讲课纲要 第一部分：电工基础知识 第二部分：补偿电容节电技术原理 第三部分：照明节电技术简单介绍 第四部分：变压器经济运行

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0 社区节电技术简介 闫敬东

1 讲课纲要 第一部分：电工基础知识 第二部分：补偿电容节电技术原理 第三部分：照明节电技术简单介绍 第四部分：变压器经济运行
第五部分：选用变频器的注意事项 第六部分：节电技术的测试评价要点

2 第一部分电工基础知识 6.纯电感电路 1.串联电路 2.并联电路 3.电阻定律 4.欧姆定律 5.纯电容电路 7.RLC串联电路
9.三相交流电路 10.功率因数的定义 1.串联电路 2.并联电路 3.电阻定律 4.欧姆定律 5.纯电容电路

3 1.串、并联电路特点对比 电路 串联电路 并联电路 电路图 电流 I=I1=I2 I=I1+I2 电压 U=U1+U2 U=U1=U2 电阻
R=R1+R2 1/R=1/R1+1/R2

4 3.电阻定律 电阻率定义： 是用来表示各种物质电阻特性的物理量。某种材料制成的长1米、横截面积是1平方毫米的在常温下（20℃时）导线的电阻，叫做这种材料的电阻率。 电阻阻值的计算公式：R=ρ*L/S R：电阻值，单位：Ω ρ：导体材料的电阻率，单位：欧·米 L：导体的长度，单位：米 S：导体的横截面积，单位：平方米 L：导线的长度——常用单位m

5 3.电阻定律 常见物质的电阻率(单位：欧姆·厘米) 银： 1.5×10 -6 铜 ：1.7×10-6 铝 ：2.6×10-6
铁 ：9.78 × 10-6 碳 ：30×10-6 至 190×10-6

6 在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律。
4.欧姆定律 在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻阻值成反比，这就是欧姆定律。 基本公式是 I=U/R

7 9.三相交流电路——功率的计算公式

8 10.功率因数的定义 负载消耗的 有功功率占取视在功率的比例称为功率因数，通常用阻抗角的余弦来表示 功率三角形

9 第二部分 补偿电容节电原理

10 纲 要 一. 电容的特点 二.补偿电容的节电原理示意图 三.补偿电容节电计算案例 四.增加补偿电容的综合效果

11 一. 电容的特点 1.电容的串联特点 2.电容的并联特点

12 二、补偿电容的节电原理示意图 1抽油机电机电容补偿接线示意图

13 二、补偿电容的节电原理示意图 接入电容前： Ib前=Id 接入电容后 ： Ib后<Id 变压器到电机线路损耗的有功功功率=3I2bR
Ic Id 接入电容前： Ib前=Id 接入电容后 ： Ib后<Id 变压器到电机线路损耗的有功功功率=3I2bR 接入电容前线路损耗3I2b前R=3 I2dR 接入电容后线路损耗3I2b后R≤ =3 I2dR

14 三、补偿电容节电计算案例 一台抽油机电动机的额定功率为55kW，实际运行有功功率为10kW，功率因数为0.3，加装电容后功率因数提高到0.85。计算功率因数提高后电缆减少的有功损失。 35mm2铝芯电缆供电，从电机控制柜至变压器的距离100m。

15 加装补偿电容前后电流计算 解：有功功率： P＝ √3 UIcosφ 加装电容前I1＝ P÷ （√3 ×U×cosφ1)
＝10000÷ (1.732×380×0.3) ＝50.65(A) 加装电容后I2＝ P÷ （√3 ×U×cosφ2) ＝10000÷ (1.732×380×0.85) ＝17.88(A)

16 电缆电阻的计算 35mm2电缆一芯的电阻: R=ρ×L/S =0.027×100/35=0.07714(Ω)

17 电缆消耗的有功功率计算 P1=3R×I21=0.2314×50.65×50.65=593.64（W）
功率因数cosφ1=0.3时电缆消耗的有功功率: P1=3R×I21=0.2314×50.65×50.65=593.64（W） 功率因数cosφ2=0.85时电缆消耗的有功功率: P2=3R×I22=0.2314×17.875×17.875=73.94（W） 电缆节约的有功功率： △P= P1 - P2 = =519.7（W）

