能源是人類賴以生存和活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)，在現(xiàn)代化工廠企業(yè)，最主要的體現(xiàn)形式是動(dòng)力，而電力應(yīng)用首當(dāng)其沖。進(jìn)入新世紀(jì)以來，能源已成為世界的焦點(diǎn)之一，它直接關(guān)系到經(jīng)濟(jì)和民生，國(guó)內(nèi)的經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和能源的關(guān)系變得越來越突出。在生產(chǎn)粗放的時(shí)代，能源問題還不很突出，企業(yè)總是把注意力放在擴(kuò)大生產(chǎn)上，只要產(chǎn)量上去就會(huì)有利潤(rùn)。而現(xiàn)在能源和利潤(rùn)的關(guān)系變得越來越緊密，企業(yè)的經(jīng)濟(jì)決策人應(yīng)以新的思考理念，完善好能源和利潤(rùn)的關(guān)系。當(dāng)前企業(yè)管理的流行語(yǔ)是‘‘節(jié)能任重于天，細(xì)節(jié)決定成敗’’。
       言歸議題，目前企業(yè)的能源使用和用電狀況，怎樣節(jié)電，有什么有效措施？這是企業(yè)面臨的實(shí)際問題本文側(cè)重與后者的探討。
企業(yè)的用電狀況以冶金工廠為例。說到鋼鐵企業(yè)，就想象到高爐林立，鐵水奔流，鋼花怒放，軋機(jī)轟鳴，以一個(gè)年產(chǎn)百頓以下鋼鐵產(chǎn)品的中型企業(yè)來說，通常就有礦山，原料廠，高爐，煉鋼，軋鋼，鑄造。。。。，及其他配套設(shè)施，通常需要約MVA以上的電力負(fù)荷，每天就要消耗數(shù)十萬度的電能。這些廠礦所裝備的典型設(shè)備和電氣系統(tǒng)，如原料廠的燒結(jié)機(jī)長(zhǎng)距離輸送帶的運(yùn)行；煉鐵高爐裝料卷?yè)P(yáng)機(jī)的電力拖動(dòng)，熱風(fēng)爐的大型鼓風(fēng)機(jī)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)；煉鋼廠的轉(zhuǎn)爐的頂吹氧，傾爐裝置、風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)和調(diào)速；軋鋼機(jī)的大型初扎高壓同步或繞線異步電機(jī)、直流調(diào)速連軋機(jī)的控制；鑄造熔煉電路的供電，以及相應(yīng)的通用附屬設(shè)備如工業(yè)鍋爐、大型水泵、空壓機(jī)和遍布的軌梁起重機(jī)，等等。
應(yīng)看到，隨著企業(yè)技術(shù)進(jìn)步和發(fā)展工廠的許多電氣設(shè)備幾經(jīng)換代，技術(shù)水平和效率已有很大提高。如電氣開關(guān)已一再升級(jí)，像80年代以前的高壓油開關(guān)已徹底淘汰，取之以新型真空開關(guān)，空氣開關(guān)；電力變壓器已由各種老型號(hào)改型到銅芯S7型并向S9型過渡；普通交流異步電動(dòng)機(jī)已由J系列升級(jí)到Y(jié)系列；直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)經(jīng)由水銀整流器、交直流發(fā)電機(jī)—電動(dòng)機(jī)組，更新為晶閘管直流調(diào)速機(jī)組；當(dāng)今交流變頻調(diào)速技術(shù)，解決了交流電機(jī)的無極變速問題，且效率更高，不一而言。當(dāng)前我國(guó)在行業(yè)整頓，優(yōu)化組合，企業(yè)競(jìng)存，優(yōu)勝劣汰中，保存及新型成長(zhǎng)的國(guó)有大中型民營(yíng)企業(yè)，技術(shù)裝備和自動(dòng)化程度已有相當(dāng)水平，初具現(xiàn)代化規(guī)模，供電系統(tǒng)電力效能都有較大提高。當(dāng)然也應(yīng)看到，許多傳統(tǒng)老工業(yè)企業(yè)及一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)規(guī)模較小、技術(shù)較弱的工廠，有許多老舊設(shè)備還在運(yùn)行，電力設(shè)備節(jié)電性能較差，節(jié)能降耗技術(shù)改造任務(wù)還很繁重。
