浅析电能平衡测试在企业中的应用

1.序言

能源是发展国民经济的主要物质基础，电力更是生产发展的动力，也是今后社会生产、人民生活中不可或缺的重要的能源资源之一。随着能源形势的日趋紧张，企业的节能工作就成为了一种非常重要的管理工作。因此，在大力抓好电力建设，增加供电能力的同时，必须加强用电需求的科学管理，采取技术上可行、经济上合理的节电措施，减少电能的直接和间接损耗，提高能源使用效率，就成为我们管理工作中的一个相当重要的环节。

在生产设备负荷达产并正常运转情况下，对全公司内37KW以上的电驱动运转设备和变压器等用电设备进行电能平衡测试，发现许多平时不容易发现的去多浪费电能的地方：（1）变压器的利用效率较低，未能做到其经济运行；（2）公司内的输配电系统的无功大，功率因数较低；（3）电驱动运转设备配置不当，存在“大马拉小车”和高能耗设备等现象存在。找到电能消耗大的具体所在，为以后节能工作的开展提供了可靠有力的实际依据。经过的部分整改，节点效果十分明显，并相应的为公司节省下一笔费用。事实证明，“电能平衡测试”工作是企业节能降耗的一种确实可行的科学技术手段。

2.“电能平衡测试”的理论依据

电能平衡测试采用现场实际测试和数据统计汇总计算相结合的方法。现场对输配电设备及电驱动运转设备的运行数据进行测试、记录；后期对所记录的数据进行计算、分析，得出设备的能耗结论。

2.1“电能平衡测试”的基本概念及方法

电能平衡是供电电量在用电系统内的输送、转换、利用进行考核、测量、分析和研究，并建立供给电量、有效电量和损失用电量之间平衡关系的全过程。电能平衡的原则是：电能平衡的理论基础是能量守恒定律，是电能“收入”与“支出”的平衡；电能平衡是能量平衡而不是功率平衡。

能量平衡测试是按照黑箱方法进行的。“黑箱”是指具有某种功能而不知其内部构造和机理的事物和系统。“黑箱方法”则是利用外部观测、试验，通过输入输出信息来研究黑箱功能和特性，探索其构造和机理的科学方法。能量平衡就是不分析研究体系内的详细变化，主要通过考察进出体系的能量之状况和数量来分析该体系能量利用的程度和存在的问题。

2.2“电能平衡测试”简介

我公司的电能平衡测试共分为四个阶段：（1）动员阶段：成立组织机构；召开动员会，对作业流程进行培训；（2）准备阶段：对各测试点设备参数进行收集、统计，制定测试方案；（3）测试计算阶段：对各测试点设备运转参数进行测试，并记录数据进行计算及分析。（4）汇总总结阶段：整个工作的汇总、校审与复核，提出有关的技术指标，绘制各类技术图表，进行用电分析，提出整改措施及建议。

测试时采用了国内EX4Z31II型电参数测试仪和PS34A型三相功率电能表以及其他所能使用到的仪器仪表，精确等级均在1.0%以上，保证了测试数据的准确性。在测试过程中，选择具有代表性的工况、时间，对被测设备进行多次测试、比较，从中选择比较合理的数据进行计算分析，保证该测试工作的科学性和准确性，为今后公司的节电节能工作提供有力依据。

根据《GBT 3484-2009 企业能量平衡通则》和《GBT 6422-2009 用能设备能量测试导则》的相关标准，结合公司目前生产系统的具体情况，采用同一类型、同一工况的设备取其中一台为代表的测量体系，对公司内的泵、风机、压缩机、变压器及馈线进行了测试。

3.测试结果分析

3.1变压器

从变压器测试结果看，我公司两台强迫风冷油浸式配电变压器运行负荷率在50%～60%之间，基本接近于最佳运行负荷范围，造成的能量损耗较低，达到了节能效果。

3.2电抗器及配电线路

共测试电抗器及配电线路12路，由于电抗器和配电线路不好分开分别进行测试，所以二者作为一个整体对输入、输出端进行了测试，结果大多数线路的损耗率在5%以上，损耗值比较高，

3.3电动机

共测试101台电动机，总装机容量103199KW，功率因数在0.90以上的有17台，功率因数在0.85～0.90之间的有63台，功率因数在0.80～0.85之间的有13台，功率因数在0.85以下的有8台。

经查，这些功率因数在0.85以下的电动机属于高能耗电机，与其他同功率电动机相比较，在同等出力的情况下，其线路损耗较大，相应的用电费用也高，月电费增加约5%以上（以功率因数0.85为标准）。

3.4泵系统

共测试泵系统76台，根据现场测量数据计算出泵实际的运行轴功率，因为电机与泵之间多数由联轴器相连，测试中不具备条件，没能分别对三者的输入功率、输出功率进行测量，根据黑匣子原理，其泵轴功率与电动机输入功率相比，大多数泵系统的效率较低，均在50%～70%之间。

3.5风机

共测试风机15台，总装机容量为6627KW，其中220KW以上的风机有12台。根据现场测量数据计算，风机输出功率的运行效率大都在70%左右。热电的风机系统都装有热偶，可以根据实际情况进行调节，类似于变频器，符合节能的要求。

3.6压缩机

共测试压缩机10台，总装机容量为14178KW，其中132KW的4台，200KW的1台，450KW的1台，2100KW以上的4台。根据现场测试数据，计算出压缩机的输出功率效率大多在80%左右，其中甲醇C7001A压缩机效率较低，仅为42%。

4.整改措施及节能效果分析

4.1电抗器及配电线路的无功补偿

全公司6kV配电室共投入无功补偿5000kVar，可降低电流约为20A，每天约能节省电量200度，一年节省电量约为79000多度，共可节省费用约50000余元/年。

4.2逐步淘汰更新高能耗落后电动机

我公司电动机型号大多为Y系列，根据所颁发的第二批次高能耗落后机电设备淘汰目录中电动机部分所列，该系列电动机不符合以下相应的现行标准GB 18613-2006《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》能效限定值。

若更换为YX3系列、YB2系列高效节能电动机，每台电动机的平均效率约能提高3%左右，功率因数约能提高7%左右，通过计算更换电动机一年约能节省电量3.7万度，节省用电费用2.4万元。更新需投资5万余元，约2年即可收回投资成本。

4.3更换照明镇流器

全公司大约有照明设备13157只，总功率为810KW，其中镇流器为铁芯镇流器的有3828只，电子镇流器的有4284只，若是将所有的铁芯镇流器更换为电子镇流器，大概可以节省电能30%左右。

5.结语

通过“电能平衡测试”使企业对自身生产过程中存在的高损耗环节有了进一步的认知，为企业下一步合理利用电能、科学节能及实现经济运行提供有力依据。