新发现---利用谐振现象节约电能

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新发现---利用谐振现象节约电能
-----建议：广泛宣传利用谐振现象节电法-----

摘要：书中讲在电力系统中要避免电路谐振现象，因为会产生过电压或过电流烧毁电器设备。当代的无功补偿，是利用电容器的移相作用节电的，负载中的功率大小不变。
# i2 q1 \6 W5 Z3 r( ^" ]/ S中国人经过30多年的探讨，通过对无功补偿不同效果的研究：发现利用谐振现象节约电能。为什么称为新发现？主要是与当代公认的观点相反。
: \* [, S: P: W2 ~- Z节电与不节电虽然只差一个字，但对无功补偿节电的作用是相反的。黄有银就是利用谐振现象做的无功补偿，平均节电率20-30%，每年节约电费2500万元。
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关键词：功率因数、品质因数、电路谐振。
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正文：
4 h7 ]+ G4 J1 ]" a从无功补偿的节电效果方面看差别很大，有许多的节电公司做无功补偿，在电感负载中不会节约电能，企业因亏损倒闭或转产；有的单位在做无功补偿时，用电单位节约电费很多，至今没有亏损。经过对无功补偿的调查分析研究结果如下：

一、无功补偿的条件不同，节电效果则不同

; Z4 [, s$ T' R4 d（一）怎样把坏事，转变为好事？
3 Q; \' ~* J- c  i1、世界上的一切事物都是一分为二的。
（1）没有坏作用，也不会转变为好事情。利用电容器的移相作用原理做的无功补偿，因为负载中的电压不变，所以电流和功率都不变，对负载来说没有坏作用存在。
（2）在坏作用当中，存在着好的因素。为什么会起到坏作用？是因为在电路谐振时，负载中的电压升高或电流增大。在谐振时负载做功大小与负载中的电流和电压成正比，电压和电流增加正是节约电能需要的，如果没有电压和电流的增加，节电效果从哪来的？
2 ^1 @1 q" b5 r; O2、怎样把坏事，转变为好事？
0 s9 Z0 _* a& t* @（1）知道谐振产生坏的原因，就会有解决的办法。
（2）串联适当电感器或调压器，就会保持原来电压不变。因为自动控制系统在当代不是一件难事，保持动态电磁平衡，就会把坏事转变为好事，达到节约电能的效果。
* d3 z6 i, l; _4 ]  i! n（二）谐振无功补偿节电与常规无功补偿节电的关系？
1、谐振无功补偿节电是常规无功补偿节电的特殊情况。也就是说，常规无功补偿节电包括谐振无功补偿节电；但谐振无功补偿的节电效果，不代表常规无功补偿节电的效果。
2、谐振无功补偿节电，是常规无功补偿节电的新发展。
3、谐振无功补偿与常规无功补偿有什么区别？
/ R# u6 _2 q1 f（1）电容器安装位置与常规无功补偿不相同。
① 谐振无功补偿电容安装在支路中，不与大电网直接相通，当感抗等于容抗并且电源与负载容量相配时发生电路谐振，在电感负载中产生电流、电压和功率三增大现象。
② 常规无功补偿电容器安装在变压器的输入端，电容器与大电网直接相通，电感负载中的电压不变，所以电流和功率都不变。
只会改变电感负载中的无功电流的来源，不会改变电感负载中电流的大小。
5 L2 e$ P6 o$ z: s* T$ b（2）谐振无功补偿输入电能测量与常规补偿不相同？
① 谐振无功补偿，输入电能表远离电容器，不会受谐振电路的影响。电容器和功率因数表安装在变压器的输出端，收费电能表安装在变压器的输入端。
& I( O' l' S( e8 g② 常规无功补偿，收费电能表安装在电容器附近，测量出来的电能是安装电容器后的总电能，对负载来说，输出和输入同时增大，所以测量不出节约电能。
! G2 g' I4 g& d- o+ I通过以上情况说明，同一事物，在不同的条件，所得结果是不一样的。无功补偿的目的就是为了节约电能，谐振无功补偿节电效果显著，所以应当广泛宣传。
（二）怎样利用谐振无功补偿节电？
1、用电单位必须有自己独立的输入变压器。并且变压器的容量与用电器的容量相配。
2、收费电能表安装在变压器的输入端，电容器和功率因数表安装在变压器的输出端。
3、利用电抗器或调压器调压，保持负载中的端电压大小不变。
4、必须保持动态电磁平衡，电容器的容量能自动控制。