在目前情況下，企業(yè)的節(jié)能降耗包括節(jié)電，潛力的挖掘的技術(shù)問題，如何解決，我有幾點(diǎn)，論述如下。
首先是影響設(shè)備電耗的技術(shù)因素。電氣設(shè)備是為生產(chǎn)工藝服務(wù)的，工藝是否先進(jìn)合理，自身能耗，自不待言，這里主要分析電氣設(shè)備本身的能耗原理。電力作為電能由其它能源轉(zhuǎn)換產(chǎn)生，作用于電氣設(shè)備以電壓電流的表現(xiàn)形式做功，其單位消耗的電功率為Pn＝W/T[kWh],并以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，光能，化學(xué)能的形態(tài)，產(chǎn)生機(jī)械動(dòng)力、光照、點(diǎn)解或充電等。然而電器設(shè)備在對(duì)負(fù)載進(jìn)行有效做功[pf]的同時(shí)，也有一部分無效做功損耗，二者之和才是總的有功功率[pn]，這就是電器設(shè)備的效率,這是其一.另外,由于大多數(shù)電氣設(shè)備為感性負(fù)載,如電動(dòng)機(jī)線圈除電阻外還含有電感,從電工學(xué)的原理,將產(chǎn)生電壓電流的不同相,從相關(guān)電壓、電流或功率功率矢量三角形看起來，實(shí)際有功功率pn要小于裝置總的功率，叫作視在功率ps，還有一部分為無功功率PL[電感上的功率]，因此，有一個(gè)稱為功率因數(shù)Pf的重要電器參數(shù)，專門表征這一電能的數(shù)量關(guān)系，Pf＝Pn/Ps。容性負(fù)載情況類似，但常常用來補(bǔ)償感性無功功率。此外，廣義上的功率因數(shù)PF還包括波形畸變?cè)斐傻母郊与娔?，后面還要談到?？梢钥闯?，要想減小無謂的電能損耗，應(yīng)從幾方面入手，一是提高電器設(shè)備[包括負(fù)載設(shè)備]的效率，二是提高電氣系統(tǒng)的功率因數(shù)，進(jìn)而消除無功電流，同時(shí)要合理供電，減小線路損耗。以下擬結(jié)合目前企業(yè)主要電氣裝備情況，分類表述。
電力配電變壓器是換能效能較高的設(shè)備，盡管如此，由于存在空載損耗、負(fù)載損耗和熱損耗，在廠礦用量很大，且不少老舊產(chǎn)品，使用不盡合理，因而節(jié)電挖掘空間很大。如能以S9及以上系列產(chǎn)品更替舊產(chǎn)品，節(jié)電回收年限為2—3年，特別是SC11型卷鐵芯變壓器，D10型單相配電變壓器，非晶合金配電變壓器等，空載損耗下降非?？捎^，有可能成為今后發(fā)展方向。
供電線路線損是電力損耗的重要原因，低壓線路尤甚。治理工作要重視日常供電管理，包括減少無效運(yùn)行、長(zhǎng)明燈、提高功率因數(shù)，知微而見著，同時(shí)要著重改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在改進(jìn)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，構(gòu)建安全經(jīng)濟(jì)優(yōu)質(zhì)電網(wǎng)方面，應(yīng)走出一個(gè)長(zhǎng)期的習(xí)慣誤區(qū)，即以最大負(fù)載選取變壓器，按安全電力選取導(dǎo)線截面和條數(shù)，而忽略了經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，按照最新電網(wǎng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論研究結(jié)果，與常規(guī)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)相比，選取變壓器容量要加大，臺(tái)數(shù)要增加，線路截面要加大，條數(shù)增多，并治理電網(wǎng)低功率因數(shù)和諧波，這樣，電網(wǎng)的容量比顯著增大，條數(shù)增多,負(fù)載調(diào)整功能增強(qiáng)，促使電網(wǎng)運(yùn)行中供電設(shè)備過載減少?gòu)亩鴾p少線路電壓損耗，提高供電質(zhì)量和安全可靠性。 
