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關(guān)鍵詞:zigbee;節(jié)能;智能交通
中圖分類(lèi)號(hào):S951.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2012)24-5867-02
1概述
Zigbee是基于IEEE802.15.4標(biāo)準(zhǔn)的低功耗局域網(wǎng)協(xié)議,根據(jù)這個(gè)協(xié)議規(guī)定的技術(shù)是一種短距離、低功耗的無(wú)線(xiàn)通信技術(shù),在實(shí)際運(yùn)用中,尤其在無(wú)線(xiàn)傳感器技術(shù)領(lǐng)域,Zigbee以其低廉的價(jià)格、靈活的組網(wǎng)方式和較低的功耗等特性而獲得了廣泛的應(yīng)用。
一般情況下,zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器模塊都是以電池或者太陽(yáng)能電池板進(jìn)行供電的。zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器往往體積很小,電池尺寸也不能過(guò)大,然而無(wú)線(xiàn)通信要求電池必須要提供較大的電流,耗電量較大。以?xún)晒?jié)5號(hào)電池供電的zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)為例,在無(wú)節(jié)能設(shè)計(jì)的工況下最多27天,這是達(dá)不到傳感器設(shè)計(jì)要求的,因此低功耗和節(jié)能就成為zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵之處。為了能夠提高zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器的節(jié)能效果,在傳感器沒(méi)有輸入或者輸入變化不大的情況下讓系統(tǒng)進(jìn)入休眠狀態(tài)是一種行之有效的方法。通過(guò)判斷輸入變化的情況和所持續(xù)的時(shí)間,從而決定系統(tǒng)是否進(jìn)入休眠;當(dāng)一個(gè)或多個(gè)zigbee傳感器輸入量發(fā)生高于門(mén)限值的變化時(shí)才會(huì)以中斷的方式喚醒傳感器系統(tǒng)。
基于以上技術(shù)背景和實(shí)際項(xiàng)目的需要,該文將提出利用定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門(mén)技術(shù)組成的zigbee傳感器節(jié)能控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)提高智能交通zigbee傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能效果的方法和裝置。
2智能交通zigbee節(jié)點(diǎn)節(jié)能方案
本方案主要由通過(guò)定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門(mén)實(shí)現(xiàn)提高智能交通zigbee傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能效果,其原理為根據(jù)智能交通zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)的輸入情況機(jī)動(dòng)地讓系統(tǒng)在休眠和喚醒狀態(tài)間切換,從而能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)智能節(jié)電的效果,為傳感器的長(zhǎng)時(shí)間工作提供保障。zigbee傳感器節(jié)能控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)節(jié)能的方法包括以下步驟:1)zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器各個(gè)輸入量進(jìn)入多通道減法器與門(mén)限值進(jìn)行作差,監(jiān)測(cè)輸入變化。2)多通道減法器各個(gè)輸出量再輸入到多通道邏輯門(mén),若傳感器出入量有超過(guò)門(mén)限值的,多通道邏輯門(mén)輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn);否則多通道邏輯門(mén)輸出保持不變。3)若多通道邏輯門(mén)輸出不變,則啟動(dòng)定時(shí)器,待計(jì)時(shí)器完成計(jì)數(shù)后系統(tǒng)觸發(fā)休眠程序,系統(tǒng)進(jìn)入休眠、節(jié)電模式;若多通道邏輯門(mén)輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器中斷,從而喚醒系統(tǒng)。
下圖1為系統(tǒng)硬件架構(gòu)圖,首先,智能交通zigbee傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能控制系統(tǒng)接收傳感器的各路輸入信號(hào)進(jìn)入多通道減法器,輸入信號(hào)與各路門(mén)限值進(jìn)行作差。多通道減法器的輸出量再進(jìn)入多通道邏輯門(mén)進(jìn)行綜合判斷,若傳感器出入量有超過(guò)門(mén)限值的,多通道邏輯門(mén)輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn);否則多通道邏輯門(mén)輸出保持不變。若多通道邏輯門(mén)輸出不變,則啟動(dòng)定時(shí)器并觸發(fā)系統(tǒng)休眠程序,系統(tǒng)進(jìn)入休眠模式;若多通道邏輯門(mén)輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器中斷,從而喚醒系統(tǒng)。
具體工作的流程圖。具體工作步驟分為三步,具體描述如下:第一步,zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器輸入量進(jìn)入多通道減法器與各自門(mén)限值進(jìn)行作差。第二步,多通道減法器輸出值作為多通道邏輯門(mén)的輸入量,若傳感器出入量有超過(guò)門(mén)限值的,多通道邏輯門(mén)輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn);否則多通道邏輯門(mén)輸出保持不變。第三步,若多通道邏輯門(mén)輸出不變,則啟動(dòng)定時(shí)器并觸發(fā)系統(tǒng)休眠程序,系統(tǒng)進(jìn)入休眠模式;若多通道邏輯門(mén)輸出發(fā)生翻轉(zhuǎn),則觸發(fā)系統(tǒng)中斷并喚醒系統(tǒng)。以上便是運(yùn)用定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門(mén)來(lái)提高zig? bee傳感器節(jié)能效果的具體步驟。從實(shí)現(xiàn)機(jī)制和流程來(lái)看,整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng),對(duì)于提高zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器的節(jié)能效果和工作周期有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,對(duì)于相關(guān)節(jié)能領(lǐng)域也有一定的借鑒意義。
圖2提高智能交通zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器節(jié)點(diǎn)節(jié)能效果的流程圖
效果:通過(guò)實(shí)際測(cè)試,原智能交通zigbee節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)在兩節(jié)5號(hào)電池的供電狀況下可以連續(xù)工作21天,在采用本節(jié)能系統(tǒng)后可以延長(zhǎng)到28天,節(jié)能效能增加了33.3%,達(dá)到了比較理想的節(jié)能效果,具有較好地實(shí)用價(jià)值。
3結(jié)束語(yǔ)
通過(guò)運(yùn)用定時(shí)器、多通道減法器和多通道邏輯門(mén)組成的zigbee休眠喚醒系統(tǒng)來(lái)提高zigbee傳感器節(jié)能效果的方法,從實(shí)現(xiàn)機(jī)制和流程來(lái)看,整個(gè)過(guò)程簡(jiǎn)單可靠、實(shí)時(shí)性強(qiáng),對(duì)于提高zigbee無(wú)線(xiàn)傳感器的節(jié)能效果和工作周期有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,對(duì)于相關(guān)節(jié)能領(lǐng)域也有一定的借鑒意義。
參考文獻(xiàn):
[1] Texas Instruments. CC2430 A True System-on-Chip solution for 2.4 GHz IEEE 802.15.4/ZigBee[EB/OL]. .cn/cn/lit/ds/ symlink/cc2430.pdf,2009.9.
關(guān)鍵詞:機(jī)電能效;能效提升;提升途徑;解決方法
中圖分類(lèi)號(hào):TU85文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: A
引言
電機(jī)行業(yè)是一個(gè)傳統(tǒng)的機(jī)電制造行業(yè),其發(fā)展已有200多年的歷史,對(duì)整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著相當(dāng)重要的作用。電的產(chǎn)生、傳輸及使用都離不開(kāi)電機(jī),尤其是現(xiàn)代技術(shù)的發(fā)展,人們生活水平的改善,自動(dòng)化技術(shù)的提高及各種機(jī)器人等都需要大量的電機(jī)。電機(jī)及其系統(tǒng)節(jié)能是當(dāng)前國(guó)際社會(huì)共同關(guān)注的話(huà)題。自然也是我國(guó)電機(jī)行業(yè)十分關(guān)注的問(wèn)題。電機(jī)系統(tǒng)的節(jié)能無(wú)疑是我國(guó)企業(yè)建立節(jié)約型企業(yè)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的一項(xiàng)艱巨而浩大的技術(shù)革命和系統(tǒng)工程,探討我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能的思路與措施,將對(duì)企業(yè)建立節(jié)約型企業(yè)、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到推動(dòng)和促進(jìn)作用。
一、電機(jī)系統(tǒng)能效提升的意義和迫切性
隨著中國(guó)工業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,電動(dòng)機(jī)及被拖動(dòng)裝置被大量應(yīng)用,根據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),目前全國(guó)中小型三相異步電動(dòng)機(jī)的裝機(jī)容量約16億kW以上。我國(guó)風(fēng)機(jī)用電占全國(guó)用電量的10.4%,泵類(lèi)占20.9%,空氣壓縮機(jī)占9.4%,整個(gè)電機(jī)系統(tǒng)用電量約占全國(guó)用電量的64%。但是我國(guó)80%以上的電動(dòng)機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵、空氣壓縮機(jī)效率比國(guó)外先進(jìn)水平低2~3個(gè)百分點(diǎn)。近年來(lái)在國(guó)家政策的支持下,我國(guó)電機(jī)系統(tǒng)能效水平逐步提高,但總體能效水平仍然較低。丁晴博士介紹說(shuō),從電機(jī)自身看,我國(guó)電機(jī)效率平均水平比國(guó)外低1~2個(gè)百分點(diǎn),目前在用的高效電機(jī)僅占3%左右;從電機(jī)系統(tǒng)看,由于電機(jī)選項(xiàng)不合理、電機(jī)與拖動(dòng)設(shè)備的效率曲線(xiàn)不匹配、調(diào)節(jié)方式落后、管理落后等原因,電機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行效率比國(guó)外先進(jìn)水平低20~30個(gè)百分點(diǎn)。電機(jī)系統(tǒng)低效運(yùn)行造成了我國(guó)巨大的電能浪費(fèi),也是造成一些重點(diǎn)耗能企業(yè)的單位能耗限額指標(biāo)居高不下原因之一。工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)能效每提高一個(gè)百分點(diǎn),可年節(jié)約用電260億千瓦時(shí)左右。通過(guò)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能量評(píng)估工作推廣高效電機(jī)、淘汰在用低效電機(jī),以及對(duì)電機(jī)系統(tǒng)根據(jù)其負(fù)載特性和運(yùn)行工況進(jìn)行匹配節(jié)能改造,可從整體上提升電機(jī)系統(tǒng)效率5~8個(gè)百分點(diǎn),年可實(shí)現(xiàn)節(jié)電1300~2300億千瓦時(shí),相當(dāng)于2~3個(gè)三峽電站的發(fā)電量。
