论文部分内容阅读
[摘 要]水泵电机、皮带电机及风机等电机在钢铁用电负荷中占据很大份额。本文根据实际测试，对本公司电机能耗进行分析，并提出了钢铁企业电机的可行性节能措施，以真正实现“降电耗、节电能”的最终目的。
[关键词]钢铁企业；电机；能耗
中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0145-01
随着我国钢铁企业规模的不断扩大，钢铁利润的不断降低，节能已经成为钢铁企业研究的重要课题，电机节能是钢铁企业节能的重要组成部分，传统意义上的电机节能大多只是针对单台电机。通过实际测试，本文从电机供电侧开始，对电机的整个运行状况进行能耗分析，明确下一步电机节能方向。
1 电机能耗测试情况
选取了公司内部一炼铁、三炼铁、一炼钢、铁合金、原料厂以及焦化共计7个车间的水泵、皮带机、风机等典型负荷电动机进行能耗测试，在配电使用Fluck-43B或Fluck-435进行测试和录波，并记录配电柜至电动机输电线路的材质、长度、线径等参数；另外，还选取2台带水泵负载电机在配电柜和机端两侧进行24小时跟踪测试，用于部分线损的准确测量。下面选举几个典型测试数据进行分析。
1.1 原料厂供一B 160kW皮带电机
被测电机型号及额定数据：Y315M2-4、额定功率160kW、额定电压380V；现场皮带机多灰尘，机身灰尘覆盖严重。
电缆基本数据：长度约260m、线径120mm2；
测试仪器：Fluke-43B。
测试结果：
在电机侧，实测机端电压392.7V，电流51.3A，功率因数为0.7，输入平均有功功率23.5kW、无功功率24.2kVar，电压波动小于3V，电流波动小于2.8A；
在配电柜侧，实测电压393.7V；电流54A；输入平均有功功率26.6kW、无功功率25.4kVar，电压波动12V，电流波动7A。
结果分析
该测试点电机处于轻载运行状态，电机机端电压存在一定波动。初步估算供电线路R=0.06欧姆，实测电流I=54A；三相线路损耗约为524W，占电机总输入功率1.9%；
如果电机带50%负载运行，电流约为140A，此时线路损耗约为3.5kW，电机输入功率约为90kW，线损约占电机总输入功率4%；
如果电机满载运行，电流约为280A，此时线路损耗约为14kW，电机输入功率约为169kW，线损约占电机总输入功率8%。
1.2 三炼钢水泵房驱动水泵电机
测试地点：三炼钢水泵房
被测电机型号及额定数据：Y280S-2、额定功率75kW、额定电压380V，带有Danfoss软起动器；
电缆基本数据：长度约20m、线径120mm2；
测试仪器：Fluke-43B。
测试结果：实测机端电压423.8V，电流107.8A，功率因数为0.89，输入有功功率69.1kW，无功功率36kVar。
结果分析
因线路较短，不考虑线路损耗。实测电机功率因数0.89，接近满载，但是电机为Y系列电机，与高效电机相比，额定负载时效率低约3%，具有一定节能潜力。
1.3 二炼钢球团风机驱动电机
测试地点：二炼钢球团
被测电机型号及额定数据：Y315L1-4、额定功率160kW、额定电压380V，带有变频器；
电缆基本数据：长度约150m、线径120mm2铜线；
测试仪器：Fluke-43B。
测试结果：实测机端电压284.1V，电流40A，功率因数为0.97，变频器输入有功功率13.8kW、无功功率3.57kVar；变频器侧输出频率30Hz，有功功率为12kW、无功功率为2.2kVar。
结果分析
该电机为变频驱动，实测电机电流为40A、输入功率为12kW，采用变频驱动后，节能效果明显，但是变频器输入侧电流波形畸变较大，电流的谐波畸变率达到67.8%。
此外，初步估算供电线路R=0.025欧姆，实测电流I=40A；三相线路损耗约为120W，占电机输入功率1%。
1.4 二棒材高压母线段谐波测试
测试地点：二棒材高压间（多为变频器）
测试内容：10kV 2#进线柜PT/CT，PT变比为10kV：100V，CT变比为2500A：5A
测试仪器：Fluke-43B。
说明：该车间已采用中国电科院中电普瑞公司生产的谐波治理装置，根据公司内部提供的测试报告中的相关数据，可以看出治理效果明显，目前电能质量达到国标要求，其中典型数据如下：
1.5 测试总结
1）高压母线侧谐波治理情况较好，但是在采用变频器的局部位置存在较大谐波电流，
2）采用电机大部分是Y系列普通效率异步电机，运行效率较低，具有一定节能潜力；
3）对于一些长期运行在轻载状态的电机，节能潜力较大，具体节能措施的制定需要结合厂内需求和电机工作特性进一步详细分析；
2 结束语
针对公司能耗现状，我公司生技部技术人员与华北电力大学多名博士，对公司7个车间25台不同类型电机进行跟踪测试。通过电机运行情况摸底及实测数据分析，初步估算公司电气节能潜力可达年耗电量的3%—5%，若全部进行改造达到预期效果年节约电费可达总电费支出的3%—5%，效益非常可观。电机综合节能在各钢铁企业都是一个效益增长点，而节能改造前的综合能耗的分析势在必行。
参考文献
[1]刘介才.供配电技术[J].机械工业出版社，2005.1.
