摘要：船舶工業作為大型製造企業，對經濟效益和社會效益都有著深遠的影響。本文以實際工程為例，介紹了在船廠的配電系統設計中採取的節能措施，從供電方案到裝置選型等多方面論述了節能方案的可行性。
關鍵詞：船廠節能措施配電系統
1.引言
近年來我國船舶工業發展迅猛，但尚未完全擺脫高能耗、高排放、低效率的增長方式，電費在企業支出費中又佔很大一部分。為取得更好的社會和經濟效益，降低船廠生產成本，提高船廠節能水平是整個行業發展的重要課題之一。本文結合崖門80萬輕噸拆船專案工程的電氣設計，從船廠配電系統設計方面分析可採取的節能措施和節能的方向。
2.專案簡介
本專案的負荷主要有捲揚機，龍門吊，船台小車、剪床、行車等生產裝置，電氣照明燈具及港口生產辦公區域等輔助用電裝置。按照本船廠電氣負荷的性質，屬於**負荷，一路獨立電源供電已能滿足要求。因此不需要強調過高的供電要求，否則就會增加基本建設投資，並使供電系統趨於複雜化。
3.節能措施和節能方向
節能型供配電系統主要是通過分析整個專案的負荷分布，通過合理布局優化配電方式，減少電力在傳輸、轉換、執行過程中的損耗來實現的。3 . 1變電所位置的選擇
變電所應建在靠近負荷中心位置，這樣可以節省電纜，減少有色金屬消耗，降低電能傳輸損耗，提高電壓質量，這是供配電系統設計的一條重要原則。
分析本船廠的負荷分布，負荷中心集中在碼頭前沿和拆解車間，考慮到方便進出線和廠區綜合管理，將10kv總變電所設定在生產配套及行政區內（①）並分別在滑道的另一側、拆解區附近、河涌北區倉庫附近設定三座分變電所（②③
3 . 2節能型變壓器的運用
變壓器是電力行業中的耗能大戶，變壓器的耗電量約佔總使用電量的10-20%，提高電能利用率，對於變壓器的節能除了使用高效低損耗的變壓器外，還可通過合理選擇變壓器容量和型號，擇優選取變壓器的執行方式等，降低變壓器的電能損耗和提高其電源側功率因數。
（1）合理的負荷計算。
在設計中電力負荷是以詳細用電資料為依據，全場電力負荷的計算是採用需要係數法，將各個用電負荷的計算負荷相加並乘以同時係數。實際的負荷往往小於計算負荷，也就是說，目前所採用的需要係數是偏大的，從而導致變壓器負荷率較低。
綜合初裝費、變壓器、土建投資及執行費用，並預留適當餘量，變壓器最經濟節能執行的負載率一般應在75%-85%之間。通過合理的負荷計算研究，力求使船廠配電變壓器的實際負荷接近最佳設計，同時還能滿足其遠期符合要求，以達到變壓器節能的目的。
本工程為了避免選用過大容量的變壓器和向當地供電部門提出過大的用電容量要求，在計算時採用數值較小的同時係數。船廠的需要係數一般為0.32～0.
4，下限值適用於大型船廠，而上限值適用於中型船廠。
（2）優選變壓器經濟執行方式。
按照船廠負荷的階段性、季節性特點，選擇變壓器執行方式，使負荷保持在變壓器功率的75%左右。只有合理的採用變壓器的經濟執行方式才能降低船廠電能的損耗。
本工程共四座變電所，其中變壓器容量的選擇見上表2。正常工作時，母聯開關斷開，兩變壓器分列執行；當季節性或其他時效性負載停止工作後，可停止一台變壓器，合上母聯開關，由一台變壓器供電。
3 . 3減少線路的有功損耗
輸電線路存在電阻，當電流通過時，就會產生有功功率損耗。船廠供電負荷分布範圍廣，電纜數量多，負荷電流大，線路上的總有功損耗是不容忽視的，若能減少線路損耗，那對船廠的節能意義重大。
線路的有功損耗p=3i2r×10-3 ；r=ρ×l/ s ；p――三相輸電線路的有功功率損耗（kw），r――線路電阻（ω）i――相電流（a），ρ電阻率（ω?m），l――線路長度（m），s――線路截面（m2）。
有效地減少線路有功損耗只有減小配電線路的電阻：選用電導率較小的電纜材質；縮短到電纜長度，除了變電所的位置靠近負荷中心以外，合理布置電纜走向；增大電纜截面，對於長距離供電的線路，除滿足滿載流量、動穩定、熱穩定、保護的配合和電壓損失所選定的截面。3 .
