浅析钢铁企业节能电气运行管理

    杨义

    摘 要：在钢铁企业当中，电能消耗占据了能源消耗的较大比例。对于钢铁企业而言，节约电能在降本提效、绿色环保方面发挥着重要的效果。因此，本文以某钢厂为例，根据企业正常生产状况，从改善功率因数，调节运行方式来有效的管理节能电气运行等方面来分析了如何在电气运行管理方面来进行节电工作，进而给钢铁企业创造更大的经济效益。

    关键词：钢铁企业;节能电气;运行管理

    DOI：10.12249/j.issn.1005-4669.2020.27.323

    在钢铁企业当中，生产活动有着大耗电量、高用电量等特点。在钢铁生产活动过程当中，各种用电设备除了让电能根据一些工作效率变成对应光能、热能以及机械能之外，还随着一些功率方面的损耗，另外在企业的变配电系统当中，因为变配电设备制造的工艺、材料的选取、技能使用方面存在差异。不一样的变配电设备功率损耗也不同[1]。最近几年时间里，因为国家在电气设备运行效率上要求越来越多。在新建钢铁企业当中，明确要求应用高效低耗电气设备，然而老企业也不断进行升级更新。运行节点主要为按照使用的变配电设备功率损耗状况，根据企业的生产特点，将变配电系统的各类电气参数有效的控制科学范围当中，进而更好的减小企业在传输和分配电能方面的损耗[2]。因此，本文以某钢厂为例，根据企业正常生产状况，从改善功率因数，调节运行方式来有效的管理节能电气运行等方面来分析了如何在电气运行管理方面来进行节电工作，进而给钢铁企业创造更大的经济效益。

    1 钢铁企业变配电系统的相关概述

    1）主接线。某个钢铁企业的电力系统是通过地区的电网引入两回的220kV进线到企业内总降压变电所，通过变压器降压之后给各区域的变电所进行供电。各个区域通过35/10kV的变压器之后，让10kV的电源传递给各个生产用户的开关站。

    2）主要的运行参数。（1）炼铁区域。1号主变二次侧的符合大约是7000千瓦，功率因数为0.7。2号主变二次侧的负荷大约是5000千瓦，功率因数是0.7，1号和2号的TRT发电机组分别在10千伏、二段母线进行并网发电。它们各个出力大约是1万千瓦，功率因数大约是0.85。（2）烧结区域。1号主变二次的负荷大约是3000千瓦，功率因数为0.26。2号的主变二次负荷大约是2万千瓦，功率因数是0.87。预热的回收发电机组在10千伏一段母线进行并网发电，出力大约是9000千瓦，功率因数是0.85。（3）焦化区域。1号主变压器向着35千伏一侧反向输出7000千瓦，功率因数是1.2号的主变压器二次负荷大约是7000千瓦，功率因数是0.76。CDQ发电机组在10千伏一段母线进行并网发电，出力大约是15000千瓦，功率因数是0.85。

    我们通过分析三个区域电气运行参数可以看到，各个区域都含有较低的功率因数以及较低的变压器负荷系数。

    功率因数较低将会出现系统电压压降变大，进而给用电设备运行条件带来负面影响。除此之外，还会减小变配电设备供电的水平。比如：烧结区域变1号的主变压器尽管仅仅和1万千瓦的时候一样。功率因数偏低将会提升变配电网内各个元件功率损耗。变压器负荷系统偏低往往会对变压器经济运行带来影响。不管为变压器较低的负荷系数还为较低的功率因数，都会给电能损失带来比较大的影响。在企业日常调控内部电力平衡的时候，需要顾及系统供电安全的基础上进行优化调节，进而让企业内部的电网更加高效、稳定以及安全的运行[2]。