[关键词]钢铁企业；电机；能耗
中图分类号：TF713 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）45-0145-01
随着我国钢铁企业规模的不断扩大，钢铁利润的不断降低，节能已经成为钢铁企业研究的重要课题，电机节能是钢铁企业节能的重要组成部分，传统意义上的电机节能大多只是针对单台电机。通过实际测试，本文从电机供电侧开始，对电机的整个运行状况进行能耗分析，明确下一步电机节能方向。
1 电机能耗测试情况
选取了公司内部一炼铁、三炼铁、一炼钢、铁合金、原料厂以及焦化共计7个车间的水泵、皮带机、风机等典型负荷电动机进行能耗测试，在配电使用Fluck-43B或Fluck-435进行测试和录波，并记录配电柜至电动机输电线路的材质、长度、线径等参数；另外，还选取2台带水泵负载电机在配电柜和机端两侧进行24小时跟踪测试，用于部分线损的准确测量。下面选举几个典型测试数据进行分析。
1.1 原料厂供一B 160kW皮带电机
被测电机型号及额定数据：Y315M2-4、额定功率160kW、额定电压380V；现场皮带机多灰尘，机身灰尘覆盖严重。
电缆基本数据：长度约260m、线径120mm2；
测试仪器：Fluke-43B。
测试结果：
在电机侧，实测机端电压392.7V，电流51.3A，功率因数为0.7，输入平均有功功率23.5kW、无功功率24.2kVar，电压波动小于3V，电流波动小于2.8A；
在配电柜侧，实测电压393.7V；电流54A；输入平均有功功率26.6kW、无功功率25.4kVar，电压波动12V，电流波动7A。
结果分析
该测试点电机处于轻载运行状态，电机机端电压存在一定波动。初步估算供电线路R=0.06欧姆，实测电流I=54A；三相线路损耗约为524W，占电机总输入功率1.9%；
如果电机带50%负载运行，电流约为140A，此时线路损耗约为3.5kW，电机输入功率约为90kW，线损约占电机总输入功率4%；
如果电机满载运行，电流约为280A，此时线路损耗约为14kW，电机输入功率约为169kW，线损约占电机总输入功率8%。
1.2 三炼钢水泵房驱动水泵电机
测试地点：三炼钢水泵房
被测电机型号及额定数据：Y280S-2、额定功率75kW、额定电压380V，带有Danfoss软起动器；
电缆基本数据：长度约20m、线径120mm2；
测试仪器：Fluke-43B。
测试结果：实测机端电压423.8V，电流107.8A，功率因数为0.89，输入有功功率69.1kW，无功功率36kVar。
结果分析
因线路较短，不考虑线路损耗。实测电机功率因数0.89，接近满载，但是电机为Y系列电机，与高效电机相比，额定负载时效率低约3%，具有一定节能潜力。
1.3 二炼钢球团风机驱动电机
测试地点：二炼钢球团
被测电机型号及额定数据：Y315L1-4、额定功率160kW、额定电压380V，带有变频器；
电缆基本数据：长度约150m、线径120mm2铜线；
测试仪器：Fluke-43B。
测试结果：实测机端电压284.1V，电流40A，功率因数为0.97，变频器输入有功功率13.8kW、无功功率3.57kVar；变频器侧输出频率30Hz，有功功率为12kW、无功功率为2.2kVar。
结果分析
该电机为变频驱动，实测电机电流为40A、输入功率为12kW，采用变频驱动后，节能效果明显，但是变频器输入侧电流波形畸变较大，电流的谐波畸变率达到67.8%。
此外，初步估算供电线路R=0.025欧姆，实测电流I=40A；三相线路损耗约为120W，占电机输入功率1%。
1.4 二棒材高压母线段谐波测试
测试地点：二棒材高压间（多为变频器）
测试内容：10kV 2#进线柜PT/CT，PT变比为10kV：100V，CT变比为2500A：5A
测试仪器：Fluke-43B。
说明：该车间已采用中国电科院中电普瑞公司生产的谐波治理装置，根据公司内部提供的测试报告中的相关数据，可以看出治理效果明显，目前电能质量达到国标要求，其中典型数据如下：
1.5 测试总结
1）高压母线侧谐波治理情况较好，但是在采用变频器的局部位置存在较大谐波电流，
2）采用电机大部分是Y系列普通效率异步电机，运行效率较低，具有一定节能潜力；
3）对于一些长期运行在轻载状态的电机，节能潜力较大，具体节能措施的制定需要结合厂内需求和电机工作特性进一步详细分析；
2 结束语
针对公司能耗现状，我公司生技部技术人员与华北电力大学多名博士，对公司7个车间25台不同类型电机进行跟踪测试。通过电机运行情况摸底及实测数据分析，初步估算公司电气节能潜力可达年耗电量的3%—5%，若全部进行改造达到预期效果年节约电费可达总电费支出的3%—5%，效益非常可观。电机综合节能在各钢铁企业都是一个效益增长点，而节能改造前的综合能耗的分析势在必行。
参考文献
[1]刘介才.供配电技术[J].机械工业出版社，2005.1.