二、我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)能效提升對(duì)策分析
為更有效的做好我國(guó)高效能電機(jī)的推廣和使用,提高我區(qū)工業(yè)領(lǐng)域電機(jī)的總體能效水平,節(jié)約有限社會(huì)資源,實(shí)現(xiàn)我區(qū)“十二五”節(jié)能約束性指標(biāo),我們應(yīng)該從政策層面和技術(shù)措施上采取各種對(duì)策,建立“行政命令”+“市場(chǎng)推動(dòng)”相結(jié)合的實(shí)施機(jī)制,促使企業(yè)更好推進(jìn)電機(jī)能效提升各項(xiàng)工作。
1.加快推廣高效電機(jī)目標(biāo):累計(jì)推廣高效電機(jī)1.7億kW,其中2013年推廣2 700萬(wàn)kW,2014年推廣5 400萬(wàn)kW,2015年推廣8 900萬(wàn)kW。為貫徹落實(shí)“十二五”節(jié)能減排規(guī)劃和工業(yè)節(jié)能“十二五”規(guī)劃,推動(dòng)高效電機(jī)開(kāi)發(fā)和推廣應(yīng)用,促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)業(yè)升級(jí),全面提高電機(jī)能效水平,工業(yè)和信息化部、質(zhì)檢總局決定組織實(shí)施全國(guó)電機(jī)能效提升計(jì)劃《電機(jī)能效提升計(jì)劃(2013-2015年)》。
2.淘汰低效電機(jī)目標(biāo):累計(jì)淘汰在用低效電機(jī)1.6億k W,其中2013年淘汰4 000萬(wàn)kW,2014年6 000萬(wàn)kW,2015年6 000萬(wàn)kW。
3.實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造目標(biāo):累計(jì)改造電機(jī)系統(tǒng)1億k W,其中,2013年改造電機(jī)系統(tǒng)3 000萬(wàn)k W,2014年改造3 000萬(wàn)kW,2015年改造4 000萬(wàn)kW。
4.實(shí)施電機(jī)高效再制造目標(biāo):累計(jì)實(shí)現(xiàn)高效再制造電機(jī)2 000萬(wàn)kW。
5.加快高效電機(jī)技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用示范
目標(biāo):突破高效電機(jī)關(guān)鍵設(shè)計(jì)技術(shù)、制造技術(shù)及控制技術(shù),開(kāi)展先進(jìn)適用技術(shù)應(yīng)用示范,開(kāi)發(fā)一批高效電機(jī)產(chǎn)品。
目前,我國(guó)正在推行節(jié)能高效電機(jī),并且已經(jīng)出臺(tái)了《GB18613-2012中小型三相異步電動(dòng)機(jī)能效限定值及能效等級(jí)》的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),與國(guó)際IEC標(biāo)準(zhǔn)及北美NEMA標(biāo)準(zhǔn)相近,且即將接軌。包括:更新淘汰低效電動(dòng)機(jī)及高耗電設(shè)備;提高電機(jī)系統(tǒng)效率;對(duì)被拖動(dòng)裝置控制和設(shè)備進(jìn)行改造;優(yōu)化電機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行和控制,如:電機(jī)最大效率優(yōu)化控制等;電動(dòng)機(jī)節(jié)能降耗的建模仿真方法研究;重點(diǎn)改造電力、冶金、有色、煤炭、石油、機(jī)電及輕工等領(lǐng)域。積極推行《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》黨的十提出大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè),著力推進(jìn)綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展,形成節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境的空間格局、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)方式、生活方式。《國(guó)務(wù)院關(guān)于印發(fā)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)規(guī)劃(2011-2015年)的通知》明確,把綠色低碳發(fā)展作為工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要方向和任務(wù)之一。貫徹落實(shí)黨的十精神,實(shí)現(xiàn)“十二五”規(guī)劃任務(wù),要求加快推進(jìn)工業(yè)節(jié)能降耗,加快實(shí)施清潔生產(chǎn),加快資源循環(huán)利用,促進(jìn)工業(yè)向節(jié)約、清潔、低碳、高效生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變,推動(dòng)工業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。
工業(yè)和信息化部《2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)實(shí)施方案》,選擇了電機(jī)、涉鉛行業(yè)等重點(diǎn)領(lǐng)域和行業(yè),通過(guò)開(kāi)展2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng),力爭(zhēng)在能效提升和綠色發(fā)展方面取得突破,帶動(dòng)工業(yè)節(jié)能與綜合利用整體工作取得進(jìn)展。
《方案》提出了2013年工業(yè)節(jié)能與綠色發(fā)展專(zhuān)項(xiàng)行動(dòng)的主要目標(biāo)。在電機(jī)領(lǐng)域,力爭(zhēng)推廣、淘汰和節(jié)能改造電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)1億kW,擴(kuò)大高效電機(jī)市場(chǎng)份額,促進(jìn)電機(jī)產(chǎn)品升級(jí)換代和產(chǎn)業(yè)升級(jí),提高電機(jī)能效水平,實(shí)現(xiàn)全國(guó)工業(yè)用電節(jié)約1%。為提升電機(jī)能效,《方案》提出了多項(xiàng)對(duì)策措施。
一是推廣高效電機(jī)。充分利用中央財(cái)政節(jié)能產(chǎn)品惠民工程高效電機(jī)、風(fēng)機(jī)、泵及壓縮機(jī)等財(cái)政補(bǔ)貼政策,力爭(zhēng)全年推廣高效電機(jī)(風(fēng)機(jī)、泵、壓縮機(jī))3 000萬(wàn)kW;建設(shè)2~3個(gè)高效電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片、絕緣材料等關(guān)鍵配套材料規(guī)?;a(chǎn)示范工程,降低高效電機(jī)生產(chǎn)成本,提高高效電機(jī)的生產(chǎn)保障能力。二是淘汰低效電機(jī)。制定在用低效電機(jī)淘汰路線(xiàn)圖,將淘汰低效電機(jī)目標(biāo)任務(wù)分解落實(shí)到地方,今年年內(nèi)淘汰低效電機(jī)4 000萬(wàn)k W;制定《高耗能落后機(jī)電設(shè)備(產(chǎn)品)淘汰目錄》(第三批),完善落后電機(jī)淘汰政策機(jī)制。三是實(shí)施電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)改造。指導(dǎo)年耗電1 000萬(wàn)kW?h以上的重點(diǎn)企業(yè)制定電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造方案,明確能效提升目標(biāo)及主要任務(wù);推動(dòng)第三方節(jié)能服務(wù)公司以合同能源管理模式對(duì)工業(yè)園區(qū)、大企業(yè)集團(tuán)電機(jī)集群進(jìn)行改造。全年實(shí)現(xiàn)電機(jī)系統(tǒng)節(jié)能改造3 000萬(wàn)kW。四是實(shí)施電機(jī)高效再制造。建設(shè)一批電機(jī)高效再制造示范工程。
保障措施:一是利用節(jié)能產(chǎn)品惠民工程政策支持,推廣高效電機(jī)及電機(jī)系統(tǒng)。二是加大財(cái)政資金支持力度。三是強(qiáng)化標(biāo)準(zhǔn)約束和監(jiān)督檢查。四是按照《關(guān)于促進(jìn)鉛酸蓄電池和再生鉛產(chǎn)業(yè)規(guī)范發(fā)展的意見(jiàn)》,建立部門(mén)協(xié)調(diào)工作機(jī)制,分工落實(shí)有關(guān)任務(wù)。五是充分利用聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署、國(guó)際銅業(yè)協(xié)會(huì)等國(guó)際機(jī)構(gòu)的資金支持,加強(qiáng)方案論證、宣傳培訓(xùn)、專(zhuān)家咨詢(xún)等基礎(chǔ)能力建設(shè)。
結(jié)束語(yǔ)
綜上所述,這都表明無(wú)論是從國(guó)家層面還是從學(xué)術(shù)層面人們重視電機(jī)能效提升的問(wèn)題。事實(shí)上,轉(zhuǎn)方式已越來(lái)越緊迫。近段時(shí)間各地屢爆的霧霾天氣,揪起了許多干部群眾的心。雖然產(chǎn)生霧霾的原因比較復(fù)雜,但高能耗、高污染顯然是一個(gè)主因。比如,在京津冀這個(gè)面積占不到全國(guó)1/20的區(qū)域,卻密布著超過(guò)全國(guó)一半的煉鐵高爐,這直接導(dǎo)致鋼鐵行業(yè)給京津冀及周邊地區(qū)大氣造成的污染將比其他地區(qū)更嚴(yán)重,防治難度更大。為此,京津冀三地已經(jīng)著手聯(lián)防聯(lián)控。日益嚴(yán)峻的環(huán)保壓力后面,折射的是轉(zhuǎn)變發(fā)展方式的緊迫性。以經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)戰(zhàn)略性調(diào)整為主攻方向加快轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式,已經(jīng)成為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要任務(wù)。“節(jié)能環(huán)?!笔瞧渲兄饕沫h(huán)節(jié)之一。電機(jī)行業(yè)的節(jié)能降耗自然是重中之重。
參考文獻(xiàn)
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[3].關(guān)于組織實(shí)施電機(jī)能效提升計(jì)劃(2013-2015年)的通知[J].石油和化工節(jié)能,2013,04:2-3.
