理来减少不明损耗；技术损耗又称理论损耗，是电网中各元件电能损耗的总称，可分为可变损耗和固定损耗两种。

（二）降低电能损耗的原因分析降低电能损耗不但可以减少电费开支，提高经济效益，挖掘配电设备供电能力，而且对国家能源利用、环境保护、资源优化配置也是非常有利。

例如，在一选厂最大负荷为1.5万kW的电力系统中，若有功损耗占15%，则损耗有功功率为0.225万kW；如果年最大负荷利用小时为4000h，则每年损耗电能900万kW•h，按每千瓦时的电价为0.56元人民币计算，则可节约资金为504万元人民币。

所以，降低电能损耗是电网设计、运行和使用中的一项重要任务，公司各级相关部门应把电网的降损工作摆在重要位置。

结合本人的实践经验，降低电网电能损耗可以通过以下几个方面的技术改造措施来实现。

三、降损措施（一）改造或更新低效高耗产品，采用高效节能设备以高效节能的电气设备来取代低效高耗的用电设备，是降损节能的一项基本措施，其经济效益非常明显。

比如一选厂前期更换520盏200W白炽灯，更换为45节能灯，平均每天亮,7h，则全厂一年可节电为（200－45）/1000*7h×365×520=20.6万kW•h，按每千瓦时的电价为0.56元人民币计算，则可节约资金为11.53万元人民币。

由计算结果可知，采用高效节能设备节电效益十分显著。

（二）电网降损技术措施采取行之有效的技术措施是降低电网电能损耗的重要途径，工业企业从实际情况出发，要认真搞好供电网络规划建设、调整电网布局、电网升压改造、简化电压等级、合理调整运行电压、缩短设备与变压器的距离、减少迂回供电、换粗导线截面、更换高能耗变压器、增加无功补偿容量等。

①电网升压改造。

电网升压改造是指在用电负荷增长，造成线路输送容量不够或者能耗过大，以及为了简化电压等级所采取的技术措施。

②合理调整运行电压。

合理调整运行电压指通过调整供电部门电压和变压器分接头，在母线上投切电容器及调相机调压等手段，在保证电压质量的基础上适度地调整。

③更换导线截面。

在输送负荷不变的情况下，更换导线截面，减少线路电阻可以达到降损节能的效果。

（三）线路的经济运行按经济电流密度运行的降损节电效果，经济电流密度是根据节电投资、年运行费用及有色金属消耗量等因素制定的。

选用导线截面时，应根据负荷性质考虑最大负荷利用小时数。

导线按经济电流运行电能损耗降低幅度大，导线越细，降低幅度越大。

增加并列线路运行，指由同一电源至同一受电点增加一条或几条线路并列运行。

（四）变压器经济运行变压器运行方式普遍存在着非经济运行状况。

1凡一台变压器能承担的负载就不使用两台变压器运行。

2凡小容量变压器能承担的负载就不使用大容量变压器运行。

3部分变压器出现“大马拉小车”的情况要及时调整或更换。

4变压器利用率越高，损耗就越小，尔这种认识也不完全符合实际。

开展变压器经济运行工作是改变变压器高损现象的重要技术和管理手段。

（五）降低配电变压器电能损耗配电变压器的损耗是配电网络损耗的主要组成部分，故降低配电变压器损耗是降低网损的有效途径之一。

通常采用以下方法：1淘汰高损耗配电变压器。

2停用空载配电变压器。

3加装低压电容器。

4合理配置配电变压器容量。

（六）配电网的无功补偿配电网的无功补偿也属于降低配电网线损的技术措施。

1无功功率与电压及线损的关系。

首先，电力系统中无功平衡与电压水平有着密切关系。

如果发电机有足够的无功备用，系统的无功电源比较充足，就能满足较高电压下的无功平衡的需要，系统就有较高的运行电压水平。

反之，无功不足，系统只能在较低的电压水平下运行。

在电力系统中应力求做到在额定电压下的系统无功平衡，并根据实现额定电压下的无功平衡要求装设必要的无功补偿设备。

其次，无功是影响电压质量的一个重要因素。

电压是电能质量的主要指标之一，保证电压质量，即保证端电压的偏移和波动都在规定的范围内，是电网运行的主要任务之一。

从电压损耗的公式ΔU= （PR+ QX）/U可见，在电网结构（R，X）确定的情况下，电压损耗与输送的有功功率和无功功率都有关，而在输送的有功功率一定的情况下，电压损耗主要取决于输送的无功功率。

造成电压波动的主要因素：一是用电设备无功负荷的变化，二是电网内无功潮流的变化。

如果电网中没有足够的无功补偿设备和调压装置，就会产生大的电压波动和偏移，甚至出现不允许的低电压或高电压运行状态。

保证电网的电压质量，与无功的平衡之间存在着不可分割的关系。

三，无功是影响线路损耗的一个重要因素。

电压质量对电力系统稳定运行、降低线路损耗和保证安全生产都有着重要意义。

因为，如果大量的无功不能就地供应，而靠流经各级输变电设备长途输送，就会产生较大的电能损耗和电压降落，若无适当的调压手段，便会造成电网低电压运行。

相反，当电网有足够的无功电源，设备所需的无功又大大减少时，输送中的无功损耗也相应减少，设备端电压便会显著上升，甚至出现电网高电压运行现象。

如果无功过补偿，过剩的无功反向流向电网也会造成电能损失。

2配电网的主要无功负荷。

变压器是个大感性负载，有功功率损耗一般可以忽略不计，容量越大其无功功率的消耗就越大，无功功率本身并不损耗能量，它仅完成电磁能量的相互转换，但是在电网传输过程中会造成相应的有功损耗，其产生的电压降也影响电网质量，对公司来说，无功电量增加会提高用电成本。

