工厂供配电技术 第 9章第九章 工厂的节约用电工厂的节约用电 第九章内容提要
节约用电的意义
节约用电的方法
节约用电的途径
提高功率因数的方法工厂的节约用电 第九章
9.1.1 节约用电的意义电力是我国现代化建设的重要动力资源，是国民经济的命脉，是工农业生产的重要物质基础。电力紧张是我国面临的一个严重问题，供需矛盾较为突出。
从我国电能消耗的情况来看,70%以上消耗在工业部门，
所以工厂节能是个重点。节约电能，不只是减少工厂的电费开支，降低工业产品的生产成本，可以为工厂积累更多的资金，
更重要的是，由于电能能创造更多、更大的工业产值，因此多节约一度电，就能为国家创造若干财富，有力地促进国民经济的发展。所以节约电能具有十分重要的意义。
工厂的节约用电 第九章
9.1.2 节约用电的科学管理方法
加强电能管理，建立和健全合理的管理机构和制度。
实行统筹兼顾、适当安排、确保重点、兼顾一般、择优供应的原则。
实行计划供用电，提高电能利用率
实行“削峰填谷”的负荷调整。就是供电部门根据用户的不同用电规律，合理地、有计划地安排各用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷（即“削峰填谷”）。可采取各工厂错开双休日，工厂里各车间可错开工作时间等措施。提高供电能力，节约用电。
加强电力设备的运行维护和管理。
工厂的节约用电 第九章
9.1.3 节约用电的一般措施降低供电系统中的电能损耗
正确选择变压器的型号、容量、数量，采取合理的运行方式，
以及正确地确定变配电所的位置，必须合理选择电压等级，正确选择导线截面。
对不合理的供电系统进行技术改造，合理地选择变配电所址，
使变配电所尽量靠近负荷中心，减少线路电能损耗。合理地布线、
选择导线截面，有效的降低线损。
提高线路运行电压，是降低线路中电能损耗的有效措施合理选择和使用用电设备
合理选择设备容量和使用设备，发挥设备潜力，提高设备的负荷率和使用效率。合理使用电动机和变压器，提高自然功率因数。
采用人工补偿装置，提高功率因数工厂的节约用电 第九章
9.2.1 提高自然功率因数
1,正确选择异步电动机的容量异步电动机的额定功率应当尽量接近于所拖动的机械负荷
2,将轻负荷电动机改变接线改变电动机的内部接线，使异步电动机各绕组所承受的电压降低，从而减少异步电动机所取用的无功功率
3,限制异步电动机的空载将空载运行的异步电动机从供电线路上切除，就可以减小无功功率，提高功率因数
4,提高异步电动机的检修质量防止空气间隙增加，以免增大激磁电流，降低功率因数和效率
5,变压器的合理使用更换轻负荷的变压器，提高功率因数工厂的节约用电 第九章
9.2.2 采用人工补偿装置提高功率因数人工补偿装置，主要有同步补偿机和移相电容器。
同步补偿机是一种专门用来改善功率因数的同步电动机，通过调节其励磁电流，可以起到补偿无功功率的作用。
移相电容器是一种专门用来改善功率因数的电力电容器。由于移相电容器是一种静电电容器，消耗容性无功功率，当它与电网并联时，可以减少电网供给的无功功率，提高功率因数。
移相电容器与同步补偿机相比，由于它无旋转部分，且具有安装简单、运行维护方便及有功损耗小等优点，所以移相电容器在工厂供电系统中得到广泛应用。
工厂的节约用电 第九章移相电容器并联补偿的工作原理工作原理：
在交流电流电路中，纯电阻负荷中的电流与电压同相；纯电感负荷中的电流滞后与电压 90o；而纯电容负荷的电流则超前于电压 90o；可见，电容中的电流与电感中的电流相差 180o，它们能够互相抵消。
电力系统的负荷大部分是电感性和电阻性的，因此总电流将滞后于电压一个角度 φ（功率因素角）如果将移相电容器与负荷并联，则移相电容器的电流将抵消一部分电感电流，这样使电感电流减少，总电流也减少，功率因数将得到提高。
