企业电能平衡测试系统构成与应用

　　摘要：文章着重阐述大型化工企业电能平衡测试的系统构成及优化思路，以提出符合企业生产情况的高、低压电动机电能利用率的测试办法为例子，探析大型化工企业电能平衡测试的优化方向。
　　关键词：大型化工企业；电能平衡测试；电能利用率
　　1概述
　　企业节电主要是指管理节电，而管理节电的一个重要实施手段是电能平衡测试。它是一项由普查、分析、测试、计算和整改等五个主要环节组成的复杂系统工程〔12〕。电能平衡测试得出的电能利用率等数据，为企业管理节电成效验证的重要量化依据。文章具体讨论了大型化工企业的电能平衡测试，其阐述的原理和方法也可为其他行业的企业所参考。
　　2电能平衡测试系统构成
　　电能平衡测试是一项复杂的系统工程，是研究用电系统中电能的利用及分布规律的方法。电能平衡测试主体工程由普查、分析、测试、计算和整改等五个主要环节组成。
　　普查：摸清企业用电设备情况，建立设备台帐并绘制用电线路图。
　　分析：根据普查结果，制定各个用电设备的测试方案及测试计划。
　　测试：结合用电设备运行特点进行电数据测量，将数据记录汇总。
　　计算：按电平衡计算要求求出设备的电能利用率，出具测试报告。
　　整改：根据测试结果提出整改建议，协助企业制定实施整改方案。
　　为更好地确定企业的电能综合利用效率，除了进行普查、分析、测试、计算和整改这五项主体工程外，还必须做好先行工程和后续工程。
　　图1是电能平衡测试工程系统框架图，它大致描述了电能平衡测试主要环节和流程，对电能平衡测试有一定的参考意义。
　　3大型化工企业电能平衡测试实施中存在的问题及优化思路
　　自2007年起，我国就开始实施电能平衡测试，但在大型化工企业中，电能平衡测试没有得到普遍推广，具体原因如下：
　　大型化工企业电能平衡测试涉及面广，包括仪表、设备和工艺等多个方面，企业拥有数千台或以上的用电仪器设备的情况十分普遍，其中电动机设备数量占比很大。过往的电能平衡测试只是简单套用行业电能平衡测试方案，每台设备的用电情况都需要测试，测试人员工作量巨大，而且当中电动机设备的型号繁多，很容易导致测量误差及计算错误等情况发生。一般来说，要得到一个大型规模化工企业的电能平衡计算结果至少921个月，这将无疑是一个庞大的工程，在此期间势必导致工作量大，测试成本高等问题。
　　这是大型化工企业所不希望发生的情况，因此需要深入研究企业的设备和用电特点，制定出符合客观实际的简化测试方案来尽可能地缩短实施电能平衡测试所需要的周期，使电能平衡测试效率更高，帮助企业在短时间内达到节电的目的。
　　4大型化工企业设备情况分析
　　大型化工企业的用电设备具有以下几个特征：一是拥有很多高压大功率异步电动机的大型联合设备；二是电动机是企业中数量比重最大的电气设备，多用于物料输送辊道，所占比重可达70左右。三是大型化工企业有很多密闭式化学反应设备安装在露天且隔离的环境下，企业员工通过远程操控来进行工作的。该类设备无法通过拆卸来测试其用电情况。四是企业除设备检修停机外，其余时间都是不间断运行生产的。
　　制定电能平衡测试方法时，上述情况都需要考虑进去。
　　5针对大型化工企业制定电动机电能利用率测试方法
　　根据上述大型化工企业电气设备中电动机数量占比大、连续工作的特点，制定以下电动机电能利用率测试方法。
　　电动机测试分为可停机测试和不停机测试两种。
　　5。1高压电动机停机测试
　　如果在检修期期间进行电能平衡测试，待测电动机进行停机测试。此时，又将高压电动机的测试分为安装电度表测试和不安装电度表测试讨论。
　　当独立安装电度表测试高压电动机时，可通过下式测出其输入功率P1（单位kW）：，式中N电度表转数，通常取10r；t时间（s）；K电度表常数（rkWKCT电流互感器变比；KPT电压互感器变比。在检修期可以分别测出空载电流I0和负载电流I，再利用下式计算输出功率P2（单位kW）：；当设备稳定运行时，电动机电能利用率即为电（功率比）：。
　　当不在高压电动机上安装电度表时，可采用间接法测试，即如图2所示，仅让一台待测电动机运行，使其两段高压母线分裂运行，此时母线和配电变压器回路功率P母和P变可测试得到，P母和P变之差即为P1（输入功率）。依次逐台开机即可得到每台设备的输入功率。而输出功率则可以按照相应的电流法求出，两者之比即为电能利用率。
　　5。2高压电动机不停机测试
　　此时，待测电气设备处在运行中，高压电动机将不能进行空载损耗测试。但可以得到待测电动机的运行电流、功率因数和电压。如电动机上带有电度表，则输入功率可用电度表法测出，否则需按计算。高压电动机输出功率可用反平衡法获取，即先求出电动机损耗公式式中PCII电动机的铜损；PFe电动机的铁损，铁损可用空载损耗代入，即PFeP0；Pad电动机其他损耗，可结合电动机极数，查表求得。
　　再按P2P1P，进而求出电动机电能利用率电。
　　5。3低压电动机测试
　　低压电动机测试采用多功能电量测试仪测试（图3），接入待测电动机电压和输入电流信号，测出包括运行输入功率、电压、功率因数、运行电流和空载电流等参数。由所测运行电流和空载电流，即可计算负载率；进而计算出输出功率P2：P2Pv和电能利用率电以及有功损耗P等所需参数。由于待测电气设备处于连续工作状态，所以空载电流需通过查阅资料获取。
　　6结束语
　　电能平衡测试，除电动机测试外，还应包括高、低压生产设备分解测试，用电体系内的变压器测试以及其他相关测试项目。生产设备分解测试和变压器测试都各有自己的特点和要求，需另行讨论。大型化工企业电能平衡测试涉及面广，需要深入研究企业设备和用电特点，制定出符合客观实际的简化测试方案，并与企业工艺、设备等方面负责人密切配合，电能平衡测试才能快速、顺利进行。
　　参考文献：
　　〔1〕于长通，贾继诚。做好电平衡促进节能降耗〔J〕。山东电力技术，2013（2）：3638。
　　〔2〕郭晓丽，吴晓新，张新松。企业电能平衡测试问题研究〔J〕。电工电气，2010（4）：14。