【關(guān)鍵詞】電力設(shè)計(jì);節(jié)約電能;途徑
電能是日常生活中人們用到的最多的能源,利用電能我們可以用來(lái)照明,用來(lái)為機(jī)械設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)提供能源動(dòng)力,還可以用將電能轉(zhuǎn)化為熱能來(lái)熱物體等。電能不僅易于傳輸而且消耗電能不會(huì)帶來(lái)環(huán)境的污染,所以說(shuō)它是生產(chǎn)生活中最普遍的實(shí)用能源。若果沒(méi)有電能不僅各行各業(yè)的生產(chǎn)活動(dòng)將無(wú)法進(jìn)行,而且人們的日常生活也會(huì)受到極大的影響。在我國(guó),由于電能的消耗量比較大,所以電能資源供應(yīng)一直處于緊缺狀態(tài),為實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展節(jié)能減排、環(huán)保低碳已經(jīng)成時(shí)代賦予我們的責(zé)任。提到節(jié)約電能,由于各行各業(yè)的性質(zhì)不同,所以在節(jié)能上的側(cè)重也有所不同。例如原本在應(yīng)急出口處用到的8W的小日光燈,被更換為功耗只有1W的LED發(fā)光燈,這種燈不僅耗電少,而且比普通的日光燈壽命也常。這樣節(jié)能減排的投入成本可以在很短的時(shí)間內(nèi)在節(jié)約的電費(fèi)投入中收回。本文筆者根據(jù)從事電力工作的經(jīng)驗(yàn),對(duì)電力設(shè)計(jì)的節(jié)能應(yīng)用進(jìn)行探討,意在提出電力設(shè)計(jì)節(jié)約電能的幾種方法和途徑,供同行業(yè)人員參考。
1 提高供配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)
影響供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)的的因素有二:一是,為了合理確定供電系統(tǒng)的電壓等級(jí),必須要考慮到用電設(shè)備的用電容量、特性、供電距離、及當(dāng)?shù)毓搽娋W(wǎng)分布情況等因素;二是,確定配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)最終要根據(jù)用電設(shè)備的電壓要求、負(fù)荷的大小與負(fù)荷的分布情況來(lái)確定。從理論上來(lái)講,一般都是常采用高電壓深入負(fù)荷中心供電,盡量要避免低電壓、大容量輸電和長(zhǎng)距離送電,因?yàn)檫@樣不僅可以有效降低輸電線(xiàn)路上的能源消耗,從而提高電力資源的質(zhì)量,保障用戶(hù)及時(shí)、快捷的利用。采用高電壓深入負(fù)荷中心供電的好處重要有兩個(gè)。一是,可以有效地節(jié)約電能。我們都知道,電壓與電能功率和輸送距離是正比例關(guān)系,而與電線(xiàn)路上流過(guò)的電流成反比例關(guān)系。也就是說(shuō),電力系統(tǒng)的輸出的電壓越高,電能功率就越大,同時(shí)電能輸送的距離就越遠(yuǎn)。第二,是可以縮短輸電線(xiàn)路的長(zhǎng)度。在供電電壓等級(jí)和輸送容量相同的情況下,輸電線(xiàn)路的長(zhǎng)度與電能的消耗成正比。
另外,如果采用高電壓供電,輸送同樣功率的電能,因電流小,輸電線(xiàn)路上引起的電壓降也小,這樣不但可以減少電能消耗,而且還可以保證供電系統(tǒng)的供電質(zhì)量。
2 提高感應(yīng)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)
現(xiàn)代電網(wǎng)中經(jīng)常會(huì)用到大量的設(shè)備,這些設(shè)備同時(shí)也是耗電設(shè)備,例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和變壓器等等。在這些用電設(shè)備中,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的用電量最大,幾乎占用了全部用電量的60%。通常說(shuō)來(lái),感應(yīng)電動(dòng)機(jī)在重負(fù)荷時(shí),其功率因數(shù)在0.8左右,在輕負(fù)荷時(shí),其功率因數(shù)則會(huì)急劇下降。在現(xiàn)實(shí)中,傳動(dòng)裝置所配的電動(dòng)機(jī)功率偏大,感應(yīng)電動(dòng)機(jī)很少會(huì)在滿(mǎn)負(fù)荷的狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn),因此大部分情況下其運(yùn)行功率因數(shù)都在0.8以下。功率因數(shù)低就是說(shuō),用電設(shè)備中存在大量的無(wú)功功率,輸配電設(shè)備的運(yùn)作能力將會(huì)受到很大的影響。同時(shí)功率因數(shù)低也意味著輸電線(xiàn)路的損耗比較大。既然功率因數(shù)過(guò)低將會(huì)產(chǎn)生如此多的不利,那么我們就要想辦法來(lái)提高感應(yīng)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)。當(dāng)輸電線(xiàn)路的額定電壓和輸送的有功功率一定時(shí),輸電線(xiàn)路的功率損耗與其功率因數(shù)的平方成反比。如果將功率因數(shù)提高,那么提高后輸電線(xiàn)路的損耗將會(huì)大大減少。提高感應(yīng)電動(dòng)機(jī)功率因數(shù)的意義就在于:其一,有效減少無(wú)功功率損耗,大力提高輸配電設(shè)備的供電能力;其二,有效較少電壓降,保障了供配電系統(tǒng)的供電質(zhì)量;其三,有效減小了負(fù)荷電流,提高供配電系統(tǒng)輸送電能的能力;其四,有效降低變壓器的容量,為供配電系統(tǒng)節(jié)約大量的投入成本??梢?jiàn),提高功率因數(shù),減少輸電線(xiàn)路的電能損耗同樣是節(jié)約電能有效措施。
3 選擇導(dǎo)體時(shí)遵循最佳原則
導(dǎo)體是輸送電能的載體,沒(méi)有導(dǎo)體也就不存在電能輸送。但是凡是導(dǎo)體都會(huì)存在一定的電阻,而電阻的客觀存在使電能在傳輸中必定要消耗一定的能量。在通常的電力設(shè)計(jì)中,為了節(jié)約先期的投入成本,我們?cè)谶x擇導(dǎo)體時(shí)往往都是按照最小原則來(lái)進(jìn)行的,即認(rèn)為導(dǎo)體截面恰好能滿(mǎn)足溫升、電壓損失、機(jī)械強(qiáng)度等要求的最小要求即可。雖然說(shuō)采用最小原則來(lái)選擇導(dǎo)線(xiàn)可以有效減少初始投資,但是導(dǎo)體的損耗是以熱的形式消耗掉的,小截面的導(dǎo)體,損耗大,導(dǎo)體運(yùn)行的溫度高。另外從溫度與電阻的關(guān)系來(lái)看,導(dǎo)體的電阻會(huì)隨導(dǎo)體溫度的升高而增大,導(dǎo)體電阻增大也就意味著在輸送電能時(shí)要損耗掉更多的電能。所以從這點(diǎn)來(lái)看,我們?cè)谶x擇導(dǎo)體時(shí)也應(yīng)該根據(jù)最佳原則選用截面較大些的導(dǎo)體。這樣可以有效地降低導(dǎo)體輸電時(shí)的溫度,防止電阻變大而耗電。所以說(shuō),按照最佳原則而是不最小原則來(lái)選擇輸電電纜,同樣會(huì)實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的效果。目前國(guó)家投入了大量資金,用于城市及農(nóng)村電網(wǎng)的改造,其中最重要的就是要用較粗的電纜更換掉一些過(guò)細(xì)的電纜,以減少線(xiàn)路損耗,實(shí)現(xiàn)節(jié)約電能的目的。
4 采用變頻調(diào)速技術(shù)
現(xiàn)在許多重工企業(yè)中通常會(huì)用到風(fēng)機(jī)和水泵,而大部分的風(fēng)機(jī)和水泵需要根據(jù)不同的工藝情況調(diào)節(jié)風(fēng)和水的壓力或流量。在以前,調(diào)節(jié)壓力或流量主要是依靠調(diào)節(jié)管道上的閥門(mén),這樣會(huì)造成電能資源的浪費(fèi)。即使是不需要調(diào)節(jié)壓力或流量的風(fēng)機(jī)與水泵,由于與之配套的電動(dòng)機(jī)功率都比實(shí)際需要的大,所以電動(dòng)機(jī)也不是在額定功率下運(yùn)行,如果不采取措施同樣存在電能浪費(fèi)的問(wèn)題。但是如果采用轉(zhuǎn)速控制來(lái)調(diào)節(jié)壓力或流量,就可以減少這一部分浪費(fèi),節(jié)約大量的電能。所謂變頻調(diào)速技術(shù)是一種以變頻調(diào)速器高為主的高效率、高性能的技術(shù)。而變頻調(diào)速器是用于給交流異步電動(dòng)機(jī)調(diào)速的一款新型設(shè)備,其體積小、技術(shù)性能高、保護(hù)功能完善、工作安全可靠、能實(shí)現(xiàn)電動(dòng)機(jī)軟啟動(dòng)、軟停止及可平滑無(wú)級(jí)調(diào)速。依靠這些優(yōu)點(diǎn),變頻調(diào)速器在各行各業(yè)中已得到了廣泛的應(yīng)用。
另外,在工業(yè)生產(chǎn)中利用先進(jìn)的控制裝置也可以有效減少電能的消耗。大家都知道現(xiàn)在大部分工業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)都要求生產(chǎn)設(shè)備要按照工藝順序?qū)崿F(xiàn)聯(lián)鎖控制。聯(lián)鎖控制有利于對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的整體操控,但是連鎖控制很容易造成電能的損失。例如,例如大型連續(xù)生產(chǎn)的皮帶等運(yùn)輸系統(tǒng),生產(chǎn)線(xiàn)路比較長(zhǎng)、涉及到的生產(chǎn)設(shè)備也比較多,系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)需要的電容量也比較大。在其逆流程起動(dòng)或順流程停車(chē)的過(guò)程中,如果采用以往的控制裝置來(lái)對(duì)進(jìn)程控制,在統(tǒng)一時(shí)間內(nèi),很多設(shè)備都可能處于空轉(zhuǎn)狀態(tài),這無(wú)形之中就增大了電能消耗。如果我們能在工業(yè)生產(chǎn)中采用先進(jìn)的控制裝置,利用現(xiàn)代的計(jì)算機(jī)技術(shù)和編程序控制器對(duì)生產(chǎn)系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)控制,可以有效減少每臺(tái)設(shè)備的空運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間,節(jié)約大量的電能資源。
【參考文獻(xiàn)】
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1火力發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗的意義
1.1治理環(huán)境污染
由于能源消耗所造成的環(huán)境污染有溫室效應(yīng)、霧霾、酸雨等等。其中,在能源消耗的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生許多的二氧化碳,受該氣體的影響導(dǎo)致溫室效應(yīng)污染;在能源消耗的時(shí)候會(huì)有大量的粉塵、煙塵出現(xiàn),從而造成霧霾污染;能源消耗的時(shí)候還會(huì)有二氧化硫氣體產(chǎn)生,這就造成了酸雨污染;對(duì)于火力發(fā)電企業(yè)推行節(jié)能降耗可以有效的治理這些環(huán)境污染問(wèn)題。
1.2緩解國(guó)內(nèi)能源緊缺
隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,各行各業(yè)不在不斷的消耗著能源,現(xiàn)下能源資源越發(fā)緊張。我國(guó)對(duì)能源的實(shí)際利用率較低,而且對(duì)環(huán)境也產(chǎn)生了污染,引起社會(huì)廣泛的重視。中國(guó)地理面積較大、礦產(chǎn)資源比較豐富,然而中國(guó)人口較多,能源平均值在世界排名非常靠后,這就給中國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展帶來(lái)一定的影響。在這樣的情況下,推行節(jié)能降耗可以有效的改變傳統(tǒng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式,有效的緩解國(guó)內(nèi)能源緊缺問(wèn)題,促進(jìn)國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展。
2火力發(fā)電企業(yè)節(jié)能降耗的高效措施
2.1電氣節(jié)能降耗
電氣系統(tǒng)是發(fā)電廠調(diào)度作業(yè)的指揮中心,負(fù)責(zé)對(duì)鍋爐、輸料機(jī)、磨煤機(jī)、風(fēng)機(jī)等設(shè)備實(shí)施自動(dòng)化控制。與此同時(shí),電氣控制系統(tǒng)運(yùn)行需要的能耗投入也很大,持續(xù)作業(yè)條件下將形成一筆不小的成本費(fèi)用。未來(lái)火力發(fā)電企業(yè)的主要發(fā)展方向就是節(jié)能降耗,將電氣控制模式的能量消耗系數(shù)控制好,使企業(yè)的所有設(shè)備都在比較穩(wěn)定的環(huán)境下開(kāi)展生產(chǎn)工作,電氣節(jié)能降耗主要表現(xiàn)在三個(gè)方面,即器具、電機(jī)和變壓。首先,器具節(jié)能。制約發(fā)電廠能量消耗系數(shù)的主要因素就是器具,不一樣材質(zhì)的器具會(huì)產(chǎn)生不一樣的能量消耗問(wèn)題,要想降低能量消耗,提升器具的使用壽命就要使用最先進(jìn)的生產(chǎn)材質(zhì),最好使用非導(dǎo)磁性材料,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求來(lái)安裝所有的器具,不可以隨意改變器具的位置,防止出現(xiàn)耗損量多大的問(wèn)題。其次,電機(jī)節(jié)能。發(fā)電設(shè)備正常工作的核心裝備就是節(jié)能電機(jī),它是所有工作階段消耗電能最厲害的設(shè)備,以往的電機(jī)應(yīng)用功能短缺,這就造成電氣控制的能量消耗增大,使用高效電機(jī)取代低效電機(jī)是最有效的措施,它可以有效提升運(yùn)行效率。最后,變壓節(jié)能。發(fā)電廠處理電壓值時(shí)經(jīng)常使用到的設(shè)備就是變壓器,它可以有效控制電荷的升降,預(yù)防用電設(shè)備受到高壓的危害?;鹆Πl(fā)電站在使用變壓器的時(shí)候,一定要注意用電的安全性,要在規(guī)定的范圍之內(nèi)使用,使用中心方式接線(xiàn)的方法來(lái)處理低壓廠用電接線(xiàn)。
2.2提高用煤質(zhì)量和鍋爐燃燒率
對(duì)于火力發(fā)電企業(yè),成本的70%都用在煤炭費(fèi)用上,提高煤炭質(zhì)量存在以下三方面優(yōu)勢(shì):第一、減少燃料消耗量、提高燃燒效率;第二、高質(zhì)量煤炭會(huì)減少對(duì)設(shè)備的磨損,增長(zhǎng)了設(shè)備使用壽命;第三、能保證鍋爐穩(wěn)定可靠運(yùn)行。若燃煤質(zhì)量不好,不僅能源消耗量大,還會(huì)造成燃燒不穩(wěn)定。鍋爐是火力發(fā)電企業(yè)里能量損耗最高的機(jī)器設(shè)備,它所造成的損失包括以下三點(diǎn):第一,燃料未能燃燒充分造成化學(xué)能未能全部轉(zhuǎn)化成熱能;第二,鍋爐燃燒結(jié)束時(shí)的剩余熱量未能全部實(shí)現(xiàn)發(fā)電;第三,燃料燃燒時(shí)排放的煙霧帶走了一些熱量。綜上所述,就會(huì)發(fā)現(xiàn)鍋爐運(yùn)行的時(shí)候會(huì)造成一些能量損失,因此對(duì)鍋爐運(yùn)行開(kāi)展節(jié)能降耗是大勢(shì)所趨。鍋爐節(jié)能降耗可以從以下五個(gè)方面著手進(jìn)行:第一,控制好空氣預(yù)熱器的漏風(fēng)現(xiàn)象,使換熱面積加大,從而使空氣流入鍋爐后擁有較高的溫度;第二,調(diào)節(jié)空氣系數(shù)和煤粉細(xì)度,這樣燃料就會(huì)完全的燃燒;第三,將排煙溫度控制好,這樣就會(huì)有效控制熱量的損耗;第四,鍋爐內(nèi)按時(shí)放入吹灰器,這樣鍋爐內(nèi)就不會(huì)存積大量的灰,可以使傳熱效率得到明顯的提升;第五,鍋爐和冷水壁使用先進(jìn)材料包裹好,這樣鍋爐的熱量就會(huì)損耗較少。
2.3創(chuàng)新改造傳統(tǒng)管理模式
在進(jìn)行火力發(fā)電管理過(guò)程中,必須改變傳統(tǒng)只重視生產(chǎn)安全的管理理念,在火力發(fā)電生產(chǎn)的時(shí)候,不光要重視安全生產(chǎn),還要注重企業(yè)節(jié)能降耗。首先,建立專(zhuān)門(mén)的節(jié)能降耗管理部門(mén),企業(yè)高層領(lǐng)導(dǎo)作為該管理部門(mén)的主要負(fù)責(zé)人,配置相應(yīng)的專(zhuān)門(mén)管理工作人員,這樣才能確保節(jié)能降耗管理工作落實(shí)到實(shí)處;其次,組織專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn),讓火力發(fā)電企業(yè)的所有工作人員綜合素質(zhì)都提升到一個(gè)新的層次,光倡導(dǎo)節(jié)能降耗不進(jìn)行專(zhuān)業(yè)知識(shí)培訓(xùn)是起不到良好效果的,光喊口號(hào)只能是從形式上節(jié)能降耗,不會(huì)起到實(shí)際的作用;最后,注意宣傳好節(jié)能降耗理念,提升工作人員的感官認(rèn)識(shí),這樣他們?cè)诠ぷ髦芯蜁?huì)有意識(shí)的開(kāi)展節(jié)能工作,給高效推行節(jié)能降耗環(huán)保的推行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
2.4建立健全節(jié)能管理機(jī)制
要想推行高效節(jié)能管理,光靠宣傳節(jié)能理念是起不到任何作用的,一定要建立健全節(jié)能管理機(jī)制,確保節(jié)能降耗工作順利的進(jìn)行。首先,不斷完善節(jié)能降耗管理機(jī)制,這樣工作人員就會(huì)有明確的工作目標(biāo),可以依規(guī)辦事;其次,建立健全節(jié)能管理機(jī)制可以引起工作人員的注意,推進(jìn)企業(yè)朝著節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展;最后,建立健全節(jié)能管理制度,可以明確企業(yè)員工的職責(zé)和義務(wù),培養(yǎng)他們愛(ài)崗敬業(yè)精神,這樣可以高效的提升節(jié)能降耗成果。
3結(jié)語(yǔ)
伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,智能化的建筑控制技術(shù)也在不斷地進(jìn)步,根據(jù)建筑電氣照明而發(fā)明的智能化照明控制技術(shù),在現(xiàn)代化的建筑電氣照明節(jié)能方面是比較科學(xué),并且是可以實(shí)施的智能化控制手段。在《智能建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》當(dāng)中明確指出,對(duì)于建筑內(nèi)部的電氣照明裝置實(shí)施全面的監(jiān)控,可以使用智能化的建筑控制技術(shù),這樣,能夠保證各種儀器裝置的工作狀態(tài)是最理想的,進(jìn)而達(dá)到節(jié)能的目的。在《建筑照明設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》的當(dāng)中規(guī)定了建筑場(chǎng)地的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺(jué)要求等。在設(shè)計(jì)電氣照明的時(shí)候,需要依據(jù)建筑的要求和功能進(jìn)行,以跟國(guó)家規(guī)定的照度標(biāo)準(zhǔn)與能源消耗指數(shù)相符合。設(shè)計(jì)照度標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)候,應(yīng)當(dāng)以節(jié)能為基礎(chǔ),并且依據(jù)現(xiàn)狀來(lái)決定照度的強(qiáng)弱,禁止浪費(fèi)能源。依據(jù)照明要求的檔次來(lái)決定照明的標(biāo)準(zhǔn),以節(jié)能為前提。在確認(rèn)好燈具、照度的數(shù)值之后選擇燈具的數(shù)量,最后再布置燈具。
應(yīng)當(dāng)在全面地思考燈具的色溫、顯色指數(shù)、光效、使用年限等要素的基礎(chǔ)上選擇照明燈具。在通常的民用建筑當(dāng)中,大多都使用HID燈、白熾燈、熒光燈等,伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,許多新型的照明燈具如光纖照明、LED燈等被普遍地運(yùn)用到我們現(xiàn)實(shí)的生活當(dāng)中。直管形狀、管徑較細(xì)的熒光燈比較適合使用在會(huì)議室、辦公場(chǎng)所、教室等樓層不高的地方;金屬鹵化物和高壓鈉燈比較適合運(yùn)用在樓層較高的工廠;高壓鈉燈具有費(fèi)用較低、光效較好、使用年限較長(zhǎng)的特點(diǎn),可是它的顯色性不好,因此,比較適合運(yùn)用在材料庫(kù)、成品庫(kù)、鍛工和煉車(chē)間等對(duì)辨色沒(méi)有較高要求的地方;金屬鹵化物燈具有光效較好和使用年限較長(zhǎng)的特點(diǎn),因此,被得以廣泛地使用;熒光高壓汞燈具有顯色性較差、光效不好、使用年限較短的特點(diǎn),自鎮(zhèn)流熒光高壓汞燈的光效是最差的,因此,通常的照明都不會(huì)使用這種燈具。第一,根據(jù)配光指數(shù)選擇。光照型的照明燈具適合運(yùn)用在室外的地方;在通常的照明場(chǎng)地,大多使用半直射和直射、漫射型的照明燈具,以確保頂棚間和墻壁留下一部分的照明,使人感覺(jué)比較舒適和均勻;在很多比較特殊的地方,比如規(guī)模較大的工廠里面,當(dāng)它的燈具高度在4.5m以上的時(shí)候,需要使用深照型或者是配照型的照明燈具。第二,根據(jù)場(chǎng)地的條件要求進(jìn)行選擇。具有防雨用途的照明燈具適合運(yùn)用在室外的場(chǎng)地,都有保護(hù)網(wǎng)的照明燈具比較適合運(yùn)用在機(jī)械作業(yè)容易出現(xiàn)碰撞的區(qū)域;開(kāi)啟式的照明燈具適合運(yùn)用在比較干燥和空氣流通的室內(nèi);在比較潮濕的地方,開(kāi)啟式的照明燈具需要具備防水或瓷質(zhì)的燈頭;具備防塵功能的密閉式照明燈具適合運(yùn)用在多塵的地方;需要引起重視的是,防爆型的照明燈具適合運(yùn)用在含有易爆易燃?xì)怏w的場(chǎng)所內(nèi)。第三,根據(jù)使用燈具的效率進(jìn)行選擇。在確保眩光限制和配光標(biāo)準(zhǔn)的前提條件下,使用高效率的照明燈具。對(duì)熒光燈,帶格柵燈具的照明效率需要在60%以上;磨砂棱鏡罩燈具的照明效率需要在55%以上;帶透明罩的照明效率需要在65%以上;而帶反射器燈具的照明效率需要在75%以上。
對(duì)于變壓器、氣體放電光源中的鎮(zhèn)流器等建筑照明系統(tǒng)中的部分用電設(shè)備,因具有電感元件,會(huì)產(chǎn)生無(wú)功功率,從而影響了電能的有效利用??梢圆扇√岣咴O(shè)備功率因數(shù)的方法來(lái)降低這部分無(wú)功功率,如熒光燈可采用電子鎮(zhèn)流器;像采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈單燈可以安裝補(bǔ)償電容器;變壓器低壓則采用電容器組集中補(bǔ)償?shù)取2扇∵@些方法可使設(shè)備和線(xiàn)路上的無(wú)功功率傳輸減少,從而達(dá)到節(jié)能的目的??稍谂渥冸娝鶅?nèi)集中補(bǔ)償基本無(wú)功功率的電容器組;對(duì)于容量較大、負(fù)載穩(wěn)定且長(zhǎng)期運(yùn)行的用電設(shè)備的無(wú)功功率則可單獨(dú)就地補(bǔ)償。