工厂的节约用电 第九章移相电容器的接线并联补偿的电力电容器的大多采用△形接线。
低压并联电容器，多数是做成三相的，内部已接成△形。
优点是：三个电容为 C的电容器接成△的容量是接成 Y容量的 3倍。电容器采用△接线时，任一电容器断线，三相线路仍得到无功补偿，而采用 Y接线时，一相电容器断线时，断线相则失去无功补偿。
缺点是：电容器采用△接线时，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路，短路电流非常大，有可能引起电容器爆炸。
并联电容器组必须装设与之并联的放电设备工厂的节约用电 第九章低压电容器组的接线工厂的节约用电 第九章高压电容器组的接线工厂的节约用电 第九章移相电容器的装设地点工厂的节约用电 第九章高压侧补偿高压侧补偿多采用集中补偿，将移相电容器组接在变电所的 6～ 10kV母线上，一般根据电容器组容量的大小选配开关,对集中补偿的高压电容器利用高压断路器进行手动投切。
电容器组的安装方式可根据台数多少设置在高压配电室或专用电容器室。
高压集中补偿的特点是电容器的利用率高，能减少供电系统及线路中输送的无功负荷,这种补偿方式的初投资较少，
便于集中运行维护。但不能减少用户变压器和低压配电网络中的无功负荷。这种补偿可以满足工厂总功率因数的要求，
所以在大中型工厂中广泛应用。
工厂的节约用电 第九章变电所低压母线上的集中补偿低压集中补偿是将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。这种补偿方式能补偿变电所低压母线前的变压器、高压线路及电力系统的无功功率，有较大的补偿区。这种补偿能减少变压器的无功功率，因而可使变压器容量选得较小。因此比较经济，运行维护方便，这种补偿方式在工厂中广泛应用。
对集中补偿的低压电容器组，可按补偿容量分组投切。
可利用接触器进行分组投切或利用低压断路器进行分组投切。电容器组的安装方式一般设置在高低压配电室或低压配电室内。
工厂的节约用电 第九章电气设备的个别补偿按照某一用电设备的需要来装设电容器，电容器直接接在用电设备的附近。
对个别补偿的电容器组，利用控制用电设备的断路器或接触器进行手动投切。
特点是使无功功率能做到就地补偿，从而减少了企业内部的配电线路、变压器、高压线路中的无功功率。补偿范围最大，补偿效果最好。这种补偿投资大，只有在电气设备运行时才能投入，
其利用率低。而且安装在用电设备附近，往往受到剧烈的震动，
个别补偿适合于负荷平稳、经常运转的大容量电动机。也适于容量小但数量多且是长期稳定运行的设备。对于高低压侧的基本无功功率补偿，仍宜采用高压集中补偿和低压集中补偿。
工厂的节约用电 第九章电机旁个别补偿接线工厂的节约用电 第九章车间内补偿车间内补偿的电容器组接于车间配电盘的母线上，
所以利用率比个别补偿的大。同时能减少低压配电线路及变压器中无功功率。
在工厂供电系统中，多是综合采用以上几种补偿方式，以求达到总的无功补偿要求使工厂的电源进线出的功率因数不低于规定值。
工厂的节约用电 第九章移相电容器的保护主要故障是短路故障，一般为电容器组与断路器之间的连线上发生短路和电容器内部发生短路，它可造成相间短路。对于低压移相电容器和容量较小时（ 450kvar及以下）高压移相电容器可装设熔断器作为相间短路保护，对于容量较大的高压移相电容器，则需用高压断路器控制，装设过电流保护作为相间短路保护。
对于接成△形接线高压电容器组，为防止电容器击穿时引起相间短路，所以△形接线的各边，均接有高压熔断器保护。
当 6～ 10kV电容器组装在有可能出现过电压的场所时，需装设过电压保护。
当电容器组所接电网的单相接地电流大于 10A时，应装设单独的单相接地保护装置。电容器组的单相接地保护与 6～ 10kV线路接地保护相似。当接地电流小于 10A以及电容器与支架绝缘时，可以不装设接地保护。