    2 改善功率因数的节能电气运行管理方法

    在钢铁企业当中，存在比较多的感性负荷。所以，这将造成较低的自然功率因素。在控制功率因素上，因为供电部门给企业功率因素存在一定考核机制，进而企业往往对供电部门计量关口的功率因数是不是达标进行关注，并且容易对钢铁企业部分变配电系统当中由于较低的功率因数而带来电能损耗提升问题进行忽视。除此之外，一些已经安装的就地补偿装置也缺乏有效的维护管理，不能投入进行运行。现阶段，钢铁企业内部需要应用并联的电容器补偿装置，对发电机的无功输出进行调节等手段来提升功率因数[4]。

    變配电设备运行的损耗和功率因数存在一定的关系。在钢铁企业变配电系统内主要体现在了输电线路的损耗以及变压器铜损方面。

    2.1 提升功率因数，减小线路的损耗

    当输电线路的输送功率和系统电压固定的时候，功率因数越低将会越增加线路的损耗。

    在理论上尽管能够提升功率因数能够减小输电线路的损耗，但是按照钢铁企业的设计标准，各个其余性变电所大体上都和负荷中心相贴近。通常情况下，输电电缆长度较短，并且钢铁制造企业输电线路多数应用了电力电缆的手段，其存在比较低的线路电阻。在正常运行过程中存在比较低的损耗。因此，不能仅仅在减小线路损耗方面来提升功率因数，还需要将减小线路损耗和减小变压器铜损相互结合来进行节电投资。

    2.2 提升功率因数，减小变压器的铜损

    变压器的运行损耗主要是通过铜损和铁损所构成。它受到了材料选择、绝缘结构和变压器制造工艺方面的影响。铁损也就是变压器的空载损耗，其是固定损耗。它和变压器的负荷没有关系。然而，铜损是可变的损耗，其值和负荷电流平方成正比关系。在变压器负荷固定的基础上，提升功率因数能够减小二次侧的负荷电流，进而降低铜损。

    3 调节运行方式来有效的管理节能电气运行

    在此次对钢铁企业的节能电气运行管理研究过程当中，因为焦化区域、炼铁、烧结等方面都安装了自备的发电机组。所以，在正常运行的时候，区域主变压器负荷系数比较低，一些变压器常长时间进行轻载运行。除此之外，功率因数的提升在减小变压器和输电线路运行损耗的时候，也大大提升了变压器带负荷的能力。在变压器负荷固定的基础上，进一步的减小了变压器负荷系数，变压器仍然不为经济运行模式。所以，对于负荷系数低的变压器需要及时根据系统结线对负荷重新进行分配，对空载以及轻载变压器进行停止运转。

    钢铁企业在实际运行的时候，因为用电负荷存在不同的等级，其对供电电源基本要求也不同。焦化车间以及炼铁车间等一类的负荷，正常的工作电源需要存在两路，并且可以相互进行备用。所以，在生产负荷调节和停运空载变压器的时候，需要整体进行考虑，针对性的制定解决策略。停运的变压器需要定期进行检查以及试验，进而保证百分之百的可开动率。当供电区域出现故障或者处理紧急缺陷的时候，需要及时进行投入运行。

    4 结束语

    在企业生产和经营过程当中，运行节电设备改造以及工艺改善等节点效果往往被人们所忽视。但是，不管如何优化电气设计和应用性能优良的电气设备，在缺乏规范化和高效化电气运行管理的过程中，都会带来电能浪费。所以，企业电气运行需要根据企业自身用电状况，及时的对电气运行有关参数进行调节，提升企业内部电网当中各个电压等级之下的功率因数，对负荷分配进行优化。根据实际状况推出空载的变压器以及轻载的变压器，进而让企业的内部电网内各种电器元件时刻位于比较经济的运行状态当中，提升企业较高的经济效益。

    参考文献

    [1]钢铁企业电力设计手册编委会.钢铁企业电力设计手册（上册）[M].冶金工业出版社，1996（1）：289.

    [2]陈小娟.试析提高功率因数与节能降损的关系[J].科技与企业，2014，（9）：324-324.

    [3]韦康健.10kV配网的损耗及降损措施[J].湖南水利水电，2013：63-65.

    [4]黄伟林.提高功率因数的必要性及其方法[J].中小企业管理与科技，2013（7）：67.