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摘要：建设资源节约型社会，事关现代化建设的进程和国家安全、人民群众的福祉和根本利益。我国是一个资源相对匮乏的发展中大国，在增强可持续发展能力、实现经济社会快速发展的同时，能源的消耗正在加剧，能源危机迫在眉睫。节能已成为时代的呼唤。如何降低损耗，如何高效利用能源已成为工厂电气工程的重点。电气的节能是节能工作的重要内容，对如何做好电气节能应综合考虑其可靠性、经济性和节能等方面。
关键词：水泥厂； 电气设计；节能措施Abstract: China is a big country in the development of a relative scarcity of resources, in enhancing the capacity of sustainable development, to achieve the rapid development of economy and society, the energy consumption is increasing, the energy crisis is imminent. Energy saving has become the call of the times. How to reduce the loss, how to improve the efficient use of energy has become the key to factory electrical engineering. Electrical energy is an important content of energy-saving work, on how to improve the electrical energy conservation should be considered for the reliability, economy and energy conservation etc..
Keywords: Cement works; electrical design; energy saving measures
中图分类号：TM92 文献标识码：A文章编号:
引言
革开放以来，随着我国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求还在不断增长，而作为二次能源的电能供需矛盾近年来也越来越突出。节能减排已经成为落实科学发展观和保持国民经济持续平稳较快协调发展的关键问题。而我国水泥企业是典型的能源消耗大户，在水泥生产中电能的消耗约占水泥成本的1/3，在水泥企业中，普遍存在着大型用电设备消耗高且利用率低的问题，在运行中造成极大的能源浪费，使得企业产生很大的损失，生产成本增加。实践证明，电气节能技术推广将有助于显著减少一次能源的消耗和环境污染，同时降低企业成本。
1.供配电设备节能措施思考
1.1变压器损耗降低分析
空载损耗和负载损耗为组成变压器损耗主要两个部分。其中，空载损耗也一般指的是铁损，作为固定不变组成，一般包括铁芯的涡流损耗及漏磁损耗，钢片的性能及铁芯制造工艺一般影响其大小。节能型变压器应该被采用，比如，采用优质冷轧取向矽钢片的S9(SL9)以上及SC8以上等油浸变压器或干式变压器来说，考虑到“取向”处理，这样使得矽钢片的磁场方向较为一致，从而使得铁芯的涡流损耗得以减少。
1.2供电线路损耗降低分析
要想降低线路损耗，考虑到线路电流的可不改变性，唯一方法就是通过减小线路电阻。根据线路电阻R=ρL／S公式分析，可以从下述几个方面进行供电线路损耗降低分析。
（1）导线选择电导率较小的材质。应该节约用铜的原则下使用铜芯。一般来说，铜导线在负荷较大厂房使用，铝芯导线在负荷较小厂房中使用。
（2）导线长度尽量减少。第一，导线少走弯路，尽量直线布置；第二，对于低压线路来说，为减少来回线路上的电能损失，不走或少走回头线；第三，导线面积尽可能增大。对于长线路来说，在满足载流量、热稳定、保护的配合的基础上，考虑电压损失所选定的截面，然后导线截面再增大一级。同时，针对线路长度超过100m而且导线截面小于70平方毫米的情况来说，比較容易实现上述条件。
1.3 提高供电系统的功率因数
考虑大型企业的无功功率消耗比较大的问题，加之所使用的电动机较多，一般来说，无功功率补偿装置常常被采用。10kV及以上采用集中补偿的方式，低压配电一般采用分散补偿方式，这样就可以利用无功功率补偿，提高系统的功率因数，同时使得线路损耗得以降低，从而保证电能质量的提高。
2.供配电系统设计
