|
一．概述
电能是由一次能源转换而来的二次能源。由于电能输送、控制、转换、使用都很方便，又不污染环境，因而得到普遍应用。
电能的特点是发电、传输、用电都在同时发生。如果发电机运行中，用电负荷过少，则整个系统的效率就要降低，造成浪费；负荷过大发电机又难以胜任甚至造成损坏。因此电能既是一种高价能源，又是技术要求严格的能源，使用中应十分珍惜，并杜绝浪费。
节电实际上就等于增产，因为用lkW·h电可以生产出1.5kg电炉钢，或4kg生铁，或45kg煤，或25kg原油，或10kg水泥，或llm棉布，或lkg新闻纸。因此各行各业都应当提倡节电。
节电是手段，不是目的。不能因为节省了电能、降低了单位电耗而增加了其他能源的消耗；不能影响产品的质量、产量和成本；不能使环境质量下降；还要保证节电设备的投资费用能够在短时间内收回来。
我国电能利用率低，电能管理不善，电气设备陈旧落后、效率低，而且运行条件、运行方式很不讲究。因此一方面要实行合理的电能管理，即尽可能采用先进的、科学的电能管理方法，使电气设备能尽其所能地健康运行。另一方面则要实行节电技术改造，包括引进和应用各种高效的节电设备，替代费能型设备；采用先进的节电技术，淘汰落后的耗电技术；改进电气设备的运行条件及运行方式，实行经济运行等等。
二．提高发电效率
电能来之不易，一次能源变成电能的过程中有各种各样的损耗。以提供电力最多的火电站为例，表5-6给出了火电站在发电过程中的各种损失和效率。从表中可以看出排汽热损失是发电过程中的最大损失，为此提高进入汽轮机蒸汽的压力和温度，采用抽汽回热循环和中间再热，大力发展燃气一蒸汽联合循环等提高热力循环效率的措施实际上就是非常重要的节电措施。
三．输配电节电
输配电作为电站和用户之间的连接环节，不但关系到节电，还关系到供电的品质。影响电网内能量消耗的因素很多，如用电量增加而个别电力网落后；系统之间的联络线和远距离输电增加；从电源至用电中心的平均输电距离加大；无功功率补偿率降低；电网电压等级下降；在有负载下变压器和调压器没有得到充分利用等。为了降低输配电的电能消耗，可以采用以下主要措施。
1．提高输电电压，发展远距离直流输电
2．提高供电电网电压
3．增设联络线
4．提高功率因数，减少无功电流的远距离输送
5．变压器的合理选择和经济运行
四．电动机节电
电动机的用途最广，在全部发电量中，约有60%为电动机所用，因此电动机节能意义很大。
1．采用高效节能的新电动机
用高效节能的新电动机取代老电动机是当务之急。如采用达到国际先进水平的y系列电动机与老产品相比效率提高8%-9%，功率因数提高了20%，价格仅提高5%-25%，一般可在6-10个月内将多投资的费用收回。
2．合理选择电动机的容量
电动机的额定容量应根据负载的需要正确选择，必须使电动机所带负载经常接近电动机的额定功率，因为一般电动机在80%-100%负载时效率最高。
3．改善电动机的运行方式
改善电动机的运行方式是电动机节电的一大措施。首先电动机不应在空载下运行，因为电动机旋转时，除通风损耗、摩擦损耗及电刷摩擦损耗外，还有由于磁滞和涡流所造成的铁损耗，以及空载电流造成的铜损耗。电动机不带负载空转时会造成电能浪费，尤其是感应电动机，空载时功率因数很低，空载电流却很大，约为负载电流的20%-50%，而且是无功励磁电流，损耗很大。感应电动机更不应空载下运转。
其次是用星形一三角形变换接线实现轻载节电。也可用自耦变压器降压或可控硅调压器实现轻载节电。
因为同步电动机具有功率因数等于1的优越性，它从电网吸取有功功率转换为机械能的同时，还能供给电网无功功率，因此如果将同步电动机与感应电动机同时接于电网，将起到相位补偿作用，从而提高功率因数。同步电动机一般用于拖动大型压缩机和水泵等。
4．电动机调速节电
应用电力电子技术实现电动机的调速，按实际工况的需要实现最佳转速运行，是电动机重要的节能措施。电动机的调速可以分为直流调速和交流调速；也可分为高效调速和低效调速。前者如变频调速、串级调速；后者如转子串电阻、滑差调速，调压调速等。
对直流电动机，最重要的调速方式是调电枢电压的可控硅伦那德方式。这种方式的调速性能甚佳，用途非常广泛。其次是用晶闸管斩波器控制调压调速，这种方式特别适合在电动车辆上使用，它可以实现无阻起动，无阻运转，从而可消除起动及运转时电阻中的能量损耗。此外还有可控硅磁场控制调速。
5．采用电动机助率因数控制器
电动机功率闲数控制罪又称PFC，是电动机节能器。它的基本原理是根据电动机的负载的变化去控制馈电电压作相应大小的变化，从而实现电动机的节电。PFC及其他电动机节能器是80年代先进的电力电子节能装置。
6．推广永磁电动机
永磁电动机重量轻，体积小，寿命长，噪声低，电机输出的转矩和效率比一般电动机提高40%~50%。根据所采用永磁材料的不同，可分为氧铁体永磁电机、铝镍钴永磁电机、以及属于稀土永磁的钏钴永磁电机，钕铁硼永磁电机、：随着大功率半导体技术的发展和微型电机的应用，永磁同步电动机与它们结合成变速同步驱动系统，可以在很宽的范围内调节电动机的运行特性，近几年来在数控机床、纺织、轧钢方面获得应用。永磁电动机在空调机、洗衣机、工业传送机、高架起重机、小型泵上的应用越来越广。