18 四、增加补偿电容的综合效果 1.增加电容补偿可以提高功率因数，少交利率电费。
2.功率因数的提高，输送电流降低，线路有功损耗（与电流的平方关系降低）必然降低。节约线路的有功损耗。 3.在保证输送有功功率不变的情况下，降低视在功率，因此，可以提高变电所的供电能力。 4.提高供电质量（线路压降减小）。

19 三、增加补偿电容的综合效果 5.补偿电容的节约量计算 补偿电容自身消耗有功功率约1.5%
节约的主要是无功功率，折算成有功功率的计算很复杂，通常以无功经济当量折算成有功功率。无功经济当量的取值要根据具体情况分别对待，一般取值范围0.02——0.1。

20 三、增加补偿电容的综合效果 6.电容加装在线路末端（即用电设备附近）节约效果最好。 7.补偿电容把功率因数补偿到0.85即可，不可过分提高接近“1”。否则有可能出现并联谐振而烧坏设备和器件。 8.突然断电时，如果负载拖动电机旋转，加装补偿的电机更容易发电，且电压较高，导致击穿而损坏。

21 第三部分 照明节电技术简单介绍

22 纲 要 一.照明的基本概念 二.电光源的发展历程 三.照明灯主要技术参数及节电效果对比 四. 镇流器的种类及特点 五.照明系统节能的基本原则
纲 要 一.照明的基本概念 二.电光源的发展历程 三.照明灯主要技术参数及节电效果对比 四. 镇流器的种类及特点 五.照明系统节能的基本原则 六.附录——照明灯及LED灯十大品牌厂家

23 一.照明的基本概念 光衰 光束（光通量） 平均寿命 光强 灯具效率 照度 光源效率： 色温 功率因数 显色性（显色指数）： 防护等级代码IP
亮度： 光衰 平均寿命 灯具效率 光源效率： 功率因数 防护等级代码IP

24 二.电光源的发展历程 第一代——热辐射光源光 源 第二代——气体放电光源 第三代——节能气体放电光源 第四代——LED固体半导体发光器件

25 三.照明灯主要技术参数对比 光源名称 普通荧光灯 三基色荧光灯 金属卤化物灯 高压钠灯 低压钠灯 高频无极灯 LED灯 额定功率范围（W）
光源名称  普通荧光灯 三基色荧光灯 金属卤化物灯 高压钠灯 低压钠灯 高频无极灯 LED灯 额定功率范围（W） 6～125 400～1000 250～400 10~200 1～300 光效（lm/W） 70 93 70～140 70~130 70~150 60~80 平均寿命（h） 10000 12000 5000~20000 24000 20000 10000~60000 50000~100000 一般显色指数Ra 80~98 65~95 20~25 80 75～95 色温 2700K～6400K 3000/4500/5600 1950/2200/2500 1750 2700～6500 纯白：5000～7000K,暖白：3000～4000K 启动稳定时间 1～3s 4～8min 7~15min 瞬时 再启动时间 5～15min 10～20min 50min以上 功率因数cosφ 0.33～0.7 0.4～0.61 0.44 0.06 0.98 ≥0.9 频闪效应 明显 无 表面亮度 小 大 较大 不大 电压变化对光通的影响 敏感 环境温度对光通的影响 较小 温度升高，光衰加快，寿命缩短 耐振性能 较好 好

26 三.照明灯主要灯种节电效果比较

27 四.镇流器的种类及特点 （一）.电感镇流器简介 （二）.电子镇流器简介 （三）.电子镇流器与电感镇流器性能比较
（四）.五代电子镇流器特点简介

28 五.照明系统节能的基本原则 1.根据视觉工作需要，决定照度水平； 2.制定满足照度要求的节能照明设计；
依据 GB 《建筑照明设计标准》 3.在满足显色指数的基础上要采用高效光源； 4.采用不产生眩光的高效率灯具； 5.室内表面采用高反射比的材料； 6.照明和空调系统的热结合；