在厂区内设置一座110kV/10kV的总降压站，同时根据工艺及配电室设置多座车间变电所，即生料车间变电所、烧成车间变电所、水泥车间变电所，在原料配料库车间、生料磨车间、窑尾车间、窑头煤磨车间、水泥配料车间、水泥磨车间、水泥包装车间等各设置一配电室。总降、变电所、配电室尽量靠近负荷中心，进出线方便，减少了配电电缆的长度，减少了线路的损耗。
车间变压器选用了S11系列节能型变压器。每台车间变压器的负荷率在70%~80%左右，确保变压器在经济、安全可靠的状态下运行。在每个车间变电所都选用两台变压器，如在水泥磨车间有两条粉磨生产线，我们采取每台变压器控制一套水泥磨生产线和其他相邻车间的设备，这样的话在水泥处于淡季时，业主可以根据需要有选择的停产一台变压器和一套粉磨生产线。相反，如果变压器控制两条生产线设备出现交叉时，在正常生产时，和前一方案差别不大，但在淡季时，将会无法停产其中一台变压器，这样两台变压器达不到经济运行。
3.配电系统的功率因素
在水泥厂中，大部分负荷为感性负荷，其中多数为中小容量电机，全厂的自然功率因数很低。而本厂区既设置了总降压站，又有低压车间变电所，因此为了提高功率因数，降低线路无功损耗，我们采取了高压补偿和低压补偿相结合、集中补偿和就地补偿相结合的方式。在总降压站10kV母线设置高压功率因数电容自动补偿装置，在车间变电所0.4kV母线设置低压功率因数电容自动补偿装置。生料磨、生料磨风机、水泥磨采用了静止式进相机，随机投入和切除，进行就地补偿。通过静止式进相机就地补偿大大提高了电机本身的功率因数，还能降低电机的定子电流，使电机的温升显著降低，达到节约能源的目的。通过这些措施后系统补偿后的功率因数可以达到0.95，减少了无功损耗。
4.电气设备节能措施
4.1照明的设计
所有车间的照明均由车间变电所直接供电，在配电室设置照明配电箱，各车间灯具由照明配电箱集中控制，在照明配电箱的进线端安装节能优化装置。 在车间照明平面布置时，充分利用自然光，与人工照明相结合。如原料预均化堆棚、石膏混合材堆棚的棚顶采用透光板，充分的利用自然光。车间照度标准按照照明设计规范及水泥厂设计规范中对各种场所的要求、照明功率密度等均有规定。有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，在配电室、中控化验楼、宿舍楼、浴室等采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及厂区的室外照明等一般采用新型节能型高压汞灯、高压钠灯等高效气体放电光源。照明系统采用了三相四线制供电，同时选用一般照明、局部照明和混合照明的方式。
厂区道路及室外照明采用程序控制，办公楼等公建走道、楼梯等人员短暂停留的场所采用了节能声光控自熄开关。
4.2使用节能型电感镇流器和电子镇流器
厂房照明应采用低能耗、性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器等，气体放电灯宜采用电子触发器。灯具布置及回路控制的节能设计采用合适的控制方式，如手动控制、时间控制、光敏控制、微机控制等，根据不同的使用阶段开／闭不同的照明，如与窗平行的照明等按天然光的强弱而开／闭；楼梯间照明采用定时控制或声光组合控制。在不使用相关用电设备的情况下，可以通过设置在在插座面板上的开关进行操作，这样就能有效进行插座电源切断工作，从而使得设备空载损耗消除，也就达到节电目的。
4.3电动机的节能措施
4.3.1选用功率合适的电动机
在企业里，设计时许多电动机容量安全系数考虑得过大，或者是工况变化了，很多电动机不到50％额定负载，功率因数也只有0.6左右，造成“大马拉小车”、电动机功率因数低、效率差的现象。对于这种现象，要从企业整体考虑，由于机座号相同的电动机，功率虽然不同，但其轴及底脚安装尺寸是相同的，只需把机座号相同的小功率电动机移到大功率上而不需要更改联轴器及安装基础，既省钱又节能。如果从全局出发，逐级移动，只要少量投资，就可以改变“大马拉小车”的现象。
4.3.2交流变频调速系统的节能分析
当前我国节约电能的措施有效手段就是进行相关的交流电机调速節电的推广工作。这是因为，采用变频调速装置能够满足提高电机在轻载时的效率的要求，同时能达到节能目的。一般对于变频调速装置来说，一般与负载的变化相适应，可以负载下降时自动调节转速。静止变频器一般包括普通晶闸管、GTR(大功率晶体管)GTO(门极可关断开关)、IGBT(绝缘门双极晶体管)等电力、电子器件等等，目前已经广泛采用其对异步电动机进行调速。
5 结束语
所以，工厂节能发展空间巨大，所以应该在多多了解选用节能新设备的原理、性能、效果的基础上，结合工程中相关可行技术措施，从技术性和经济性等方面进行比较后再进行选择，以真正达到有效节能的目的。工厂企业作为电力消耗主力军，如果能够从以上几个方面做好电气节能措施，对于工厂企业本身以及社会的节能降耗都有非凡的意义。
参考文献：
[1] 徐芳茜, 范义敏. 浅析工厂电气设计中的节能方式[J]. 林业科技情报, 2008,(3).