目前，我國(guó)部分農(nóng)村供電證試行單、三相變壓器混合線路供電，這種供電結(jié)構(gòu)國(guó)外已廣泛采用，其原則是，單相變壓器直接到戶，最大限度減少低壓線路降壓，因而西方國(guó)家配電線路損耗在4‰以下。不過，西方國(guó)家配電系統(tǒng)采用中性點(diǎn)直接接地或小電阻接地方式，單相變壓器僅用一只套管，比較經(jīng)濟(jì)。我國(guó)蘇州地區(qū)采用以單相鐵芯變壓器雙套管方式，結(jié)果基本相同，對(duì)于以采用三相四線制供電的部位，則采取以三相卷鐵變壓器改造的方式，這應(yīng)該是一種創(chuàng)新。建議廠礦也可因地制宜，靈活性地采用類似方法，在新建或改造供電系統(tǒng)時(shí)應(yīng)用，如在使用整流或隔離變壓器時(shí)，可盡量采用高壓變壓器，對(duì)孤遠(yuǎn)大電流低電壓線路，可采用高壓供電。就地降壓的方式。
       電動(dòng)機(jī)作為方便高效的傳動(dòng)機(jī)械，是電力能源的重要的應(yīng)用，通常人們把直流電機(jī)、交流異步電動(dòng)機(jī)和交流同步電動(dòng)機(jī)作為電機(jī)的三大機(jī)種，如在冶金大型軋鋼機(jī)電力拖動(dòng)、交通電力機(jī)車中直流機(jī)組等，此外還有大大小小各種類型用途電動(dòng)機(jī)，但以往在各行業(yè)應(yīng)用中，三相交流異步電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)最為普遍。電動(dòng)機(jī)及其控制技術(shù)發(fā)展很快，如直流電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)，目前已采用模塊化整流器件及數(shù)字式調(diào)速產(chǎn)品；隨著微電腦和電力電子技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速真正解決了交流電機(jī)的調(diào)速問題并得到了廣泛應(yīng)用，永磁伺服電機(jī)、開關(guān)磁阻電機(jī)等新型機(jī)電一體化控制技術(shù)和設(shè)備涌現(xiàn)并迅速成熟，這些技術(shù)，很多都與節(jié)電有關(guān)，使電機(jī)的效能特性有了很大提高。那么，今后電動(dòng)機(jī)及控制技術(shù)還有什么發(fā)展，是否還有節(jié)電空間？結(jié)論是肯定的，社會(huì)發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步總是向前的，為了提高電動(dòng)機(jī)的控制特性和節(jié)能水平，技術(shù)界一直孜孜不倦不遺余力地研究改進(jìn)產(chǎn)品。就拿變頻器來說，雖然低壓交—直—交通用變頻器已廣泛使用，尤其在水泵風(fēng)機(jī)類負(fù)載得到普及，取得顯著節(jié)電效果，而大容量高壓變頻器的試制推廣方始熱行，國(guó)產(chǎn)高壓變頻器產(chǎn)品已趨成熟，占有了市場(chǎng)一席之地。為了改進(jìn)普通型變頻器的含5次以上諧波的非標(biāo)準(zhǔn)正缺陷，一方面，推出以三電平多電平為代表的各種完美正弦波方案，改進(jìn)一般帶濾波橋式整流器波形畸變的電路，一方面對(duì)需要場(chǎng)合采用交—交矢量變頻控制，這種矩陣式電力變換器[MC]，是一種綠色環(huán)保型變頻器新概念，波形好，效率功率因數(shù)高，可四象限運(yùn)行，是一種極有發(fā)展前途的新技術(shù)。不少專題論著中還建議我國(guó)供電電壓標(biāo)準(zhǔn)在交流380V與6000V之間，增加若干電壓標(biāo)準(zhǔn)，以適應(yīng)現(xiàn)有電力電子器件參數(shù)，便于推廣變頻器、軟啟動(dòng)開關(guān)等新型節(jié)電產(chǎn)品的應(yīng)用。