29 产生眩光的主要因素为： 光源的亮度（亮度越高，眩光越显著）； 光源的位置（越接近视线，眩光越显著）； 光源的外观大小与数量（表观面积越大，光源数目越多，眩光越显著）； 周围的环境（环境亮度越暗，眼睛适应亮度越低，眩光也就越显著）。

30 反射比—反射比是从材质反射的漫反射光能的百分比。 当增加材质的 HSV 值（V）时，材质会反射出更多的漫反射光线。 降低材质的“不透明度”也将降低其反射比。
通常，材质的反射比不会高于 85%。该值很高将导致渲染质量很低。 在现实世界中，即使最白的墙也只能反射其接收光线的 80%。

31 高反射比的光源可以是指定到材质的漫反射组件中的贴图。 例如，白色平铺位图可能产生高反射比。 在这种情况下，通过在位图的“输出”卷展栏中降低“RGB 级别”，可以降低反射比。
另一种降低位图材质反射比的方法是，将材质的漫反射颜色设置为黑色，然后（在“贴图”卷展栏中）降低漫反射贴图的“量”。 这个方法也可以用来降低3D 程序贴图的反射比。

32 此处是一些普通材质的典型反射比范围： 材质 最小 最大 陶瓷 20% 70% 布料 20% 70% 砖瓦 20% 50% 金属 30% 90% 颜料 30% 80% 纸 % 70% 塑料 20% 80% 石头 20% 70% 木材 20% 50%

33 室内建筑物表面的光谱反射率比和透射比，表示在全光谱波段内材料对于不同波长光的发射比，由于其中包含了光谱的信息，使得它比普通的不考虑光谱信息的单一测量材料表面反射比或透射比的方法更能准确描述材料对于光和颜色的反射特性。

34 五.照明系统节能的基本原则 7.采用节能镇流器或者电子式镇流器； 8.设置不需要时能关灯的可变控制装置
（智能控制—光、声 、时间、电压、间隔等）； 9.将不产生眩光和差异的人工照明同天然采光的综合利用； 10.定期清洁照明器具和室内表面，建立换灯维修制度； 11.对应用较多的灯具要不定时进行抽检； 12.不要高于额定电压运行； 13.尽可能选用名牌照明灯。

35 六. 附录——照明灯十大品牌厂家 （一）照明灯具 1、飞利浦PHILIPS (领导品牌,世界品牌， 中国投资有限公司）； 2、欧普OPPLE (领导品牌,中国名牌,，中山市欧普照明股份有限公司) 3、雷士照明(一线品牌/牌子，惠州雷士光电科技有限公司) 4、松下Panasonic (一线品牌/牌子，世界品牌，松下电器中国有限公司) 5、阳光照明 (中国名牌,浙江阳光集团股份有限公司) 6、TCL照明 (广东省名牌,TCL集团股份有限公司) 7、欧司朗OSRAM (世界品牌，欧司朗（中国)照明有限公司) 8、华艺HY (中国名牌，一线品牌/牌子,华艺灯饰照明股份有限公司) 9、佛山照明FSL (广东省名牌，佛山电器照明股份有限公司) 10、三雄极光照明 (中国名牌,一线品牌/牌子,广东东松三雄电器有限公司)

36 六. 附录——LED灯十大品牌厂家 （二）LED照明灯-----十大品牌之 1. 雷士照明； 2. 欧普照明； 3. TCL照明； 4. 天炫照明； 5. 三雄极光照明； 6. 亚明照明； 7. 华艺HY照明； 8. 阳光照明； 9. 佛山照明； 10. 欧司朗。

37 第四部分：电力变压器经济运行

38 纲 要 一.电力变压器基本结构和工作原理 二.电力变压器的主要技术数据 三.电力变压器的分类及节能电力变压器 四.电力变压器的选取原则
纲 要 一.电力变压器基本结构和工作原理 二.电力变压器的主要技术数据 三.电力变压器的分类及节能电力变压器 四.电力变压器的选取原则 五.电力变压器的经济运行