[2] 唐德淼. 试述工厂电气照明及配电节能[J]. 大科技·科技天地, 2010,(11).
关键词：水泥厂； 电气设计；节能措施Abstract: China is a big country in the development of a relative scarcity of resources, in enhancing the capacity of sustainable development, to achieve the rapid development of economy and society, the energy consumption is increasing, the energy crisis is imminent. Energy saving has become the call of the times. How to reduce the loss, how to improve the efficient use of energy has become the key to factory electrical engineering. Electrical energy is an important content of energy-saving work, on how to improve the electrical energy conservation should be considered for the reliability, economy and energy conservation etc..
Keywords: Cement works; electrical design; energy saving measures
中图分类号：TM92 文献标识码：A文章编号:
引言
革开放以来，随着我国经济的较快发展和工业化、城镇化进程的加快，能源需求还在不断增长，而作为二次能源的电能供需矛盾近年来也越来越突出。节能减排已经成为落实科学发展观和保持国民经济持续平稳较快协调发展的关键问题。而我国水泥企业是典型的能源消耗大户，在水泥生产中电能的消耗约占水泥成本的1/3，在水泥企业中，普遍存在着大型用电设备消耗高且利用率低的问题，在运行中造成极大的能源浪费，使得企业产生很大的损失，生产成本增加。实践证明，电气节能技术推广将有助于显著减少一次能源的消耗和环境污染，同时降低企业成本。
1.供配电设备节能措施思考
1.1变压器损耗降低分析
空载损耗和负载损耗为组成变压器损耗主要两个部分。其中，空载损耗也一般指的是铁损，作为固定不变组成，一般包括铁芯的涡流损耗及漏磁损耗，钢片的性能及铁芯制造工艺一般影响其大小。节能型变压器应该被采用，比如，采用优质冷轧取向矽钢片的S9(SL9)以上及SC8以上等油浸变压器或干式变压器来说，考虑到“取向”处理，这样使得矽钢片的磁场方向较为一致，从而使得铁芯的涡流损耗得以减少。
1.2供电线路损耗降低分析
要想降低线路损耗，考虑到线路电流的可不改变性，唯一方法就是通过减小线路电阻。根据线路电阻R=ρL／S公式分析，可以从下述几个方面进行供电线路损耗降低分析。
（1）导线选择电导率较小的材质。应该节约用铜的原则下使用铜芯。一般来说，铜导线在负荷较大厂房使用，铝芯导线在负荷较小厂房中使用。
（2）导线长度尽量减少。第一，导线少走弯路，尽量直线布置；第二，对于低压线路来说，为减少来回线路上的电能损失，不走或少走回头线；第三，导线面积尽可能增大。对于长线路来说，在满足载流量、热稳定、保护的配合的基础上，考虑电压损失所选定的截面，然后导线截面再增大一级。同时，针对线路长度超过100m而且导线截面小于70平方毫米的情况来说，比較容易实现上述条件。
1.3 提高供电系统的功率因数
考虑大型企业的无功功率消耗比较大的问题，加之所使用的电动机较多，一般来说，无功功率补偿装置常常被采用。10kV及以上采用集中补偿的方式，低压配电一般采用分散补偿方式，这样就可以利用无功功率补偿，提高系统的功率因数，同时使得线路损耗得以降低，从而保证电能质量的提高。
2.供配电系统设计
在厂区内设置一座110kV/10kV的总降压站，同时根据工艺及配电室设置多座车间变电所，即生料车间变电所、烧成车间变电所、水泥车间变电所，在原料配料库车间、生料磨车间、窑尾车间、窑头煤磨车间、水泥配料车间、水泥磨车间、水泥包装车间等各设置一配电室。总降、变电所、配电室尽量靠近负荷中心，进出线方便，减少了配电电缆的长度，减少了线路的损耗。