       就是電動(dòng)機(jī)自身的改進(jìn)和換代，也有發(fā)展余地，如我國(guó)2002年頒布了電機(jī)國(guó)標(biāo)[GB18613---2002]《中小型三相異步電動(dòng)機(jī)效能限定值及節(jié)能評(píng)價(jià)值》，上海市經(jīng)委立項(xiàng)開展了新型三相電機(jī)的研究，新的樣機(jī)已于浙江完成，效率完全達(dá)到國(guó)標(biāo)新要求和國(guó)外同類產(chǎn)品指標(biāo)關(guān)鍵技術(shù)包括冷軋硅鋼片的使用，可消除主要諧波‘△—Y’正弦繞組等；其他如石化企業(yè)推廣的Y×2高效電機(jī)，變頻器專用電機(jī)等，也在其內(nèi)。測(cè)算說明，采用新型節(jié)能電機(jī)所投入的資金，完全可由節(jié)電所得早期補(bǔ)償。
       設(shè)備的低功率因數(shù)和諧波，會(huì)造成設(shè)備的自身和電網(wǎng)相當(dāng)大的附加無功電流，增加電網(wǎng)輸變電以至發(fā)電設(shè)備的負(fù)擔(dān)，影響設(shè)備運(yùn)行及命運(yùn)。功率因數(shù)低主要因感性負(fù)載產(chǎn)生，基本方法采用無源校正，并聯(lián)電容補(bǔ)償，或同步機(jī)調(diào)節(jié)。在電容無功補(bǔ)償使用中，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，應(yīng)注意不宜采用功率因數(shù)控制器型控制器，而應(yīng)優(yōu)先采用無功功率型、無功電流型控制器，以免切投震蕩。如要同時(shí)兼顧諧波治理，則可采取無源校正的另一方式，接入LC濾波器，如針對(duì)變頻器產(chǎn)生的奇次諧波，專門設(shè)計(jì)了各種濾波器，或采用有源濾波器動(dòng)態(tài)補(bǔ)償。無源濾波的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單、成本低、故障少，但體積重量較大，只適于靜態(tài)和較單一諧波的補(bǔ)償，且不易快速動(dòng)態(tài)補(bǔ)償，而有源功率因數(shù)校正[APFC]可在網(wǎng)絡(luò)和負(fù)載變化時(shí)，全面快速動(dòng)態(tài)進(jìn)行補(bǔ)償，節(jié)電及保證電網(wǎng)質(zhì)量。
        電力照明耗電較大，也是節(jié)電重點(diǎn)。如配電盤柜的信號(hào)燈換成節(jié)能類型，各種照明節(jié)電新產(chǎn)品較多，高管壓光效高的節(jié)能熒光管、稀土三基色節(jié)能熒光燈；電子式鎮(zhèn)流器曾在節(jié)電方面起到過一些好作用，但最今有一些技術(shù)回歸，主要是新型感容式熒光燈鎮(zhèn)流器的研制成功，節(jié)電效果不錯(cuò)，壽命延長(zhǎng)不少。
我國(guó)是最大的發(fā)展中國(guó)家，盡管目前已取得了巨大發(fā)展，然而與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，技術(shù)和專業(yè)管理仍相對(duì)落后。就以能源利用來說，我國(guó)的單位GDP能耗和其他統(tǒng)計(jì)能耗，比之還相差較大，節(jié)電節(jié)能潛力很大。節(jié)電與節(jié)能，不只是單純技術(shù)和經(jīng)濟(jì)問題，它對(duì)于轉(zhuǎn)變國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，起著重大作用。