' i  _* u2 n, n% [; C2 D4 y二、谐振无功补偿节电效果是否真实？
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因为谐振无功补偿的节电方法，是从无数的无功补偿节电效果中总结出来的，所以它有无数的无功补偿节电事实证明。
（一）无功补偿的实践案例：
1、无功补偿时电感负载中的电能增大一倍多：
南宁市亿丰节能科技有限公司总经理，教授级高工黄有银在光都混凝土公司二号搅拌站，做无功补偿时发现电能增大一倍的“节电奇迹”：
     （1）节电前：负载做功功率28.8 K瓦，有功功率因数0.31；
（2）节电后：输入没测量，负载做功功率63.2 K瓦，有功功率因数0.98（因为电源电压不变，输入的电流减小，输入的电能不会增大）；
  s1 J& |  r; m7 ]9 l     （3）计算结果：做节电改造后，负载中的功率增大了34.4K瓦，（63.2-28.8）÷28.8×100%=119.44%；
他做无功补偿有100多个工程，没有一个单位不节电的，平均节电率达20-30%左右。        
2、治理有害谐波时节约电费50%以上：
3 O2 z, d+ T3 [0 N在电工论坛中发的文章：《治理谐波不但可以减少污染，还可节电》：
! {# y3 g; ^/ @  Q* J: l我们对中山市的一家塑料厂进行的治理就证明了这一点。结果是谐波的含量从80%下降到8%。波形也明显改善。供电公司对治理后进行了测量，结论是谐波含量达到国家标准。这个厂的电费也从每月22万下降到10万左右。（22-10）÷22×100%=54%；（原来的电费是治理后的2倍多），节电效果是根据电费的收据计算的。
（二）谐振节电小试验：试验结果证明谐振无功补偿出现三增大：
. i: F, A0 M2 Q7 V. `中央电视台科技论坛网友外行13试验：见电路图


其中，R1=1000欧姆，R2=1欧姆，C=0.5微法。
1、并联电容前：原边电流为0.08安，电压为160伏，视在功率约为12.8伏安，有功功率为8.1瓦。输出端电流为2.75安，电压为2.75伏，功率约为7.56瓦，
COSφ总=8.1÷12.8=0.6328。
& ?( S0 J& k. |5 H2、并联电容后：原边电流为0.06安，电压为174伏，变压器输入电流:0.087安,视在功率约为15.138伏安，有功功率为9.6瓦。电路中的功率因数：COSφ总=8.1÷(0.06×160)=0.844。输出端电流为2.97安，电压为2.97伏。功率约为8.82瓦。
3、对小试验结果分析：
（1） 并联电容器后，变压器中的端电压提高，电流增大；
（2） 因有功功率因数0.6328值不变；变压器中的有功功率增加。
0 ~/ |# C$ ]4 m/ u; _此试验是因为他不相信在无功补偿时会产生三增大现象，试验结果证明三增大现象是存在的。他信中又说：当试验电路中没有安装R1时，三增大现象是做不出来的。
( q2 X' F& S2 j  x) p& \0 K! S（三）经国家检验部门鉴定：“节电奇迹”不是窃电是节电。
1、 节电专家黄有银来信说：我做了几十家企业的节电工程中，有过一个企业抄表员说我是窃电，后来抄表员报到县供电公司，供电公司来人解剖节电器，认定不是窃电，是正常的无功补偿节电。
, c; n  g+ M6 u& B& B# O9 U2、 电工论坛网友说：我在教学中有位学员就是这样说的：他们单位的电度表是电业局的人安装的，表的读数是电业局的人抄的，但是电业局的人说他们偷了电，要罚款。
单位不同意，就去打官司，电业局输了！学员说确实他们单位用电多，而且多得多，但是他也不知道原因，反正他们没有偷电。
节电官司说明什么？说明“节电奇迹”不是由人们的认识决定的，也不是由人们的权利决定的，是由事物本身的发展规律决定的，任何人都无法改变事实的真象。
% c) D8 @. |4 L; D0 g8 Z/ ?（四）调谐电路具有选择信号的能力，是谐振无功补偿节电最好的证据。
1、调谐电路选择信号必须具有两个条件：
7 [! `7 e4 r) }/ b/ V（1）谐振前、后输出能量不相同；（2）谐振时输出必须会增加。
2、调谐电路谐振前后，输出相差是百倍，谐振无功补偿增大一倍多，是正常现象。
7 {1 h; F% }# x因为谐振无功补偿电路与调谐电路都相同，所以产生的现象是一样的。
0 {& W  H) F% r+ d$ A（未完）
& s2 C- o: p- V* \+ J: Y4 MGCLZFC@163.COM