工厂的节约用电 第九章电容器组的操作
正常情况下全站停电操作时，应先拉开电容器开关，后拉开各路出线开关。恢复送电时，应先合各路出线开关，后合电容器组的开关。事故情况下，全站无电后必须将电容器开关拉开。
电容器组开关跳闸后不应抢送，保护熔丝熔断后，在未查明原因之前不准更换熔丝送电。
电容器组禁止带电荷合闸，电容器组切除三分钟后才能进行再次合闸。
工厂的节约用电 第九章运行中电容器组的巡视和检查日常的巡视一般由变配电所的运行值班员进行。夏季的巡视在室温最高时进行，其它的时间可在系统电压最高时进行。
巡视时要注意观察电容器的外壳有无膨胀；有无漏油、喷油等现象；有无异常的声响及火花；示温蜡片的熔化情况等。值班员应检视其电压、电流和室温等，有无放电响声和放电痕迹，
接头有无发热现象，放电回路是否完好，指示灯是否正常。
电容器组要定期停电检查。其检查内容是检查各部螺丝接点的松紧和接触情况，检查放电回路的完整性，检查风道的灰尘并清扫电容器的外壳、绝缘子及支架等处的灰尘，检查电容器的开关、馈线，检查电容器外壳的保护接地线，检查保护装置。
工厂的节约用电 第九章切除电容器的情况
电容器爆炸
接头严重过热
套管闪络放电
电容器喷油或燃烧
环境温度超过 40℃
变配电所停电，电容器也应切除，以免突然来电时，母线电压过高，击穿电容器。
工厂的节约用电 第九章切除电容器的注意事项在切除电容器时，须从外观（如指示灯）检查其放电回路是否完好。电容器从电网切除后，应立即通过放电回路放电。高压电容器放电时间不短于 5分钟，低压电容器的放电时间不短于 1分钟。但对于故障电容器本身还应特别注意，其两极间还可能有残余电荷。这是因为故障电容器可能是内部断线或熔丝熔断，也可能是引线接触不良，这样在自动放电或人工放电时，它的残余电荷是不会被放掉的。所以，为确保人身安全，运行或检修人员在接触故障电容器前，还应带好绝缘手套，用短接导线将所有电容器两端直接短接放电。
节约用电的意义
节约用电的方法
节约用电的途径
提高功率因数的方法工厂的节约用电 第九章
9.1.1 节约用电的意义电力是我国现代化建设的重要动力资源，是国民经济的命脉，是工农业生产的重要物质基础。电力紧张是我国面临的一个严重问题，供需矛盾较为突出。
从我国电能消耗的情况来看,70%以上消耗在工业部门，
所以工厂节能是个重点。节约电能，不只是减少工厂的电费开支，降低工业产品的生产成本，可以为工厂积累更多的资金，
更重要的是，由于电能能创造更多、更大的工业产值，因此多节约一度电，就能为国家创造若干财富，有力地促进国民经济的发展。所以节约电能具有十分重要的意义。
工厂的节约用电 第九章
9.1.2 节约用电的科学管理方法
加强电能管理，建立和健全合理的管理机构和制度。
实行统筹兼顾、适当安排、确保重点、兼顾一般、择优供应的原则。
实行计划供用电，提高电能利用率
实行“削峰填谷”的负荷调整。就是供电部门根据用户的不同用电规律，合理地、有计划地安排各用户的用电时间，以降低负荷高峰，填补负荷低谷（即“削峰填谷”）。可采取各工厂错开双休日，工厂里各车间可错开工作时间等措施。提高供电能力，节约用电。
加强电力设备的运行维护和管理。
工厂的节约用电 第九章
9.1.3 节约用电的一般措施降低供电系统中的电能损耗
正确选择变压器的型号、容量、数量，采取合理的运行方式，
以及正确地确定变配电所的位置，必须合理选择电压等级，正确选择导线截面。
对不合理的供电系统进行技术改造，合理地选择变配电所址，
使变配电所尽量靠近负荷中心，减少线路电能损耗。合理地布线、
选择导线截面，有效的降低线损。
提高线路运行电压，是降低线路中电能损耗的有效措施合理选择和使用用电设备