在對(duì)建筑電氣照明進(jìn)行施工的時(shí)候,電氣照明節(jié)能化設(shè)計(jì)的潛力還是比較大的,作為照明電氣的設(shè)計(jì)者來(lái)講,需要認(rèn)真地進(jìn)行設(shè)計(jì),全面地思考并不斷地調(diào)整節(jié)能的方法,不但能夠達(dá)到照明的要求,而且實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的,以節(jié)約更多的能源。
關(guān)鍵詞:供配電設(shè)計(jì) 節(jié)能方法 措施 探究
中圖分類(lèi)號(hào):TP2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1672-3791(2013)06(a)-0091-01
科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異,經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度也在不斷加快,在世界范圍內(nèi)能源的使用率不斷升高,能源問(wèn)題已成為全球關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題。據(jù)相關(guān)資料顯示,中國(guó)能源消耗的總量在2009年已經(jīng)超過(guò)美國(guó)躍居為世界消耗能源量最多的國(guó)家[1]。在這樣的發(fā)展大背景下,本文主要對(duì)供配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能方法和措施進(jìn)行了詳細(xì)地探討和論述。
1 供配電系統(tǒng)總體規(guī)劃
在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)的總體方案時(shí),應(yīng)綜合考慮多種因素,主要有負(fù)荷性質(zhì)、用電設(shè)備特性、用電容量、供電距離以及負(fù)荷分布等因素,然后選擇合理的電壓等級(jí),進(jìn)而設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的配供電系統(tǒng)方案。在節(jié)約電能和投資成本方面,可以采用簡(jiǎn)化接線(xiàn)和減少配變電級(jí)數(shù)的方法實(shí)現(xiàn)。在確定變壓器的臺(tái)數(shù)和容量時(shí),需要考慮到經(jīng)濟(jì)運(yùn)行和負(fù)荷特點(diǎn)的實(shí)際情況,對(duì)于那些受晝夜和季節(jié)性影響較大的負(fù)荷,在確定變壓器的容量時(shí),需要將負(fù)荷計(jì)算出來(lái)并考慮經(jīng)濟(jì)和技術(shù)因素。
通常,供電電壓值和線(xiàn)路電流值成反比,即線(xiàn)路的電流越小,供電電壓越高。線(xiàn)路上的電流越小,線(xiàn)路上電能的耗損量就越小。在減少線(xiàn)路上的電能損耗方面,總變電所和配電所還可以采取減小與負(fù)荷中心的距離和減小供電半徑的方法來(lái)達(dá)到降低電能損耗的目的。在供電電壓的范圍內(nèi),利用提高線(xiàn)路的電壓等級(jí)的方法也有助于減少電能的損耗。然而在提高線(xiàn)路電壓等級(jí)的情況下,電氣設(shè)備也需要提高絕緣性能,這樣就提高了投資成本。所以,這種方法需要在經(jīng)濟(jì)技術(shù)對(duì)比較為合理的情況下才能實(shí)施。
一般情況下,輸電網(wǎng)的總干線(xiàn)使用的電壓等級(jí)是500 kV、220 kV以及330 kV,相鄰電網(wǎng)之間的聯(lián)絡(luò)線(xiàn)大多也是采用這樣的電壓等級(jí);二級(jí)輸電網(wǎng)采用的電壓等級(jí)通常為220 kV和110 kV;城鄉(xiāng)配電網(wǎng)和大型工業(yè)企業(yè)內(nèi)部電網(wǎng)中的電壓等級(jí)一般采用35 kV。較低一級(jí)比較常用的高壓配電電壓為10 kV,但是如果負(fù)荷中高壓電動(dòng)機(jī)占有很大的比重時(shí),采用6 kV的配電方案是比較經(jīng)濟(jì)合理的。以某冶煉廠為例,該廠中高壓電動(dòng)機(jī)總?cè)萘亢拓?fù)荷數(shù)量所占的比例非常大,該企業(yè)在選擇電壓等級(jí)時(shí)將這一因素進(jìn)行了深入地分析,最終選擇了110 kV/6 kV的變配電方式。另外,各級(jí)電壓等級(jí)和相對(duì)應(yīng)線(xiàn)路輸送能力之間的關(guān)系(見(jiàn)表1)也是在設(shè)計(jì)供配電系統(tǒng)總體方案中確定電壓等級(jí)需要考慮的因素。
注:供配電線(xiàn)路的輸送能力受到多方面因素的影響,主要有導(dǎo)線(xiàn)的敷設(shè)方式、導(dǎo)線(xiàn)截面、導(dǎo)線(xiàn)的排列方式、工作溫度、功率因數(shù)以及導(dǎo)線(xiàn)間的幾何間距等,標(biāo)準(zhǔn)列出的數(shù)據(jù)僅表示大概范圍。
2 供配電線(xiàn)路的設(shè)計(jì)
電力線(xiàn)路按結(jié)構(gòu)可分為兩大類(lèi):架空線(xiàn)路和電纜線(xiàn)路。金屬導(dǎo)線(xiàn)的功能就是為輸電線(xiàn)路傳輸電能,然而導(dǎo)線(xiàn)存在一定的電阻,因此輸電線(xiàn)路在輸電過(guò)程中總會(huì)出現(xiàn)一定的功率損耗。以下為三相輸電線(xiàn)路的功率耗損的公式:
P=3I2R×10-3=×10-3
式中:P為三相輸電線(xiàn)路的功率消耗;I為線(xiàn)路電流;R為輸電線(xiàn)路中每相線(xiàn)路的電阻;P為輸電線(xiàn)路輸送的有功功率;U表示電壓;cosφ為輸電線(xiàn)路的功率因數(shù)。由公式可知,輸電線(xiàn)路的功率消耗和輸電線(xiàn)路的電壓、功率因數(shù)以及輸電線(xiàn)路的電阻有密切的關(guān)系。當(dāng)負(fù)荷功率數(shù)值不變時(shí),輸電線(xiàn)路上的耗損功率和功率因數(shù)的平方成反比,和電壓的平方也成反比,而與輸電線(xiàn)路的電阻成正比。因此,在設(shè)計(jì)供配電線(xiàn)路方案時(shí),可以采用降低輸電線(xiàn)路電阻的方式以及提高輸電線(xiàn)路功率因數(shù)和電壓等級(jí)等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)降低功率損耗和節(jié)約電力資源的目的。
輸電線(xiàn)路電阻的公式為:R=PL/S,從中我們得出電阻和導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度是正比例關(guān)系,與導(dǎo)線(xiàn)的電阻率P也是正比例關(guān)系,而與導(dǎo)線(xiàn)截面S成則是反比例關(guān)系。因此,我們可以采取一些措施來(lái)達(dá)到降低電阻的目的。
(1)最好選擇銅芯導(dǎo)線(xiàn),鋁線(xiàn)等電阻率P比較小的導(dǎo)線(xiàn)。(2)在設(shè)計(jì)過(guò)程中,應(yīng)盡可能使輸電線(xiàn)路沿著直線(xiàn)的方向,盡量不要沿著曲線(xiàn)的方向,這就需要變電所盡量縮短與負(fù)荷中心的距離,減小供電半徑;在低壓配電過(guò)程中,也盡量使輸電線(xiàn)路不往回走,這樣可以最大限度地減少輸電導(dǎo)線(xiàn)的長(zhǎng)度,從而減少輸電線(xiàn)路的電阻。(3)將輸電導(dǎo)線(xiàn)的截面面積適當(dāng)增大。
3 電氣設(shè)備選擇
在供配電設(shè)計(jì)中,電器設(shè)備的合理選擇對(duì)改善電網(wǎng)的電能質(zhì)量和提高用電設(shè)備的自然功率因數(shù)具有十分重要的作用,進(jìn)而可以有效減少電能資源的損耗。
一般情況下,工業(yè)企業(yè)消耗的無(wú)功功率中變壓器、異步電動(dòng)機(jī)以及線(xiàn)路所占的比例分別為20%、70%以及10%[2]。在設(shè)計(jì)中,為了減少線(xiàn)路感抗,利用正確選擇變壓器的容量和電動(dòng)機(jī)的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。在功率條件合理的時(shí)候,想要提高用電單位的自然功率因數(shù),可以采取有效措施來(lái)實(shí)現(xiàn),如運(yùn)用同步電動(dòng)機(jī)和選擇使用間隙工作制設(shè)備,前提是該設(shè)備具有空載切除功能。在選擇電動(dòng)機(jī)的經(jīng)常負(fù)荷時(shí),應(yīng)盡量高于額定容量的40%;而要使變壓器的負(fù)荷率高于60%,最好將其控制在75%~85%這個(gè)范圍內(nèi)。
提高電動(dòng)機(jī)的功率因數(shù)和工作效率可以有效減少電動(dòng)機(jī)的能源消耗量。異步電動(dòng)機(jī)空載時(shí)的因數(shù)還不到0.4,輕載時(shí)功率因數(shù)大致為0.6,由此可見(jiàn),異步電動(dòng)機(jī)在空載和輕載運(yùn)行時(shí),功率因數(shù)都不太高。當(dāng)異步電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷在70%以上,甚至在滿(mǎn)載負(fù)荷的條件運(yùn)行時(shí),其功率因數(shù)大概為0.85,這時(shí)功率因數(shù)相對(duì)較高一些。因此,設(shè)計(jì)時(shí)若能選擇容量合適并且又能使電動(dòng)機(jī)滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行時(shí),將會(huì)使電動(dòng)機(jī)的自然因數(shù)得到很大的提高。所以,在設(shè)計(jì)選型時(shí)應(yīng)將高能耗且效率低的電動(dòng)機(jī)淘汰掉,而應(yīng)選擇稀土永磁電動(dòng)機(jī)、高效節(jié)能電動(dòng)機(jī)等工作效率高并且又節(jié)約能源的機(jī)型。同時(shí),在選擇電動(dòng)機(jī)時(shí),還需要充分考慮啟動(dòng)次數(shù)、負(fù)荷特性以及調(diào)速方面等因素,以防出現(xiàn)電能浪費(fèi)的現(xiàn)象。
參考文獻(xiàn)
關(guān)鍵詞:電力工程;節(jié)能設(shè)計(jì);管理方法
Abstract: for the development of economy will tell, energy has become a core restriction factor, so in the design of power engineering process, need comprehensive fully consider power generation system, electricity, power transmission and distribution, and other aspects, at the same time, in the specific management link, still need to use the energy saving measures as much as possible, and finally achieve energy efficient, scientific, reasonable use. Based on this, this paper focuses on the energy saving power engineering design and management methods are discussed.
