電能使用大戶之一水泥廠，在節(jié)能降耗工作中電氣技術(shù)節(jié)能非常重要。目前大多數(shù)水泥生產(chǎn)線的水泥生產(chǎn)電能成本偏高，部分企業(yè)高達水泥綜合成本的1/3左右，普遍存在用電設(shè)備消耗高、電能利用率低的能源浪費現(xiàn)象，水泥生產(chǎn)電耗在國家能耗限額值附近浮動隨時可能達到“階梯電價收費標準”規(guī)定的上調(diào)電價范圍內(nèi)。下面就將水泥廠電氣節(jié)能技改方面做一個簡單闡述。

  一、總降壓站的電氣技術(shù)節(jié)能管理

  總降壓站是水泥廠電能管理中心，一般都是將高壓電通過主變降至中壓（大多數(shù)生產(chǎn)線10kV）分配到原料配電站、生料窯尾配電站、窯頭配電站、水泥磨配電站，各配電站分配到配電變壓器（低壓系統(tǒng)配電）和中壓大型電動機。在這個電能分配過程中總降壓站肩負著非常重要的節(jié)能降耗任務(wù)。

  變壓器選型和容量合理確定，變壓器運行于最佳狀態(tài)是重要節(jié)能環(huán)節(jié)。變壓器更新是不斷減少空載時的鐵損漏磁損耗、激磁電流產(chǎn)生鐵損、負載電流在變壓器線圈電阻上產(chǎn)生的損耗，其大小與負載電流的平方成正比。所以新型節(jié)能變壓器在降低空載損耗的主要方法下，改進變壓器的設(shè)計和制造工藝。使用高損耗變壓器的企業(yè)要及時與新型節(jié)能變壓器做運行能耗對比，選擇經(jīng)濟的時間節(jié)點更換新型變壓器。

  電動機、變壓器、線路運行中都有無功消耗。目前行業(yè)內(nèi)普遍采用在總降壓站中壓母線并聯(lián)電容補償裝置，補充無功功率使供電質(zhì)量提高。DLT/542-2010電力行業(yè)標準規(guī)定：35kV-220kV變電站無功補償裝置容量占主變?nèi)萘康?0%以內(nèi)，為了避免大量無功電力穿越變壓器，在主變最大負荷時高壓側(cè)功率因數(shù)cosφ不低于0.95，主變低谷負荷時cosφ不高于0.95安全范圍。在實際使用中該界限值要準確控制可以適當提高。無功補償容量的配置，應(yīng)按照“全面規(guī)劃，合理布局，分級補償，就地平衡”的原則，要把降損與調(diào)壓相結(jié)合，以降損為主；又要把集中補償與分散補償相結(jié)合，以分散為主；同時總降壓站補償與配電站和設(shè)備補償相結(jié)合，以就地平衡為主，共同做好無功補償?shù)呐渲煤凸芾?。保證安全經(jīng)濟合理的情況下充分吸收余熱發(fā)電無功，減少補償裝置容量的投資，從而取得無功補償?shù)淖畲蠼?jīng)濟效益。

  工廠內(nèi)供電的電壓合理控制也是重要的降低損耗節(jié)能方法?！豆╇姞I業(yè)規(guī)則》中關(guān)于電壓質(zhì)量標準的要求電壓允許偏差，對于10kV及以下三相動力供電的電壓允許偏值為額定電壓的± 7%。中國水利電力出版社出版的〈節(jié)約用電速查速算手冊〉記載，經(jīng)過對浙江湖州地區(qū)的一些絲綢、機床、化纖、水泥等類型工廠用電設(shè)備在不同運行電壓下的耗損道進行測試，結(jié)果表明，運行電壓+5%（ 399V ）左右下降到額定電壓 （380V）時，有功功率下降 9.37% ，無功功率下降17.5%。如運行電壓再下降5%（361V）時，則有功功率下降 2.83%，無功功率下降37.68%，綜合節(jié)電率達到 15%左右。

  通過相關(guān)資料和實踐證實在水泥廠內(nèi)用電半徑小的環(huán)境下，電力輸送沒有明顯電壓降，電壓控制在額定電壓或者稍低點配電可以節(jié)能。如果工廠風機和泵類中壓電動機沒有采用變頻器控制的情況下，電動機全速運行依靠閥門控制生產(chǎn)所需能量，可以開大閥門降低中壓系統(tǒng)電壓不低于《供電營業(yè)規(guī)則》的規(guī)定范圍，不低于-5%額定電壓滿足生產(chǎn)所需的范圍內(nèi)運行；這種情況就需要監(jiān)控低壓系統(tǒng)電壓，如果達不到生產(chǎn)要求就調(diào)整各低壓配電站系統(tǒng)變壓器檔位升高電壓，滿足生產(chǎn)所需的電壓范圍內(nèi)。在變頻器節(jié)能應(yīng)用不完全的工廠，合理控制配電的電壓是一種很有效的電力節(jié)能管理辦法。