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接上文章：
* n1 R  A! R( r! |. l4 a三、谐振无功补偿节电计算方法
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* }! g4 v. ^5 H7 K# A因为无功补偿的条件不同，节电效果也不一样，不同的节电效果计算方法也不会相同。根据谐振无功补偿节电现象分析：与弱电中的调相电路是一样的，因此必须利用谐振时的计算公式进行计算。
, ], ]7 I1 l" k4 f) f（一）谐振无功补偿节电的规律：
通过对实践现象分析，联系书中对电路谐振的论述，节电规律如下：
1、 电路谐振时产生谐振现象的大小，与电路中的纯电阻成反比，与感抗成正比。
2 F. k0 v8 [9 N3 J也就是与电路中的品质因数成正比。Q=X/R；式中Q为品质因数。
+ v' r6 n4 v" v3 _2、谐振电路中的总阻抗为电源电压与电源输入的有功电流之比。Z2=U/I0；式中Z2代表谐振时的总阻抗，U代表电源电压，I0代表谐振时的有功电流值，即谐振前的有功电流值。
# m8 F% X0 w2 W' O8 D. s* ]3 }# P. [8 Q3、在并联谐振时，假设电压不变，负载中的电流为电源和电容输入电流的矢量和。
. a- L+ k* f3 _: }* A, oIL=  ；
4 S( M7 b! N5 Y' i" U3 r: D' I 4、电感负载中的有功功率：谐振时的视在功率与原来的功率因数的乘积。
% q  G* j% R2 Y, O6 o7 G（1）视在功率S2=I2U；（2）有功功率P2= S2COS￠;
(二)谐振无功补偿节电例题：
南宁市亿丰节能科技有限公司总经理，教授级高工黄有银在光都混凝土公司二号搅拌站，做无功补偿时发现电能增大一倍的“节电奇迹”：
% m% x% N8 z3 U( V6 w% {     1、实际节电的效果：
: }/ C4 g3 w2 e" L( d（1）节电前：负载做功功率28.8 KW，有功功率因数0.31；
（2）节电后：输入没测量，负载做功功率63.2 KW，有功功率因数0.98（因为电源电压不变，输入的电流减小，输入的电能不会增大）；
$ A0 {; d) {$ b( z9 [; ?    做节电改造后，负载中的功率增大了34.4KW，（63.2-28.8）÷28.8×100%=119.44%。           
2、利用谐振现象新公式计算:
+ x' {3 S6 [1 p(1)节电前：①视在功率28800÷0.31=92903伏安, ②电压380伏，③电流92903÷380=244.5安，④总阻抗380÷244.5=1.55欧姆，⑤纯电阻1.55×0.31=0.48欧姆，
, Y8 M$ |# n+ G& {4 P⑥感抗 =1.47欧姆，⑦Q1=1.47÷0.48=3.06；⑧有功电流值244.5×0.31=75.8安
; f4 S, A9 F6 ~( a& {(2)节电后：①总阻抗380÷75.8=5.01欧姆,②纯电阻阻0.48不变，
③感抗 =4.98，④Q2=4.98÷0.48=10.4，
) n: T/ w: l# ]3 v3 ^3 t6 J⑤负载中的电流值： =792安，⑥视在功率792×380=300960伏安，
⑦有功功率：300960×0.31=93297瓦。⑧计算与实际对比：93.KW大于63.2 KW
    (3) 说明：① 因为是按功率因数1.0计算的，并且实际与理论计算必然有误差，理论计算大于实际节电效果，说明节电效果测量是准确的。
② 如果理论计算结果小于实际节电效果，说明实际测量不准确。
; X: O, N/ i' `2 d4 g# ]; m; H③ 利用调相作用观点分析，节电前后负载功率不变，说明负载做功增大是不可能的。
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四、宣传推广谐振无功补偿节电的意义       