Key words: electric power projects; Energy saving design; Management method
中圖分類(lèi)號(hào):TE08文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):
對(duì)于能源在當(dāng)前中國(guó)的應(yīng)用來(lái)講,一個(gè)最具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)就是節(jié)能。對(duì)于電力工程而言,這也是面臨的新問(wèn)題之一。節(jié)能不但能夠讓能源的利用效率得到提高,而且使工業(yè)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的負(fù)面影響得到很好的控制,所以對(duì)于整個(gè)社會(huì)來(lái)講,為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目的,必須要盡可能地采取措施進(jìn)行節(jié)能。
一、電力工程節(jié)能的重要性
伴隨著不斷發(fā)展的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì),市場(chǎng)對(duì)電力的需求呈現(xiàn)明顯的上升趨勢(shì),隨之而暴露出來(lái)的問(wèn)題則越來(lái)越明顯。對(duì)于整個(gè)中國(guó)社會(huì)的電能需求來(lái)講,電力工程擔(dān)當(dāng)著生產(chǎn)的重任,同時(shí)電力工程也是能源的主要消耗者,所以對(duì)于整個(gè)社會(huì)來(lái)講,實(shí)施節(jié)能的重要性就越來(lái)越明顯。
長(zhǎng)期以來(lái),無(wú)論是在電力工程行業(yè)還是社會(huì)建設(shè)的其他領(lǐng)域和行業(yè),關(guān)于能源的使用,政府一直在大力的倡導(dǎo):提高使用效率,較少能源浪費(fèi),控制環(huán)境污染。盡管如此,有效利用能源的途徑卻一直在探索中前行。理論上,市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的必然結(jié)果之一就是節(jié)能,因?yàn)楣?jié)能可以帶來(lái)成本的縮減,可以在市場(chǎng)上獲得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì),可以成為市場(chǎng)的贏家。
二、電力工程的節(jié)能設(shè)計(jì)
1. 電壓的合理調(diào)整運(yùn)用
調(diào)整電壓可以借助于對(duì)分接頭進(jìn)行調(diào)整,或者投切電力電容器于母線(xiàn)等,這些措施和手段有助于電壓在質(zhì)量得到保證的同時(shí),被適度的進(jìn)行調(diào)控。有功損耗與電壓之間的具體關(guān)系為:損耗和電壓的平方為正比例的關(guān)系,也就是說(shuō),對(duì)運(yùn)行電壓進(jìn)行合理調(diào)整,有助于實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的。自動(dòng)調(diào)壓器實(shí)質(zhì)上是變壓器的一種,這種變壓器對(duì)輸入的電壓進(jìn)行自動(dòng)跟蹤,從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的恒定以及三相自耦。這種設(shè)備能夠?qū)﹄妷涸?0%的范圍內(nèi)進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)。如果資金缺乏,又想實(shí)現(xiàn)電壓質(zhì)量改善可以使用自動(dòng)調(diào)壓器。很多時(shí)候,電壓的正常運(yùn)行很難得到保證,在這樣的情況下,必須要避免的就是人為因素對(duì)其產(chǎn)生影響。工程開(kāi)展的過(guò)程中,應(yīng)提前預(yù)防,保證預(yù)警系統(tǒng)的有效運(yùn)轉(zhuǎn),確保不會(huì)產(chǎn)生重大損失,使損失達(dá)到最小化。
2.平衡三相負(fù)荷
三相負(fù)荷如果出現(xiàn)非常不均衡的情況,對(duì)于產(chǎn)生較大漏電電流的相稱(chēng)為靈敏相,對(duì)于產(chǎn)生較小的漏電電流的相稱(chēng)為不靈敏相。如果不靈敏相層面出現(xiàn)了觸、漏電事故,保護(hù)器可能會(huì)出現(xiàn)拒絕動(dòng)作的情況;如果漏電情況出現(xiàn)在靈敏相上,即使漏電情況非常輕微,比如剛剛達(dá)到動(dòng)作電流的數(shù)值,在這個(gè)時(shí)候,因?yàn)榫€(xiàn)損情況的存在,配電變壓器負(fù)載損耗就會(huì)呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。伴隨著變壓器負(fù)載電流的不斷調(diào)整變動(dòng),上升情形更加的明顯,這與負(fù)載電流的平方成正比例關(guān)系,如果變壓器輸送的容量相同,三相負(fù)荷就會(huì)出現(xiàn)不平衡的現(xiàn)象,有功損耗就會(huì)呈現(xiàn)增大的趨勢(shì)。如果中性線(xiàn)電流過(guò)大,適配電壓器在運(yùn)行時(shí)就會(huì)出現(xiàn)溫度上升,如果情況非常嚴(yán)重的時(shí)候,升高的溫度甚至?xí)龎淖儔浩鳌?/p>
不平衡的三相負(fù)荷會(huì)出現(xiàn)一相乃至兩相的畸重,在這樣的情況下,線(xiàn)路電壓必將會(huì)出現(xiàn)下降,電能供應(yīng)的質(zhì)量受到影響,電器的正常工作受到很大的負(fù)面影響。所以,對(duì)剩余電流具有保護(hù)性的配電變壓器非常的重要。
3. 無(wú)功補(bǔ)償?shù)拈_(kāi)展
電網(wǎng)中大部分的電力負(fù)荷為感性負(fù)荷,比如變壓器、電動(dòng)機(jī)。具體運(yùn)行的時(shí)候,這些設(shè)備需要耗費(fèi)一定的功率,雖然部分功率可能并不做有用功。為了控制無(wú)用功率就需要盡可能的減少感性負(fù)荷的供應(yīng),在這個(gè)情況下,為了保證電力運(yùn)轉(zhuǎn)正常,還需要對(duì)電能損耗情況進(jìn)行控制和降低,這些應(yīng)該具體被看作為無(wú)功補(bǔ)償。無(wú)功補(bǔ)償對(duì)節(jié)能降耗有著不可磨滅的作用。它可以節(jié)省企業(yè)電費(fèi)開(kāi)支、提高設(shè)備的利用率、降低系統(tǒng)的能耗、改善電壓質(zhì)量以及可以增加變壓器的容量。當(dāng)然,在這里,我們不只是傳統(tǒng)意義上的無(wú)功補(bǔ)償,還有近期市場(chǎng)推廣的動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償。動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償發(fā)生裝置,即靜止同步補(bǔ)償器,又名靜止無(wú)功發(fā)生器。由于它的開(kāi)關(guān)器件為IGBT,所以,它的動(dòng)態(tài)補(bǔ)償效果是早期的同步調(diào)相機(jī)、電容器以及無(wú)功補(bǔ)償裝置所不能比擬的。無(wú)功補(bǔ)償裝置以其較低的諧波,較高的效率以及較快速的動(dòng)態(tài)響應(yīng),從而成為現(xiàn)代柔流輸電系統(tǒng)中的重要設(shè)備。該種裝置主要用來(lái)補(bǔ)償電網(wǎng)中頻繁波動(dòng)的無(wú)功功率,抑制電網(wǎng)的閃變和諧波,提高電網(wǎng)的功率因數(shù)。另外,若從配電網(wǎng)使用效率的角度進(jìn)行改善,借助對(duì)網(wǎng)絡(luò)損耗的降低和控制,將有助于輸電線(xiàn)路壽命的延長(zhǎng)使用。
4全方位的監(jiān)控
國(guó)內(nèi)外知名自控品牌中的配電監(jiān)控能源管理系統(tǒng)對(duì)節(jié)能降耗有很好的作用。它的特性是安全、高效、經(jīng)濟(jì)以及可擴(kuò)展。以下是它的作用:(1)動(dòng)態(tài)顯示電器測(cè)量參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)和狀態(tài)量參數(shù)。(2)連續(xù)記錄顯示負(fù)荷記錄曲線(xiàn),電壓棒圖和餅圖等。3)電能全方位管理??傊\(yùn)用這樣的全面監(jiān)控系統(tǒng)是有效的節(jié)能措施。
三、節(jié)能管理措施
節(jié)能是技術(shù)不斷發(fā)展的產(chǎn)物,有效的節(jié)能措施對(duì)于產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平的提升、產(chǎn)品技術(shù)含量的改進(jìn)發(fā)揮著非常重要的作用。例如:發(fā)電企業(yè)要及早的實(shí)施汽輪機(jī)通流的改造,以便提高機(jī)組效率。針對(duì)有些吸風(fēng)機(jī)和水泵等效率較低設(shè)備的狀況,應(yīng)積極采用節(jié)能高壓變頻技術(shù)來(lái)降低耗電率,提高能源的轉(zhuǎn)換效率。
除了節(jié)能技術(shù),為了實(shí)現(xiàn)能源真正的有效利用,還需要建立并完善節(jié)能管理制度。管理制度與技術(shù)的有效結(jié)合利用,對(duì)于節(jié)能的真正實(shí)現(xiàn)來(lái)講,發(fā)揮著關(guān)鍵作用。在建立完善節(jié)能管理制度的過(guò)程中,下面的幾個(gè)問(wèn)題需要得到特別的關(guān)注:(1)電價(jià)政策本身需要合理靈活,電價(jià)的管理需要形成動(dòng)態(tài)的機(jī)制;(2)激勵(lì)機(jī)制需要盡可能的有效化,比如對(duì)于風(fēng)能發(fā)電、太陽(yáng)能發(fā)電可以實(shí)行激勵(lì)的電價(jià)管理;(3)補(bǔ)償機(jī)制也要不斷的科學(xué)化、合理化,這個(gè)機(jī)制要盡可能的對(duì)環(huán)保予以鼓勵(lì);(4)電價(jià)機(jī)制要逐步的科學(xué)化。高水平的電價(jià)機(jī)制必然是市場(chǎng)化的,能夠?qū)Y源的稀缺性進(jìn)行反應(yīng)和及時(shí)地調(diào)整,也能夠反映市場(chǎng)上的供求狀況,能夠引導(dǎo)資源的合理配置。
四、結(jié)語(yǔ)
