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冶金行业为高能耗行业,本文选择无锡某冶金企业作为研究对象,以工业企业电能损耗理论为基础,结合生产现场的电能监测数据、电气设备资料以及生产的工艺流程等,从企业用电设备和配电网两个方面研究了工业企业的节能技术,针对一些案例设计了节能改造方案,并对一些方案的节能潜力进行了计算。 本文的研究内容如下: (1)工业企业电能损耗理论。首先研究了感应电动机与直流电动机的损耗机理及效率特性,并根据电动机的损耗机理分析了影响电动机效率的因素,对于应用越来越广泛的电动机-变频器系统,构建了反映电动机铁耗变化的等效电路,得出了电动机取得最高效率的条件。随后,利用同样的方法研究了变压器的损耗与效率特性。最后,为了对企业整个配电网络的电能损耗进行计算,研究了计算企业配网损耗的潮流计算方法。 (2)工业企业用电设备。首先,在研究了风机泵类负载调速节能原理的基础上,对其进行了变频节能改造分析,计算了变频节能改造的节电潜力,通过实例分析发现,工厂的800kW除尘风机具有较高的节能潜力。随后,根据实测数据,发现了直缝埋弧焊生产线的铣边机、预弯机、成型机和内焊机等设备的用电管理问题,包括生产设备的使用安排不合理,生产任务安排不紧凑,生产设备待机空转严重等,并对这些设备用电管理问题提出了改进建议,计算了节能空间。 (3)工业企业配电网。在配电网设备方面,首先研究了变压器经济运行理论,并给出了在不同负载情况下如何选择变压器运行方式的方法。随后,研究了三相负荷不平衡和日用电负荷不均衡对线损的影响,结果显示平衡三相负荷、均衡日用电负荷对于降低线损有着显著的作用。在配电网系统方面,以网损最小为目标,以负荷约束,电压、电流约束和支路容量约束为约束条件,建立了车间负荷分配问题的数学模型,利用遗传算法对模型进行了求解。