谐振无功补偿节电虽然不是大的发明创造，但因节电效果与当代公认的观点相反。所以会推动无功补偿的大发展！
/ S3 U! `4 i4 v（一）宣传谐振无功补偿节电法的经济意义：
1、当代推广无功补偿节电的阻力是什么？
是利用无功补偿，对本单位没有好处！在电工论坛中发表节电奇迹的文章，大家都当窃电来反对。一位教授说：安装电容器的好处在供电、发电！好处不在用户！！！还有的网友说：你这不是在节电而是在浪费电能..
还有一位先进的老师说：前边说无功补偿的许多好处，势在必行；后面说无功补偿不会节约电能….说的目的是为了推广无功补偿，起的作用是阻碍无功补偿节电！
2、推动无功补偿的动力是什么？
是利用无功补偿，能获得经济效益。当谐振无功补偿节电在全国宣传后，全国的无功补偿就会掀起新的高潮！
& g1 o; K% T1 G  S9 r! t3、因为我国是世界人口最多的国家，电能占世界第一位，所以节电效果无限大。
如果全部用户安装电容器，全国每年节电率会达20%以上。（4.754.73万亿度×20%×0.5元/度=4,750（亿元）。每年节约电费4,750亿元，并且是一次投资，年年受益。
节电专家黄有银：他做无功补偿有100多个工程，平均节电率达20-30%左右。每年节电3174万度电，节约电费：0.8元/度×3174万度=2,539万元。
（二）宣传谐振振无功补偿节电法与实现美丽中国梦的关系
1、当代污染环境主要因素：煤、气发电和汽车排除的二氧化碳，二氧化硫。
（1） 中国年发电量的比例：煤电73%、水电14.6%、核电2.4%、气电2.3%、其他7.7%  ；其中煤电73%、气电2.3% 两项都染污环境，核电2.4%存在着影响环境的因素，日本就是一个最好的教训，任何事情都是不怕一万，最怕万一。
2、运输行业中的汽车，对城市染环最严重。
" u! Q7 j& [9 g3、推广无功补偿，减少煤和气发电对环境的污染，消除核能发电的隐患。
* B+ b' |9 `2 k" y3 x0 A, X4 S（1）因为当代的无功补偿的容量相当于全总的发电量，相当减少50%的对环境的污染。（2）如果无功补偿现增加20%，还会减少20%的污染，还可以代替核能发电。
* }- z% w! `2 b9 K9 i4 C4、如果发明直流节电器，利用电动车代替汽车，减少汽车排气的污染。
（1）电动车存在两大缺点：成本高、行程短影响电动车的发展；
3 p. E5 F' R$ q（2）如果发明直流节电器，在电动车中应用，就会解决电动车的不足之处。
% Y" U) {8 J# m0 a/ [$ n发明根据：在交流电路中的谐振电路，谐振时增加的能量，大于增加电感和电容损耗的能量。直流节电器实际就是一个外加电感和电容的交流节电器，通过整流在直流电路中应用。
( D$ }) h9 j/ G) b; `: |# u如果有理想的逆变器和电感电容器，就会发明成功。虽然不能百分之百的成功，但确实有一定的希望！如果发明成功意义是无限大的。
/ E4 e" G9 l) [+ J5 \: S8 \利用谐振现象节电，虽然不是锦是添花，也是雪中送炭。此发现是世界首创，经济意义是无法估量的，利用谐振现象节电是中国人对世界的一大贡献！
  t, [: m7 t* e/ k4 t6 \' \
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作者简介：曾凡昌， 1941.3.5生，男，籍贯：辽宁省辽阳市弓长岭区团山街头道沟委6组16-4-4，
单位：原工作单位在鞍钢弓长岭矿业公司审计处，职称：工程师（退休），研究节电30多年，发表节电论文六篇，编写《电子力学》95年内部出版（QQ425554627）。
电话：0419-5110872，手机：15041905545，邮箱：GCLZFC@163.COM
2 m: z1 P& }3 S# E6 ?2013年7月2日