總而言之,持續(xù)不斷的在電力工程領(lǐng)域推行節(jié)能措施,對(duì)于環(huán)保型社會(huì)主義國(guó)家的建立而言,意義重大,對(duì)于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的持續(xù)健康快速的發(fā)展而言,也是有著非常重要的意義的。伴隨著快速發(fā)展的經(jīng)濟(jì)環(huán)境,節(jié)能也有助于國(guó)家經(jīng)濟(jì)更加良性的運(yùn)行,對(duì)社會(huì)的發(fā)展和進(jìn)步做出更加重大的貢獻(xiàn)。
參考文獻(xiàn)
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[關(guān)鍵詞] 電能表錯(cuò)誤接線(xiàn) 檢查方法 防范對(duì)策
電能計(jì)量的準(zhǔn)確、公平、公正、可靠直接關(guān)系供、用電雙方的利益,做好電能計(jì)量工作,不僅要求電能表、互感器本身的檢修、檢驗(yàn)符合有關(guān)規(guī)定,更重要的要求接線(xiàn)正確。因此,裝接人員要掌握技術(shù),精通業(yè)務(wù),熟悉有關(guān)的規(guī)程制度,使裝表接線(xiàn)正確整齊,不發(fā)生差錯(cuò),更好地為用戶(hù)服務(wù)。
1、電能表錯(cuò)誤接線(xiàn)檢查方法
1.1 帶電檢查。若無(wú)相位伏安表時(shí),只能在聯(lián)合接線(xiàn)盒上進(jìn)行驗(yàn)線(xiàn)。在三相負(fù)載對(duì)稱(chēng),又能估出功率因數(shù)的情況下,可用下列方式來(lái)核對(duì)有功電能表的接線(xiàn)是否正確。①用秒表測(cè)量有功電能表的10轉(zhuǎn)秒數(shù),再根據(jù)電壓、電流互感器的變比和有功電能表每千瓦的轉(zhuǎn)數(shù)計(jì)算其高壓側(cè)功率。將測(cè)得的功率與實(shí)際功率比較。②若三相負(fù)載對(duì)稱(chēng),用秒表測(cè)量有功電能表n轉(zhuǎn)秒數(shù),然后斷開(kāi)聯(lián)合接線(xiàn)盒與中間相電壓,再測(cè)量有功電能表n轉(zhuǎn)秒數(shù),看它是否慢一倍,再連接中間相電壓,然后將兩邊的相電壓對(duì)調(diào),看有功電能表是否停數(shù)。如不符合,則電能表接線(xiàn)就不正確。③用鉗形電流表分別測(cè)試IA和IC,然后將二相電流合并測(cè)試,其讀數(shù)應(yīng)與單獨(dú)測(cè)試的基本一樣,如合并測(cè)試時(shí)電流是單獨(dú)測(cè)試時(shí)的3倍,說(shuō)明有一相電流方向相反。
1.2 停電檢查。在一次側(cè)停電時(shí),可用萬(wàn)用表對(duì)電流、電壓線(xiàn)圈逐相檢查,根據(jù)電流互感器一次側(cè)的極性,核對(duì)二次線(xiàn)圈接到表計(jì)的進(jìn)出線(xiàn)是否正確;根據(jù)電流、電壓互感器一次側(cè)的相位,核對(duì)二次線(xiàn)圈接到表計(jì)的相位是否正確。
2、電能表錯(cuò)誤接線(xiàn)分析
2.1三相四線(xiàn)電能表誤接線(xiàn)分析。① 某相電流互感器的變比與其余兩相不一致或者三相均不一致。安裝完畢后目測(cè)電流互感器的變比及匝數(shù)是否合適,通電后使用鉗形電流表核對(duì)互感器的變比及三相電流互感器二次電流是否基本平衡,一般三相線(xiàn)路二次電流差異不會(huì)大于30%,如不符合,則要進(jìn)一步判斷確實(shí)是三相負(fù)荷不對(duì)稱(chēng)還是互感器變比不對(duì)。②電壓斷線(xiàn)。由于電能表二次回路規(guī)定采用銅芯導(dǎo)線(xiàn),而用戶(hù)進(jìn)戶(hù)線(xiàn)一般為多股鋁芯線(xiàn),在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)一般采用破皮接法,如果接頭處理不當(dāng),長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行由于導(dǎo)線(xiàn)氧化而造成接觸不良,致使電能表電壓缺相運(yùn)行。③ 電壓電流不同相位。此類(lèi)錯(cuò)誤經(jīng)常發(fā)生在電流互感器與電能表安裝位置不在同一平面時(shí),導(dǎo)致在不同功率因數(shù)下,電能表快走、慢走、倒走等現(xiàn)象。此類(lèi)誤接線(xiàn)可用抽壓法判斷,即分別只保留單相電壓,看電能表運(yùn)轉(zhuǎn)是否正常,正常情況是三相均應(yīng)正轉(zhuǎn)。④ 零線(xiàn)未接入。由于零線(xiàn)接觸不良或者是導(dǎo)線(xiàn)內(nèi)部斷開(kāi),在三相負(fù)荷不平衡時(shí)漏計(jì)不平衡電量。在安裝完畢送電后,用萬(wàn)用表測(cè)量三相相電壓是否正確即可判斷出此類(lèi)錯(cuò)誤。⑤ 單相或者兩相電流互感器二次極性接反。當(dāng)單相互感器接反時(shí),電能表慢走,少計(jì)兩相電量;當(dāng)兩相互感器接反時(shí),電能表反轉(zhuǎn),所計(jì)電量為一相電量的反向電量;當(dāng)三相互感器都接反時(shí),電能表反轉(zhuǎn),所計(jì)電量為三相反向電量。
2.2常見(jiàn)單相電能表停轉(zhuǎn)錯(cuò)誤情況。①在三相電壓對(duì)稱(chēng)、三相負(fù)載基本平衡條件下,三相四線(xiàn)有功電能表電流回路按正相序接線(xiàn)而電壓回路是負(fù)相序接線(xiàn)時(shí),電能表必不轉(zhuǎn)。②電流缺相而使電能表轉(zhuǎn)慢,當(dāng)電流單相開(kāi)路時(shí),電能表僅計(jì)量?jī)上嚯娏?;兩相開(kāi)路時(shí),僅計(jì)量單相電量;三相開(kāi)路時(shí),電能表停轉(zhuǎn)。③ 單相電能表電壓連接片脫落的錯(cuò)誤接線(xiàn)。當(dāng)電壓小鉤斷開(kāi)或接觸不良造成開(kāi)路時(shí),這種錯(cuò)誤接線(xiàn)的原因:一是修校單相電能表后沒(méi)有把電壓連接片的螺絲擰緊而脫開(kāi);二是用戶(hù)偷電把電壓接片松脫。其電壓線(xiàn)圈的相線(xiàn)斷開(kāi),沒(méi)有電壓,電能表不轉(zhuǎn),漏計(jì)電量。④單相電能表的相線(xiàn)與中性線(xiàn)接反的錯(cuò)誤接線(xiàn)。中性線(xiàn)從電能表引出后,處在開(kāi)路狀態(tài),而負(fù)載跨接在相線(xiàn)之間,用電照樣正常,因電能表電流線(xiàn)圈無(wú)電流通過(guò)而不轉(zhuǎn),計(jì)量不準(zhǔn)確。⑤中性線(xiàn)不通過(guò)單相電能表的接線(xiàn)方式。這種接線(xiàn)方式,電流、電壓回路接線(xiàn)完好,電能運(yùn)行正常。但時(shí)間長(zhǎng)了,慢慢出現(xiàn)在電能表接線(xiàn)盒的接頭處氧化燒損,如果此現(xiàn)象發(fā)生在中性線(xiàn)的接線(xiàn)柱上,將造成電壓回路不通,即電壓線(xiàn)圈的電壓U=0。此時(shí)單相電能表不轉(zhuǎn),而用戶(hù)的燈仍亮,造成漏計(jì)電量。
2.3常見(jiàn)電能表反轉(zhuǎn)的錯(cuò)誤接線(xiàn)分析。①電流互感器二次引線(xiàn)三相或二相均接反。當(dāng)兩相互感器接反時(shí),電能表反轉(zhuǎn),所計(jì)電量為一相電量的反向電量;當(dāng)三相互感器者接反時(shí),電能表反轉(zhuǎn),所計(jì)電量為三相反向電量。② 三相四線(xiàn)電能表跨相接線(xiàn)。當(dāng)在0°~90°范圍內(nèi)時(shí),三相四線(xiàn)有功電能表呈反轉(zhuǎn)狀態(tài)。③單相電能表進(jìn)出線(xiàn)接反或顛倒的錯(cuò)誤接線(xiàn)。在裝換電能表時(shí),如未將電能表的進(jìn)出線(xiàn)分清,而將電能表的進(jìn)線(xiàn)與出線(xiàn)錯(cuò)接或顛倒,其電壓線(xiàn)圈仍為正向接線(xiàn),而電流線(xiàn)圈為反向接線(xiàn),導(dǎo)致電能表反轉(zhuǎn),計(jì)量不準(zhǔn)確。④單相電能表相零線(xiàn)和進(jìn)出線(xiàn)均顛倒的錯(cuò)誤接線(xiàn)。在裝換單相電能表,粗心大意或不了解電能表接線(xiàn)方式,不僅將電能表的進(jìn)出線(xiàn)顛倒,還將電能表進(jìn)線(xiàn)的相零線(xiàn)顛倒,此時(shí)電流線(xiàn)圈雖為正向接線(xiàn),而電壓線(xiàn)圈成反向接線(xiàn),導(dǎo)致電能表反轉(zhuǎn)。
3、電能表錯(cuò)誤接線(xiàn)的防范對(duì)策
3.1 規(guī)范電能表計(jì)量裝置的安裝接線(xiàn)及工藝 ,規(guī)范電能計(jì)量裝置的安裝接線(xiàn),是防止計(jì)量差錯(cuò)的有效手段。首先電能計(jì)量裝置的二次回路應(yīng)符合技術(shù)要求: 對(duì)高壓CT接線(xiàn),不宜采用簡(jiǎn)化接線(xiàn),而應(yīng)用分相接線(xiàn),即三相三線(xiàn)二只CT用4根線(xiàn)連接,三相系統(tǒng)三只CT用6根線(xiàn)連接。對(duì)于低壓的有的仍用簡(jiǎn)化接線(xiàn),即三相三線(xiàn)2只CT采用不完全星形接法,用3根線(xiàn)連接; 三相四線(xiàn)3只CT星形法接線(xiàn),用4根線(xiàn)連接。 其次,當(dāng)PT二次電壓線(xiàn)用電纜連接時(shí),一般采用四芯,一根芯作為備用,35kV以上計(jì)費(fèi)用PT二次回路,應(yīng)該不能裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn),但安裝熔斷器;35kV及以下計(jì)費(fèi)PT二次回路,不得裝設(shè)隔離開(kāi)關(guān)輔助觸點(diǎn)和熔斷器; 35kV及以下用戶(hù)應(yīng)用專(zhuān)用計(jì)量互感器; 35kV及以上用戶(hù)應(yīng)有CT、PT專(zhuān)用二次回路,不得與保護(hù)、測(cè)量回路共用。
3.2 低壓三相電能表的電壓輔助線(xiàn),要從電能表上側(cè)可密封的地方壓接,以免用戶(hù)私自調(diào)整電壓相序,這樣加大打擊偷電竊電行為力度,保證電能表計(jì)量準(zhǔn)確性。
3.3 電能表間距不小于80mm,與屏邊距距離不小于40mm,電能表傾斜度(前后左右)不得超過(guò)1°,導(dǎo)線(xiàn)穿過(guò)金屬盤(pán)要用套護(hù)圈或塑料管。