五．照明节电
用电能产生可见光的装置叫做电光源。电光源由于发光机理不尽相同，其产生的光色也有差异。电照明的强弱不仅关系到人们视觉的健康，也直接影响劳动者的生产效率。我国每年用于电照明的耗电量约占发电总量的7%-8%，节约照明用电就是要在满足生产、生活和安全需要的前提下，尽量选用高效率的电光源，减少配电损耗，配用低损耗的镇流器等来达到节电的目的，而不是以降低照明强度、牺牲视觉健康为代价。
1．合理照明的基本要求
合理照明主要有以下基本要求。
(1)避免眩光。光源亮度分布不当，位置过低或不同时间出现的亮度差过大而造成视觉不舒适的现象叫眩光。眩光对人的视觉健康有害，应尽量避免。
(2)合理选定照度。应根据生产要求和工作及生活场所的需要，从保护视力健康，提高劳动生产率出发来选定照度。选定时应适当留有余地，以补偿电光源老化和积尘后光通量减弱的影响。
(3)注意照明均匀度，一般最低照度与最高照度之比，在同房间内不应低于0.7。
2．选用高效光源
光源是照明技术的核心。表5—8为国产电光源技术条件的比较。从表中可以看出采用高效光源可以取得显著节电效果。
(1)节能荧光灯。白炽灯的发光效率很低，旧式荧光灯的发光效率也不太高，而异型节能荧光灯则异军突起。一支11W的节能荧光灯，其产生的光通量相当于60W白炽灯，在12m2以下的居室内使用完全可以满足一般照明要求，如果有绘图工作或儿童学习，则辅之以6-8W日光台灯作局部照明，即完全可以满足要求，照明电耗可下降74%-81%。值得注意的是，换用节能荧光灯后将使功率因数变坏，故在推广节能荧光灯时必须考虑无功功率补偿问题。
(2)高、低压钠灯。钠灯目前是电光源中光效最高的气体放电灯，低压钠灯光效可达1701m/W以上，寿命超过5000h。其缺点是色温低和显色性差，但用在厕所、走廊、楼梯等公共场所还是非常合适的。高压钠灯最高光效也可达150lm/W，它光通量稳定，紫外线辐射较弱，对温度不太敏感，已广泛用于街道、广场和工厂的高大厂房之中。目前正在解决高光效，低显色指数之矛盾。
(3)金属卤化物灯。金属卤化物灯是一种新发展起来的电光源，它光色极佳，寿命长，体积小，显色指数高，光效可达1001m/W，是一种很有前途的优质高效光源。
3．推广节电开关
民宅楼梯照明以及企事业单位的厕所照明常出现彻夜长明的现象；办公室和学校教室常有天暗时开灯，亮度增高后忘记关灯，路灯和警戒照明也有延迟关灯的现象，因此推广各种节电开关是很有必要的。
节能定时开关是根据预定的程序来启闭照明器具，例如办公室的照明在工作前、休息时间、下班后自动熄灯或熄灭部分照明；楼道灯光延迟片刻自动熄灭等。
光控开关、声控开关等可以利用光传感器和声传感器来控制照明器具开关，从而达到节电的目的，因此大力推广节电开关，则有“汇沙成塔，集腋成裘”的节电功效。
4．采用电子镇流器
长期以来气体放电光源都采用电感式镇流器，不但消耗大量有色金属和硅钢片，而且由于线路中串入电感，使全灯的功率因数降低。采用电子镇流器，其损耗可比电感式镇流器低30%，而且全灯的功率因数也提高到0．85-0．90，从而大大降低配电损耗。由于电子镇流器在高频范围内工作，不仅消除了闪频效应，也使灯管发光效率提高，并延长了使用寿命。因此采用电子镇流器是节约照明用电的有效措施。
六．家用电器及办公设备的节电
由于生活水平的提高，人们对家用电器的需求也日益迫切，因此各种小型家用电器如雨后春笋般的涌现，且品种繁多，琳琅满目。各种家用电器的能耗早已成为家庭用电的主力。随着办公用品的日益现代化，办公室设备的能耗也日益增加。表5-9、表5-10、表5-11分别给出了厨房电器、小型家用电器和办公室设备的能耗。因此家用电器与办公设备的节电已显得越来越重要。
因为家用电器和办公设备的类型繁多，因此它们的节电方法也应根据各种电器的具体特点，采用不同的方法。例如对于家用电冰箱有效的节电措施如下。
1) 电冰箱所消耗的电力是与容积大小成正比的，因此应根据家庭的需要来选择电冰箱的容量，而不是越大越好。
2)周围环境温度增高时，向冰箱内侵入的热量将增加，用电量也随之增加，因此冰箱要放置在通风良好，距墙约15cm的地方，冰箱散热器不能生锈。
3)冰箱的门应关闭紧密，并尽量减少开门贮物、取物的次数，以免冷气外泄，增加用电。
4)食品冷却后方可贮入冰箱，贮存量的多少，基本与耗电无关；最好使冰箱经常充满食物，但要放置合理，以利冷空气在箱内充分对流，使箱内温度均匀。
5)冰箱冷冻温度控制得愈低，耗电也愈多，因此应根据需要调节温度。
6)制作大冰块或大盆冷水耗电量都很大。不可放置不加盖的液体物，因液体物蒸发会增加压缩机的工作负荷而造成多用电。
7)应及时消除冰箱内的结霜和结冻，以防止多耗电，对不能自动融霜的冰箱更应定期融霜。
视频：能源科学资料集成——燃煤磁流体发电
视频：能源科学资料集成——可燃冰
视频：能源科学资料集成——奔向太空
视频：能源科学资料集成——粮食宣言
|