39 一、电力变压器的基本结构和工作原理 1.电力变压器的基本结构 2.电力变压器的基本工作原理

40 1.电力变压器的基本结构

41 2.电力变压器的基本工作原理 互相绝缘且匝数不同 只有磁的耦合而没有 电的联系

42 二.电力变压器的主要技术参数 1.额定电压 2.额定电流 3.额定容量 4.阻抗电压 5.空载电流 6.空载损耗 7.短路损耗

43 4.阻抗电压（UK) 把变压器的二次绕组短路，在一次绕组上慢慢地升高电压，当一次绕组的电流等于额定电流Ｉ1Ｎ时，在一次侧所施加的电压，叫短路电压。 百分数表示 Ｕｋ％＝Ｕｋ／ＵＮ×100％ UK 短路试验线路图

44 5.空载电流（IO） 指变压器在额定电压下，二次侧空载（开路）时，一次绕组中所通过的电流。空载电流仅起励磁作用，所以又称之为励磁电流。
百分数表示 即Io％＝Io/ IN1×100％。

45 6.空载损耗（P0 ） 变压器一次侧加额定电压，二次侧空载运行时的有功损耗，称为空载损耗，它包含铁心的励磁损耗和涡流损耗。
对单个变压器来说，此值与外加电压的平方成正比，而与负荷的大小无关，故又叫铁心损耗（铁损）或固定损耗。 空载试验线路图

46 7.短路损耗(Pd) 将变压器的二次绕组短路，在一次绕组额定分接头上通入额定电流时所消耗的功率，称为短路损耗，简称铜耗。
铜耗与铜导线的电阻大小有关，故可称为可变损耗，一般要折算至75°C的情况下。 短路试验线路图

47 三.电力变压器的分类及节能电力变压器 1.电力变压器的分类 2.电力变压器型号解释 3. 高效节能电力变压器

48 1.变压器的分类 （1）按功能分 （2）按相数分 （3）按绕组导体的材质分 （4）按绕组型式分 （5）按容量系列分 （6）按冷却方式
（7）按绕组绝缘分

49 不同类型变压器与节能变压器的空载损耗和负载损耗对应表
容量 kVA S7 S9 S11 S13 S14 SH15 空载 损耗 负载 50 190 1150 170 870 130 90 740 43 100 320 2000 290 1500 200 140 1275 75 160 460 2850 400 2200 280 1870 540 3400 480 2600 340 240 2210 120 315 760 4800 670 3650 3100 500 1100 6690 960 5150 680 4335 630 1320 8060 1200 6200 810

50 四.变压器的选取原则 1、在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应 选择密闭型变压器；
1、在多尘或有腐蚀性气体严重影响变压器安全的场所，应 选择密闭型变压器； 2、供电系统中没有特殊要求和民用建筑独立变电所常采用 三相油浸自冷电力变压器（S13、 S14、SH15等）； 3.当负荷率较低的情况小于50%时采用非晶合金型变压器，当负荷率超过50%时可以采用S14型变压器。 4.对于高层建筑、地下建筑、发电厂、化工等单位对消防要求较高场所，宜采用干式电力变压器(SC、 SG等系列)；

51 四.变压器的选取原则 5.对电网电压波动较大，为改善电能质量采用有载调 压电力变压器。
6.对一、二级负荷（6~10KV/0.4KV变压器）的主变压 器，要用 一备一。 7.变压器容量的选取，所有用电负载之和应大于等于 变压器容量的30%，应小于等于70%。

52 五.电力变压器的经济运行 1.电力变压器损耗计算 2.电力变压器效率计算 3.电力变压器经济运行的措施

53 1.电力变压器损耗计算——有功损耗计算公式 变压器在某一负荷下的有功功率损耗计算公式 Δ P = P0 +β2Pd
Δ P ——变压器有功功率损耗（kW） P0 ——变压器的空载有功功率损耗（kW） Pd ——变压器短路（铜耗）有功损耗（kW） β ——变压器负荷率

54 1.电力变压器损耗计算——无功损耗计算公式 变压器在某一负荷下无功功率损耗计算公式 Δ Q = Q0 +β2 Q d
Δ Q ——变压器无功功率损耗（kvar） Q 0 ——变压器的空载无功功率损耗（ kvar ） Q d ——变压器短路无功损耗（ kvar ） β ——变压器负荷率

