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如何提升电机能效

2019-10-15 10:05:22 阅读()

电机是拖动风机、水泵、压缩机、机床、传输带等各种设备的驱动装置,是用电量最大的耗电终端设备。2016年,我国电机容量20亿千瓦,用电量3.6万亿千瓦时左右,约占全社会用电量的60%,占工业用电总量的87%。2016年,电机系统的能效水平平均提升了近20%,累计节电约8000亿千瓦时,相当于节能2.6亿吨标准煤,尽管节能效果明显,但我国电机能效的整体水平比国际先进的电机水平仍低10%左右,还有很大的提升空间。那么如何提升电机能效?
一、相关政策
2008年,国际电工委员会(IEC)制定了全球统一的电机能效分级标准,即IE1标准效率、IE2高效率、IE3超高效、IE4超超高效。
2002年,我国颁发了中小型三相感应电动机能效标准,2005年修订为《GB18613-2006中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》,规定自2011年7月1日起,中小型异步电机实施国家二级(IE2高效)能效标准。
2012年9月1日,我国实施《GB18613-2012》标准,规定2016年9月1日起,中小型异步电机实施新标国家二级(IE3超高效)能效标准。按照2012版标准,高效电机仅指达到能效二级(相当于IE3)及以上的电机,对照国家新标准,我国现在生产的电机产品绝大多数都不是高效电机。
据了解,高效电机是指列入国家节能产品惠民工程,国家予以财政补贴的三类电机:低压高效三相异步电机、高压高效三相异步电机、稀土永磁高效同步电机。
二、电机能耗高主要表现在哪些方面?
1、电机负载率低。由于电动机选择不当,富裕量过大或生产工艺变化,使得电动机的实际工作负荷远小于额定负荷,大约占装机容量30%~40%的电动机在30%~50%的额定负荷下运行,运行效率过低。
2、电源电压不对称或电压过低。由于三相四线制低压供电系统单相负荷的不平衡,使得电动机的三相电压不对称,电机产生负序转矩,增大电机的三相电压不对称,电机产生负序转矩,增大电机运行中的损耗。另外电网电压长期偏低,使得正常工作的电机电流偏大,因而损耗增大,三相电压不对称度越大,电压越低,则损耗越大。
3、老、旧(淘汰)型电机的仍在使用。这些电机采用E级绝缘,体积较大,启动性能差,效率低。虽经历年改造,但仍有许多地方在使用。
4、维修管理不善。有些企业对电机及设备没有按照要求进行维修保养,任其长期运行,使得损耗不断增大。
三、电机能效提升的技术和途径
1、选用高效电机替换低效电机。高效电机是指能效符合国家强制性标准GB18613-2012《中小型三相异步电动机能效限定值及能效等级》中二级能效指标的电机。高效电机与普通电机相比,选用高质量的铜绕组和硅钢片,降低各种损耗,损耗下降20%~30%,效率提高2%~7%。
2、适当选择电动机容量达到节能。国家对三相异步电动机3个运行区域作了如下规定:负载率在70%~100%之间为经济运行区;负载率在40%~70%之间为一般运行区;负载率在40%以下为非经济运行区。电机容量选择不当,无疑会造成对电能的浪费。因此采用合适的电动机容量,提高功率因数、负载率,可以减少功率损耗,节省电能。
3、采用Y/△自动转换装置。为解决设备轻载时对电能的浪费现象,在不更换电动机的前提下,可以采用Y/△自动转换装置以达到节电的目的。因为三相交流电网中,负载的不同接法所获取的电压是不同的,因而从电网中吸取的能量也就不同。
4、电的功率因数无功补偿。提高功率因数,减少功率损耗是无功补偿的主要目的。功率因数等于有功功率与视在功率之比,通常功率因数低,会造成电流过大,对于一个给定的负荷,当供电电压一定时,则功率因数越低,电流就越大。因此功率因数尽量的高,以节约电能。
5、采用变频调速技术。电动机驱动是电能消耗的主要途径,通过应用变频调速技术改善电动机驱动方式,能够使电动机在最节能的转速下运行,可以大大降低轻载运行时的电能消耗。应用变频器的电动机节能效果明显,一般节电率在20%-30%,较高的可超过50%,目前变频器已是电机节能的发展方向。
四、电机能效提升的建议
综合工业先进国家和我国的实践经验,对电机能效提升提出如下几个方面的建议:
一是要深入开展电机及其系统节能技术研究。二是制定电机系统节能相关标准。如系统节能改造导则、专用领域的电机系统节能检测、评价标准等。三是建立电机系统节能认证机构;四是法规约束、奖惩分明、责任到位;五是对经济(工业)发达地区提出更高的要求和执行目标;六是加大财政补贴力度、重点企业重点补贴、超额企业额外补贴;七是分类批量改造或建设全高效节能电机应用试点企业、变试点企业为标杆企业。

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