车间变压器选用了S11系列节能型变压器。每台车间变压器的负荷率在70%~80%左右，确保变压器在经济、安全可靠的状态下运行。在每个车间变电所都选用两台变压器，如在水泥磨车间有两条粉磨生产线，我们采取每台变压器控制一套水泥磨生产线和其他相邻车间的设备，这样的话在水泥处于淡季时，业主可以根据需要有选择的停产一台变压器和一套粉磨生产线。相反，如果变压器控制两条生产线设备出现交叉时，在正常生产时，和前一方案差别不大，但在淡季时，将会无法停产其中一台变压器，这样两台变压器达不到经济运行。
3.配电系统的功率因素
在水泥厂中，大部分负荷为感性负荷，其中多数为中小容量电机，全厂的自然功率因数很低。而本厂区既设置了总降压站，又有低压车间变电所，因此为了提高功率因数，降低线路无功损耗，我们采取了高压补偿和低压补偿相结合、集中补偿和就地补偿相结合的方式。在总降压站10kV母线设置高压功率因数电容自动补偿装置，在车间变电所0.4kV母线设置低压功率因数电容自动补偿装置。生料磨、生料磨风机、水泥磨采用了静止式进相机，随机投入和切除，进行就地补偿。通过静止式进相机就地补偿大大提高了电机本身的功率因数，还能降低电机的定子电流，使电机的温升显著降低，达到节约能源的目的。通过这些措施后系统补偿后的功率因数可以达到0.95，减少了无功损耗。
4.电气设备节能措施
4.1照明的设计
所有车间的照明均由车间变电所直接供电，在配电室设置照明配电箱，各车间灯具由照明配电箱集中控制，在照明配电箱的进线端安装节能优化装置。 在车间照明平面布置时，充分利用自然光，与人工照明相结合。如原料预均化堆棚、石膏混合材堆棚的棚顶采用透光板，充分的利用自然光。车间照度标准按照照明设计规范及水泥厂设计规范中对各种场所的要求、照明功率密度等均有规定。有效地控制单位面积灯具安装功率，在满足照明质量的前提下，在配电室、中控化验楼、宿舍楼、浴室等采用高效发光的荧光灯及紧凑型荧光灯，高大车间、厂房及厂区的室外照明等一般采用新型节能型高压汞灯、高压钠灯等高效气体放电光源。照明系统采用了三相四线制供电，同时选用一般照明、局部照明和混合照明的方式。
厂区道路及室外照明采用程序控制，办公楼等公建走道、楼梯等人员短暂停留的场所采用了节能声光控自熄开关。
4.2使用节能型电感镇流器和电子镇流器
厂房照明应采用低能耗、性能优的光源用电附件，如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器等，气体放电灯宜采用电子触发器。灯具布置及回路控制的节能设计采用合适的控制方式，如手动控制、时间控制、光敏控制、微机控制等，根据不同的使用阶段开／闭不同的照明，如与窗平行的照明等按天然光的强弱而开／闭；楼梯间照明采用定时控制或声光组合控制。在不使用相关用电设备的情况下，可以通过设置在在插座面板上的开关进行操作，这样就能有效进行插座电源切断工作，从而使得设备空载损耗消除，也就达到节电目的。
4.3电动机的节能措施
4.3.1选用功率合适的电动机
在企业里，设计时许多电动机容量安全系数考虑得过大，或者是工况变化了，很多电动机不到50％额定负载，功率因数也只有0.6左右，造成“大马拉小车”、电动机功率因数低、效率差的现象。对于这种现象，要从企业整体考虑，由于机座号相同的电动机，功率虽然不同，但其轴及底脚安装尺寸是相同的，只需把机座号相同的小功率电动机移到大功率上而不需要更改联轴器及安装基础，既省钱又节能。如果从全局出发，逐级移动，只要少量投资，就可以改变“大马拉小车”的现象。
4.3.2交流变频调速系统的节能分析
当前我国节约电能的措施有效手段就是进行相关的交流电机调速節电的推广工作。这是因为，采用变频调速装置能够满足提高电机在轻载时的效率的要求，同时能达到节能目的。一般对于变频调速装置来说，一般与负载的变化相适应，可以负载下降时自动调节转速。静止变频器一般包括普通晶闸管、GTR(大功率晶体管)GTO(门极可关断开关)、IGBT(绝缘门双极晶体管)等电力、电子器件等等，目前已经广泛采用其对异步电动机进行调速。
5 结束语
所以，工厂节能发展空间巨大，所以应该在多多了解选用节能新设备的原理、性能、效果的基础上，结合工程中相关可行技术措施，从技术性和经济性等方面进行比较后再进行选择，以真正达到有效节能的目的。工厂企业作为电力消耗主力军，如果能够从以上几个方面做好电气节能措施，对于工厂企业本身以及社会的节能降耗都有非凡的意义。
参考文献：
[1] 徐芳茜, 范义敏. 浅析工厂电气设计中的节能方式[J]. 林业科技情报, 2008,(3).
[2] 唐德淼. 试述工厂电气照明及配电节能[J]. 大科技·科技天地, 2010,(11).