3.4 二次回路連接導(dǎo)線(xiàn)最好用黃、綠、紅相色線(xiàn),中性線(xiàn)用黑色線(xiàn),且導(dǎo)線(xiàn)中間不可有接頭,導(dǎo)線(xiàn)連接為螺絲壓接式,線(xiàn)頭應(yīng)彎曲成圈,方向與螺絲旋緊方向一致。
3.5 定期查線(xiàn)或查表,保證電能表計(jì)量準(zhǔn)確性。
4、結(jié)束語(yǔ)
電能計(jì)量不論是單相電能表還是三相電能表只要電流回路或電壓回路或互感器接入出現(xiàn)差錯(cuò),就會(huì)造成計(jì)量差錯(cuò)。因此,除在實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)合格,在現(xiàn)場(chǎng)按有關(guān)規(guī)范和技術(shù)要求安裝,安裝完畢后認(rèn)真查對(duì)接線(xiàn)。特別是電流線(xiàn)圈、電壓線(xiàn)圈極性端子、CT極性端子必須正確接入。對(duì)計(jì)量大的用戶(hù)還需帶上實(shí)際負(fù)荷、實(shí)際功率因數(shù)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)。不要認(rèn)為電能表能正轉(zhuǎn)就正確,要仔細(xì)核查電壓相序、電流相位正確,測(cè)定誤差在規(guī)定范圍內(nèi)才能確定電能表接線(xiàn)正確。
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作者簡(jiǎn)介
關(guān)鍵詞:機(jī)電實(shí)習(xí)教學(xué);學(xué)生;操作技能;方法
技工院校教育的重點(diǎn)是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作技能,這與實(shí)習(xí)教學(xué)關(guān)系密切,抓好實(shí)習(xí)教學(xué)的基本環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,重視能力培養(yǎng)是培養(yǎng)高水平技能型人才的基本方面。培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)技能比單純掌握專(zhuān)業(yè)知識(shí)更為重要。
一、在教學(xué)中要抓好實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,提高教學(xué)質(zhì)量
1.入門(mén)指導(dǎo)環(huán)節(jié)
這一環(huán)節(jié)的主要任務(wù)是實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師向?qū)W生傳授實(shí)習(xí)的工藝知識(shí),工具、儀器、儀表、設(shè)備的使用,實(shí)習(xí)操作方法、步驟、技術(shù)規(guī)程、安全知識(shí)及任務(wù)分配等。教師在這一環(huán)節(jié)的教學(xué)中一般采用的做法是列出工具、儀表、材料、設(shè)備、清單,發(fā)給學(xué)生,組織教學(xué)。但是,由于課程的類(lèi)型不同,其結(jié)構(gòu)也不同;同一類(lèi)型的課或由于學(xué)生學(xué)習(xí)階段不同,教學(xué)的具體要求不同,也有不同的結(jié)構(gòu)。應(yīng)該嘗試在單一課題實(shí)習(xí)時(shí),先組織教學(xué)及必要的相關(guān)基本知識(shí)入門(mén)指導(dǎo),再按小組劃分一個(gè)單位,讓學(xué)生自己準(zhǔn)備工具、儀表、材料或設(shè)備、元件等。
進(jìn)行實(shí)習(xí)入門(mén)指導(dǎo)時(shí),教師要遵守教學(xué)原則,采用有效的教學(xué)方法,要從不同的實(shí)習(xí)內(nèi)容和學(xué)生的實(shí)際情況出發(fā),創(chuàng)造性地運(yùn)用,根據(jù)備課時(shí)做出的計(jì)劃、規(guī)定的具體步驟,靈活有效地控制教學(xué)進(jìn)程,使教學(xué)過(guò)程有條理地進(jìn)行。實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師要發(fā)揮自己的主導(dǎo)作用,按階段、步驟對(duì)各個(gè)主要知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行講解、示范、演示等,教一點(diǎn),學(xué)一點(diǎn),掌握一點(diǎn),鞏固一點(diǎn)。不能無(wú)視學(xué)生掌握狀況,一律采用滿(mǎn)堂灌,那樣既不能調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性,也不能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,難以達(dá)到教學(xué)目的。
對(duì)一個(gè)實(shí)習(xí)課題,要找出所有的基本技能點(diǎn),然后由淺入深、由易到難、循序漸進(jìn)地進(jìn)行入門(mén)指導(dǎo)。如電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)與控制課題、分元件的認(rèn)識(shí)與選擇、工具儀表的使用方法、元件布置及安裝、板面布線(xiàn)的工藝方法及要求、按鈕內(nèi)接線(xiàn)方法及要求、電動(dòng)機(jī)引線(xiàn)接線(xiàn)方法及要求、電源接線(xiàn)的方法及要求、通電試驗(yàn)的方法與步驟、故障排除方法等,有多個(gè)基本知識(shí)點(diǎn),上課時(shí)把學(xué)生安排到合適的崗位上,按多個(gè)階段,多次集體入門(mén)指導(dǎo),每指導(dǎo)一次學(xué)生就練習(xí)一段時(shí)間,等學(xué)生互相檢查和自檢后,教師再檢查學(xué)生是否掌握基本技能,再進(jìn)行下一次指導(dǎo)。學(xué)生得到教師的肯定和贊揚(yáng),會(huì)提高學(xué)習(xí)興趣,就有了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性。
2.巡回指導(dǎo)環(huán)節(jié)
學(xué)生有了學(xué)習(xí)的主動(dòng)性,就能積極地進(jìn)行練習(xí),這時(shí)指導(dǎo)教師在巡回指導(dǎo)中,要進(jìn)行積極的指導(dǎo),并考評(píng)學(xué)生練習(xí)的情況,讓學(xué)生在專(zhuān)業(yè)知識(shí)的指導(dǎo)下進(jìn)行練習(xí),明確為什么要這樣做而不那樣做,指導(dǎo)教師在巡回指導(dǎo)中,發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行個(gè)別示范指導(dǎo)。在教師的指導(dǎo)下,學(xué)生通過(guò)練習(xí)不但能鞏固知識(shí),鍛煉技能技巧,而且能發(fā)揮學(xué)生的能力,培養(yǎng)學(xué)生克服困難和認(rèn)真扎實(shí)的工作習(xí)慣。
巡回指導(dǎo)中教師要發(fā)現(xiàn)好的學(xué)生,也要發(fā)現(xiàn)差一些的學(xué)生。對(duì)好學(xué)生要肯定他的成績(jī)及時(shí)表?yè)P(yáng),并要求他們指導(dǎo)其他學(xué)生;對(duì)差一些的學(xué)生,教師要更加關(guān)愛(ài),多進(jìn)行指導(dǎo),這樣學(xué)生的上進(jìn)心會(huì)增強(qiáng),積極性就能調(diào)動(dòng)起來(lái)。在巡回指導(dǎo)中,指導(dǎo)教師要控制練習(xí)時(shí)間,在規(guī)定時(shí)間內(nèi)教師要檢查,過(guò)一關(guān)再進(jìn)行下一關(guān)。這就要求教師在巡回指導(dǎo)中把好練習(xí)質(zhì)量關(guān)。
檢查就是把關(guān),巡回指導(dǎo)中的檢查可用提問(wèn)或?qū)嶋H操作等方式,檢查要全面,評(píng)分可占總成績(jī)的20%~30%,這樣做,學(xué)生的能動(dòng)性能得到充分發(fā)揮,還有利于教師全面了解學(xué)生掌握知識(shí)的情況,培養(yǎng)學(xué)生解決綜合性問(wèn)題的能力。
入門(mén)指導(dǎo)和巡回指導(dǎo)相結(jié)合。入門(mén)指導(dǎo)和巡回指導(dǎo)是實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)中的兩個(gè)中心環(huán)節(jié),在教學(xué)中要交替進(jìn)行。入門(mén)指導(dǎo)和巡回指導(dǎo)的結(jié)合也就是理論與實(shí)踐相結(jié)合,巡回指導(dǎo)以入門(mén)指導(dǎo)來(lái)指導(dǎo),對(duì)不同的學(xué)生要采取不同的指導(dǎo)方法,這樣才能達(dá)到最佳的實(shí)習(xí)目的,提高實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量。
二、有重點(diǎn)地強(qiáng)化訓(xùn)練,提高學(xué)生的技能水平和能力
為了打破常規(guī),走市場(chǎng)辦學(xué)的新路子,要在搞好一般課題實(shí)習(xí)的同時(shí),對(duì)一些重點(diǎn)課題和綜合性較強(qiáng)的課題進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練。按學(xué)生的具體情況和專(zhuān)業(yè)的不同性質(zhì),使用不同的強(qiáng)化措施,以能力培養(yǎng)為目標(biāo),以操作技能為核心,選準(zhǔn)技能訓(xùn)練的突破口,加大訓(xùn)練的強(qiáng)度、難度。要自制一系列電工綜合訓(xùn)練裝置、模型和實(shí)習(xí)裝置,如電動(dòng)機(jī)定子繞組系列模型、照明布線(xiàn)綜合訓(xùn)練裝置、煤礦井下采區(qū)供電及設(shè)備綜合系統(tǒng)裝置、電子綜合實(shí)習(xí)訓(xùn)練裝置,我院還從廠礦引進(jìn)了部分新設(shè)備等,學(xué)生能按不同情況和課題隨意拆卸組裝、接線(xiàn)和通電運(yùn)行,既有教學(xué)效果,又有實(shí)際的安裝訓(xùn)練價(jià)值。這樣,學(xué)生既能加深理論聯(lián)系實(shí)際的感性認(rèn)識(shí),又能提高技能水平。經(jīng)過(guò)實(shí)踐,取得了非常好的效果。