  二、配電站及低壓電氣室電氣技術(shù)節(jié)能管理

  做好低壓系統(tǒng)集中補償和各電壓等級母線的聯(lián)絡(luò)回路管理。生產(chǎn)規(guī)模變化或者大型檢修時，可根據(jù)用電量通過母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)和電氣室之間的聯(lián)絡(luò)回路投切合理供電。減少線路和變壓器的工作數(shù)量達到降低損耗節(jié)約電能的目的。各工段的用電量加裝電度表方便做電量考核。

  負荷配電要以電氣室為中心，控制供電半徑可減少電纜長度，降低電纜的電能損耗。大部分工廠存在廠區(qū)周邊水源地的供電半徑在1-2千米的情況，水泵只有11-45KW的居多。如果采用10kV中壓供電現(xiàn)場，需要配置幾十kVA的小變壓器及成套設(shè)備設(shè)施，建設(shè)成本較高?？梢愿鶕?jù)輸電距離和負載功率采用低壓導線截面積計算公式選擇電纜，采取軟啟動方式來克服水泵啟動時電壓降過大的問題。某廠距離水源地約1.5公里2臺18.5KW深井泵，采用3*70+2*35銅線直埋電纜（根據(jù)低壓導線截面積計算公式，算出需要配銅芯電纜56平方毫米所以選擇70平方毫米，算出鋁線95.46平方毫米）400V供電至1#井泵房然后分配到啟動箱并配置軟啟動。根據(jù)線路距離核算成本合理使用這種方法來節(jié)約建設(shè)成本、降低運行損耗。

  三、電動機電氣技術(shù)節(jié)能管理

  水泥廠大型動力主要是離心風機、磨機（球磨機、立磨、輥壓機）、破碎機、水泵。功率在250kW以上的電動機采用中壓電動機。國內(nèi)很多工廠，大型電動機的節(jié)能存在不合理之處，有的企業(yè)所有大電動機采用靜止式進相機節(jié)能，有的企業(yè)只有高溫風機采用了變頻器控制，有的企業(yè)甚至除了選粉機用變頻器其他大型動力沒有配置節(jié)能設(shè)施。靜止式進相機串接在電動機轉(zhuǎn)子回路中，通過改變轉(zhuǎn)子電流與轉(zhuǎn)子電壓的相位關(guān)系，進而改變電動機定子電流與電壓的相位關(guān)系，達到提高電動機自身的功率因數(shù)、降低電動機定子電流的目的。這種方式，大大改善了電動機的運行狀況，明顯降低了電動機自身的損耗。補償性能遠優(yōu)于電容補償，節(jié)能效果顯著。 可使電動機功率因數(shù)提高到0.95以上，無功降低60%以上。 降低電動機定子電流10%-20%，降低線損、銅損20%-30%； 電動機溫升明顯降低，過載能力及效率大大提高，電動機使用壽命延長。為了保證生產(chǎn)的可靠性，各種生產(chǎn)機械在設(shè)計配用動力驅(qū)動時，都留有一定的富余量。電動機不能在滿負荷下運行，除達到動力驅(qū)動要求外，實際生產(chǎn)過程中使用閥門來調(diào)整所需能量，多余的力矩增加了有功功率的消耗，造成電能的浪費，在壓力偏高時，可降低電動機的運行速度，使其在恒壓的同時節(jié)約電能。 當電動機轉(zhuǎn)速從 N1 變到 N2時，其電動機軸功率 （P）的變化關(guān)系如下：  P2/P1 = （N2/N1）3 ，由此可見降低電動機轉(zhuǎn)速可得到立方級的節(jié)能效果。變頻器迅速適應(yīng)負載變動，供給最大效率電壓。變頻調(diào)速器在軟件上設(shè)有 5000次/秒的測控輸出功能，始終保持電動機的輸出高效率運行。通過變頻自身的V/F功能在保證電動機輸出力矩的情況下，可自動調(diào)節(jié)V/F曲線。減少電動機的輸出力矩，降低輸入電流，達到節(jié)能狀態(tài)。經(jīng)過實踐證實在水泥廠磨機、破碎機主電動機采用靜止式進相機節(jié)能，離心風機、水泵主電動機采用變頻器節(jié)能是最佳節(jié)能方式。

  四、照明電氣技術(shù)節(jié)能管理

  照明節(jié)能要采用高效節(jié)能燈。車間一般采用混合照明方式，均勻照明為主，局部照明為輔。高大廠房采用新型大容量節(jié)能照明燈，并且應(yīng)該便于檢修。值班室、控制室、辦公室等采用節(jié)能型燈具及熒光燈。路燈照明采用光電/定時自動控制來杜絕浪費。光源的效率參考范圍：LED節(jié)能燈≥80lm/w，白熾燈6.5lm/w~15lm/w，普通節(jié)能燈60lm/w~80lm/w，傳統(tǒng)日光燈（熒光燈）60lm/w左右。根據(jù)照明需要合理選擇燈具類型，單相用電設(shè)施供電盡量保持用電三相平衡的原則。

  按照以上電能技術(shù)管理方法，在多條水泥生產(chǎn)線的節(jié)能降耗工作中，電氣方面在滿足生產(chǎn)工藝要求的情況下，為企業(yè)明顯降低了生產(chǎn)電耗。實踐證實電氣技術(shù)節(jié)能降本成效顯著。