55 2.电力变压器效率计算公式 =P2/P1 = P2/(P2 +Δ P)  ——变压器的效率 Δ P ——变压器有功功率损耗（kW）

56 3.电力变压器经济运行的措施 采用高效变压器， 采用调容量变压器 合理选择变压器的容量 及时调整变压器的分接开关 采用有载自动调压变压器
调整变压器的负荷曲线（负荷尽可能均匀） 多台变压器并联经济运行 尽可能保持三相负荷的平衡 正确选择变压器的安装位置 加强通风，降低变压器的运行温度。

57 第五部分 选用变频器应注意事项

58 纲 要 一.变频器的技术特点 二.变频器分类 三.变频器的选用原则

59 一.变频器的技术特点 1.交流电频率的概念 2. 交流电机转速与频率的关系 3.变频器的概念 4.变频器的主要作用

60 3.变频器的概念 　 变频器是利用电力半导体器件的通断作用将工频电源（ 50Hz ）变换为另一频率的电能控制装置，能实现对交流异步电机的软起动、变频调速、提高运转精度、改变功率因数、过流/过压/过载保护等功能。

61 4.变频器的主要作用 开关或接触器 变频器 异步电动机 转速可调 0～50Hz可调 通过改变电源频率实现对电机的连续调速

62 二.变频器分类 1.按调制方式分 2.按工作原理分（控制方式） 3.按用途分 4.按变换环节分 5.按直流环节的储能方式分
6.按电源的电压等级分

63 三.变频器的选用原则 1.根据工况负载的变化情况确定是否应用变频器 2.根据电机的额定电压确定变频器的电压等级
3.根据电机的额定功率确定变频器的容量 4.根据工况的控制精度选用通用变频器还是矢量控制变频器 5.要注意谐波污染不得超标

64 第六部分 节电效果的测试评价要点

65 第六部分节电效果的测试评价要点 一.测试平价要点 二.常用电气设备节电效果测试评价要点

66 一.测试平价要点 1.首先是科学合理的确定比较对象 2.节能技术实施前后有效功率必须相等——工况必须保持一致 3.要分清是工艺节电还是技术节电 4.节电效果应符合技术原理 5.测试仪器选择科学合理 6.有功无功综合节电率及三者之间的关系 7.无功经济当量取值要参照标准，根据实际情况决定。

67 6.有功无功综合节电率及三者之间的关系 有功节电率=（P1-P2)/P1 P1——节能技术实施前的有功功率 P2——节能技术实施后的有功功率
无功节电率=（Q1-Q2)/Q1 Q1——节能技术实施前的无功功率 Q2——节能技术实施后的无功功率 综合节电率= [（P1-P2)+ k（Q1-Q2)]/ [P1 +k（Q1-Q2) ] k ——无功经济当量系数

68 二.常用电气设备节电效果测试评价要点 1.变压器 2.电机 3.变频器 4.泵类（离心泵） 5.风机 6.照明灯

69 1.变压器 空载损耗 空载电流 负载（短路、铜）损耗 阻抗电压 效率曲线

70 2.电机 空载损耗 空载电流 启动转矩 效率曲线

71 3.变频器节电效果测试的要点 变频器是成熟技术，不需要对变频器自身测试; 本身不节电，自身消耗有功2%——10%;
对变频器输入端测试谐波电压和谐波电流的大小； 是否对谐波有抑制措施； 判断变频器是否节电的三个关键点： 一是测试工况（负载）变化的频度； 二是测试变化的幅度； 三是变化状态下运行的时间间隔。

72 4.泵类（离心泵） 泵的额定效率 判断离心泵类是否在高效运行区：0.8——1.2；
判断整条管线上是否有阀门节流损失（泵的出口压力与用水点压力差）； 压力损失变化的幅度、时间宽度和频度是判断节电潜力的关键因素。

73 5.风机 风机的额定效率 风机与用风点是否存在挡风板或者挡风阀门 风量风压是否变化，变化的幅度、时间宽度和频度

74 6.照明灯 光效 光通量 照度 谐波 功率因数