合理选择设备容量和使用设备，发挥设备潜力，提高设备的负荷率和使用效率。合理使用电动机和变压器，提高自然功率因数。
采用人工补偿装置，提高功率因数工厂的节约用电 第九章
9.2.1 提高自然功率因数
1,正确选择异步电动机的容量异步电动机的额定功率应当尽量接近于所拖动的机械负荷
2,将轻负荷电动机改变接线改变电动机的内部接线，使异步电动机各绕组所承受的电压降低，从而减少异步电动机所取用的无功功率
3,限制异步电动机的空载将空载运行的异步电动机从供电线路上切除，就可以减小无功功率，提高功率因数
4,提高异步电动机的检修质量防止空气间隙增加，以免增大激磁电流，降低功率因数和效率
5,变压器的合理使用更换轻负荷的变压器，提高功率因数工厂的节约用电 第九章
9.2.2 采用人工补偿装置提高功率因数人工补偿装置，主要有同步补偿机和移相电容器。
同步补偿机是一种专门用来改善功率因数的同步电动机，通过调节其励磁电流，可以起到补偿无功功率的作用。
移相电容器是一种专门用来改善功率因数的电力电容器。由于移相电容器是一种静电电容器，消耗容性无功功率，当它与电网并联时，可以减少电网供给的无功功率，提高功率因数。
移相电容器与同步补偿机相比，由于它无旋转部分，且具有安装简单、运行维护方便及有功损耗小等优点，所以移相电容器在工厂供电系统中得到广泛应用。
工厂的节约用电 第九章移相电容器并联补偿的工作原理工作原理：
在交流电流电路中，纯电阻负荷中的电流与电压同相；纯电感负荷中的电流滞后与电压 90o；而纯电容负荷的电流则超前于电压 90o；可见，电容中的电流与电感中的电流相差 180o，它们能够互相抵消。
电力系统的负荷大部分是电感性和电阻性的，因此总电流将滞后于电压一个角度 φ（功率因素角）如果将移相电容器与负荷并联，则移相电容器的电流将抵消一部分电感电流，这样使电感电流减少，总电流也减少，功率因数将得到提高。
工厂的节约用电 第九章移相电容器的接线并联补偿的电力电容器的大多采用△形接线。
低压并联电容器，多数是做成三相的，内部已接成△形。
优点是：三个电容为 C的电容器接成△的容量是接成 Y容量的 3倍。电容器采用△接线时，任一电容器断线，三相线路仍得到无功补偿，而采用 Y接线时，一相电容器断线时，断线相则失去无功补偿。
缺点是：电容器采用△接线时，任一电容器击穿短路时，将造成三相线路的两相短路，短路电流非常大，有可能引起电容器爆炸。
并联电容器组必须装设与之并联的放电设备工厂的节约用电 第九章低压电容器组的接线工厂的节约用电 第九章高压电容器组的接线工厂的节约用电 第九章移相电容器的装设地点工厂的节约用电 第九章高压侧补偿高压侧补偿多采用集中补偿，将移相电容器组接在变电所的 6～ 10kV母线上，一般根据电容器组容量的大小选配开关,对集中补偿的高压电容器利用高压断路器进行手动投切。
电容器组的安装方式可根据台数多少设置在高压配电室或专用电容器室。
高压集中补偿的特点是电容器的利用率高，能减少供电系统及线路中输送的无功负荷,这种补偿方式的初投资较少，
便于集中运行维护。但不能减少用户变压器和低压配电网络中的无功负荷。这种补偿可以满足工厂总功率因数的要求，
所以在大中型工厂中广泛应用。
工厂的节约用电 第九章变电所低压母线上的集中补偿低压集中补偿是将低压电容器集中装设在车间变电所的低压母线上。这种补偿方式能补偿变电所低压母线前的变压器、高压线路及电力系统的无功功率，有较大的补偿区。这种补偿能减少变压器的无功功率，因而可使变压器容量选得较小。因此比较经济，运行维护方便，这种补偿方式在工厂中广泛应用。
对集中补偿的低压电容器组，可按补偿容量分组投切。
可利用接触器进行分组投切或利用低压断路器进行分组投切。电容器组的安装方式一般设置在高低压配电室或低压配电室内。