变压器的无功功率损耗包括励磁无功损耗和漏抗无功损耗两部分，励磁无功损耗与运行电压平方成正比，但无功电量增加会使得过电压运行大幅度增加，过压百分之五励磁无功损耗增加一倍，过压百分之十励磁无功损耗增加倍数非常大，所以过电压运行会增加电网对无功补偿的需求。

对容量小、空载电流大、负荷率低、运行电压偏高的矿产品公司电网，变压器的励磁功率在电网无功负荷中所占比重很大，该无功负荷可认为基本不变，且运行时间最长，对其补偿的经济性最好，所以无功补偿的首要任务就是补偿变压器的励磁功率。

3配电网无功补偿的原则。

（1）无功补偿尽量做到使无功就地平衡，尽量减少从电源侧输送的无功电力；（2）配电网无功补偿的设备以安装维护方便、成本低、补偿效益好的电容器为主；（3）配电网无功补偿既要满足全网总的无功电力平衡，又要满足分线、分站的无功电力平衡，尽可能地使长距离输送的无功电力最小；（4）集中补偿和分散补偿相结合，以分散补偿为主。

在变电站进行集中补偿，在线路上用电设备处和变压器旁进行分散补偿，以实现就地（近）补偿；（5）高压补偿和低压补偿相结合，以低压补偿为主；（6）降损与调压相结合，以减损为主，兼顾调压；（7）力求取得最佳的补偿效果，要防止负荷轻载时的过补偿。

4配电网无功补偿的标准。

功率因数补偿的高低，既要考虑经济性，又要达到要求。

补偿得过高，投资高而不经济，过补偿反而又使线损增加；补偿得过低达不到降低线损的目的，对于参与利率考核的用户，由于利率电费的增加也不经济。

一般补偿的标准以达到规定要求为准。

按照电力工业部1996年颁布的《供电营业规则》规定，用户的功率因数应达到以下标准：100千伏安及以上高压供电的用户功率因数的标准为0.9。

其它电力用户和大、中型电力排灌站、定购转售电企业，功率因数的标准为0.85。

农业用电功率因数的标准为0.8。

5提高功率自然因数。

利用现有设备，提高自然功率因数，降低用电设备所需的无功功率是无功平衡的首要措施。

负荷的自然功率因数是指未进行无功补偿前的功率因数，提高功率自然因数的方法如下：（1）合理选择和使用感应电动机。

感应电动机是影响功率因数的最重要因素，在容量相同时，一般高转速的电动机比低转速的电动机功率因数高。

在容量、型式、转速相同时，鼠笼式电动机比绕组式电动机的功率因数高约4-5%，开启式电动机较封闭式电动机的功率因数高。

因此，选择电动机时，在满足机械性能、电气指标及环境等情况下，尽可能选择功率因数高的电动机。

（2）因为感应电动机吸收的无功功率与加在每个定子绕组上的电压平方成正比，根据式Q=U2/R，所以当电动机长期所带负荷小于其额定负荷时，减低电动机定子上所加的电压，以降低电动机吸收的无功功率。

（3）合理选择配电变压器的容量和台数变压器在运行中由于建立主磁通而要消耗一定数量的无功功率。

如果变压器的容量比实际负荷大得多，则将使变压器经常处于低负荷的状态下运行，这样变压器本身将消耗多余的无功功率。

因此在选择变压器的容量时，一般考虑负荷率在75-80%最合适，这时，变压器的效率也最佳。

所以，合理选择配电变压器的容量和台数，使负荷率增高，从而提高功率因数。

6无功功率补偿办法。

根据无功负荷分布的特点，按照无功功率就地补偿的原则，应采用以分散补偿和集中补偿相结合的补偿方式，更好地实现降低网损的目的。

分散补偿就是对分散的配电变压器以及分散的设备感性负荷进行分散就地补偿，集中补偿就是对主变压器、输电线、配电线在变电所的主变压器二次侧进行集中补偿。

在电力系统中，有功不足将引起频率下降，无功不足将导致电压下降。

电网中常用的几种无功补偿措施有：（1）调相机补偿。

调相机是一种专门设计的无功功率发电机，是一种不带机械负载的可以过励磁或欠励磁运行的发电机，一般装设在枢纽变电站。

（2）静止无功补偿装置（SVC）。

静止无功补偿装置是七十年代发展起来的无功补偿技术，是一种利用电容器、电抗器和电力电子装置组合而成的无功功率补偿设备，也称静止无功补偿器。

（3）电容器补偿。

并联电容补偿是目前应用最广的一种调压方式，可永久连接或用断路器连接至系统某些节点上。

当系统无功不足时，补偿装置要尽量装在无功负荷的中心，做到无功功率就地平衡。