4無功補償提高功率因數
船廠用電裝置中含有大量的交流感應電動機及變壓器，以致供電系統除了供給有功功率之外還需供給無功功率，無功功率的增加使船廠的自然功率因數特別低。在有功負荷一定的條件下，功率因數低必定使視在功率增大，這樣加大了電能損耗和電壓損失，還要求供電系統提供更大的電源容量和增大配電導線截面積，增大了投資執行成本。
本工程的無功補償方式包括在變電所低壓母線上裝設併聯電容器的集中補償，還在各用電負荷附近分散的裝設併聯電容器進行就地補償。分布在船台軌道側面的船台小車接電箱為船台小車的執行提供電源，由於裝置用電負荷比較大，供電距離長，在接電箱附近設定就地補償，就可以大大的降低計算電流，從而降低線路電壓損失，減小配電電纜截面積。
4.智慧型照明系統降低能耗
船廠的照明方式大部分由一般、區域性和應急照明組成，其不同於其他的特點是區域性照明的使用很廣，特別是移動區域性照明。照明設計宜選用高效、節能的燈具，降低光能損失，提高燈具的發光效率。
（1）採用高效光源。露天船台區由於面積寬廣以及工藝上的特點，一般採用投光燈照明。車間照明設計中通常採用以一般照明為主的混合照明方式，燈具安裝在屋架下弦，採用節能型螢光燈，輔以落地燈和行燈的移動區域性照明。
（2）智慧型照明控制系統。船廠車間大多具有規模大、跨距大等特點，廠房內本身線路繁多功能複雜，利用智慧型照明控制系統對船廠照明進行集中監控，不僅可以簡化線路，節省導線和電纜用量，從而降低投資，達到節約能源並降低執行費用的目的。
門座吊、龍門吊是船廠裝卸的主要裝置之一，其傳統的工作電機的特徵是起制動和正反轉頻繁，重複短時工作，啟動電流和機械衝擊很大，耗電量大。採用變頻器把工頻電源（50hz）變換成各種頻率的交流電源以實現電機的變速執行，吊機起制動時既能快速啟動和制動，又保證機械衝擊不過大，減少啟動電流和機械磨損，以達到節能的目的。
5.2絞車變頻控制系統
本工程為拆船廠，通過捲揚機把船從水面橫拉至滑道頂端拉住才能進行下一步拆解工作。捲揚機同步控制系統包括30臺380v/ 90kw捲揚機，為減少供電距離過長由分設在滑道兩側的1##變電所分別從兩端提供電源。在多組絞車的同步執行過程中，絞車需要頻繁的正反轉，經常快速加減執行、高穩速精度、高轉矩精度和快速動態效能的要求，對捲揚機同步控制系統有很高的要求。
採用變頻控制系統，配備plc電控系統來實現電機的調速及轉矩的需求，通過主控台與plc通訊的核心控制功能，不僅大大的提高了系統的可靠性，還明顯降低絞車系統對電源容量的要求，達到節能的效果。
6.結束語
船廠屬耗電大戶，深挖節能增效方面的潛力是近年來社會各界對船廠供配電專業的迫切要求。這就對設計人員在收集一線資料、開拓節能設計思路、研發可靠的節能措施等方面提出了更高的要求。在此，希望能與各位同行**學習，共同推動節能理念的實施運用，為社會創造更多的效益。
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