工厂的节约用电 第九章电气设备的个别补偿按照某一用电设备的需要来装设电容器，电容器直接接在用电设备的附近。
对个别补偿的电容器组，利用控制用电设备的断路器或接触器进行手动投切。
特点是使无功功率能做到就地补偿，从而减少了企业内部的配电线路、变压器、高压线路中的无功功率。补偿范围最大，补偿效果最好。这种补偿投资大，只有在电气设备运行时才能投入，
其利用率低。而且安装在用电设备附近，往往受到剧烈的震动，
个别补偿适合于负荷平稳、经常运转的大容量电动机。也适于容量小但数量多且是长期稳定运行的设备。对于高低压侧的基本无功功率补偿，仍宜采用高压集中补偿和低压集中补偿。
工厂的节约用电 第九章电机旁个别补偿接线工厂的节约用电 第九章车间内补偿车间内补偿的电容器组接于车间配电盘的母线上，
所以利用率比个别补偿的大。同时能减少低压配电线路及变压器中无功功率。
在工厂供电系统中，多是综合采用以上几种补偿方式，以求达到总的无功补偿要求使工厂的电源进线出的功率因数不低于规定值。
工厂的节约用电 第九章移相电容器的保护主要故障是短路故障，一般为电容器组与断路器之间的连线上发生短路和电容器内部发生短路，它可造成相间短路。对于低压移相电容器和容量较小时（ 450kvar及以下）高压移相电容器可装设熔断器作为相间短路保护，对于容量较大的高压移相电容器，则需用高压断路器控制，装设过电流保护作为相间短路保护。
对于接成△形接线高压电容器组，为防止电容器击穿时引起相间短路，所以△形接线的各边，均接有高压熔断器保护。
当 6～ 10kV电容器组装在有可能出现过电压的场所时，需装设过电压保护。
当电容器组所接电网的单相接地电流大于 10A时，应装设单独的单相接地保护装置。电容器组的单相接地保护与 6～ 10kV线路接地保护相似。当接地电流小于 10A以及电容器与支架绝缘时，可以不装设接地保护。
工厂的节约用电 第九章电容器组的操作
正常情况下全站停电操作时，应先拉开电容器开关，后拉开各路出线开关。恢复送电时，应先合各路出线开关，后合电容器组的开关。事故情况下，全站无电后必须将电容器开关拉开。
电容器组开关跳闸后不应抢送，保护熔丝熔断后，在未查明原因之前不准更换熔丝送电。
电容器组禁止带电荷合闸，电容器组切除三分钟后才能进行再次合闸。
工厂的节约用电 第九章运行中电容器组的巡视和检查日常的巡视一般由变配电所的运行值班员进行。夏季的巡视在室温最高时进行，其它的时间可在系统电压最高时进行。
巡视时要注意观察电容器的外壳有无膨胀；有无漏油、喷油等现象；有无异常的声响及火花；示温蜡片的熔化情况等。值班员应检视其电压、电流和室温等，有无放电响声和放电痕迹，
接头有无发热现象，放电回路是否完好，指示灯是否正常。
电容器组要定期停电检查。其检查内容是检查各部螺丝接点的松紧和接触情况，检查放电回路的完整性，检查风道的灰尘并清扫电容器的外壳、绝缘子及支架等处的灰尘，检查电容器的开关、馈线，检查电容器外壳的保护接地线，检查保护装置。
工厂的节约用电 第九章切除电容器的情况
电容器爆炸
接头严重过热
套管闪络放电
电容器喷油或燃烧
环境温度超过 40℃
变配电所停电，电容器也应切除，以免突然来电时，母线电压过高，击穿电容器。
工厂的节约用电 第九章切除电容器的注意事项在切除电容器时，须从外观（如指示灯）检查其放电回路是否完好。电容器从电网切除后，应立即通过放电回路放电。高压电容器放电时间不短于 5分钟，低压电容器的放电时间不短于 1分钟。但对于故障电容器本身还应特别注意，其两极间还可能有残余电荷。这是因为故障电容器可能是内部断线或熔丝熔断，也可能是引线接触不良，这样在自动放电或人工放电时，它的残余电荷是不会被放掉的。所以，为确保人身安全，运行或检修人员在接触故障电容器前，还应带好绝缘手套，用短接导线将所有电容器两端直接短接放电。
