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新发现---利用谐振现象节约电能

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发表于 2013-7-4 09:21:11 | 显示全部楼层 |阅读模式

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新发现---利用谐振现象节约电能' [# _$ x; n5 [& K9 J+ r
-----建议:广泛宣传利用谐振现象节电法-----
0 X# W! B+ o7 K9 l, I0 j
8 p5 R7 F& t4 z1 m7 G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。
7 M- X3 m; b: U6 c: V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。6 a4 ^+ h9 }8 s; j
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。' ]  ?. ]5 B9 a5 _

" B0 |8 z0 D: ~9 w) y) Y关键词:功率因数、品质因数、电路谐振。
" u! Q4 r, H3 m4 X& _2 E' v* G) e( ?5 |7 m9 o5 C3 G! m
正文:
- V* [% Z3 i$ x. _  x* c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:* t' ^# ?' D+ p0 K6 ?  c
" s. ~( W+ N& s3 U& h0 r
一、无功补偿的条件不同,节电效果则不同
8 D* S* z8 X) X* l, m4 Q' z. Z! w- P" D9 b- B
(一)怎样把坏事,转变为好事?7 y' D0 C- `/ o  Q! J) ]  |
1、世界上的一切事物都是一分为二的。' D+ M9 `/ D+ d" H7 U  ?- v# Z
(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。
) T% r) r5 F$ q& B8 t! ?(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?5 _* H; }' T) @" {5 I9 t$ u" w
2、怎样把坏事,转变为好事?
. Q; n! Z5 R; V! l6 u(1)知道谐振产生坏的原因,就会有解决的办法。
' M$ L* _% `& O4 n! S(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。9 C5 I4 ~+ H/ a$ Q
(二)谐振无功补偿节电与常规无功补偿节电的关系?( l$ [3 J& O& ?' X
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。9 L5 `1 f/ ^' V1 W3 k% v6 J) o
2、谐振无功补偿节电,是常规无功补偿节电的新发展。
/ P' r; T6 `; o' W3、谐振无功补偿与常规无功补偿有什么区别?
& a6 Z9 N+ c3 ^% H0 Z" |$ a' X, }1 w) W(1)电容器安装位置与常规无功补偿不相同。, B& S2 y4 n7 s# d- _+ l2 C
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。
' h- S0 ]0 _( k② 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。
' v5 l/ i3 s; V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。
0 I% o9 j. D# l. Q(2)谐振无功补偿输入电能测量与常规补偿不相同?5 p& S1 i0 U: j) ]7 W* e2 Q
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。' K6 ?5 \9 H% \# O* y: g) L# g$ Y
② 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。
  ]* U: m3 I$ T" x0 V# m+ ], O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。
- y  ?' K6 n5 O9 ^  P$ G5 Z; \' x, E' ?(二)怎样利用谐振无功补偿节电?/ p" s' `+ _2 ~8 ^' V7 R
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。& t0 V, o& T5 ]8 `2 p+ ]& e
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。" c- n8 H& }. J6 I7 W7 ]
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。: H  c  n- y) t" r0 c& ^' w! }3 u' `( ^
4、必须保持动态电磁平衡,电容器的容量能自动控制。! p5 v* z; b* I  l8 ]
+ E0 q* `  C$ X  e
二、谐振无功补偿节电效果是否真实?9 d2 _0 e8 ~* X/ }. W9 h! R

8 Q. m+ Q. v7 Q2 D3 ^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。
) a( |8 K$ T, n(一)无功补偿的实践案例:3 P/ n% l$ L! T) G% R
1、无功补偿时电感负载中的电能增大一倍多:
: R. j% S$ I: g( e5 A5 v6 [+ \# h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”:
: X8 B! y0 |( Q" y     (1)节电前:负载做功功率28.8 K瓦,有功功率因数0.31;. b/ i/ V+ W0 b' s" M8 \
(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);
. o# \: H- ^9 i# c' Q     (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%;
* y" B+ ^* S6 B; d  B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。        
: R3 a; B5 W& G3 p2、治理有害谐波时节约电费50%以上:+ _6 C+ N) U5 w4 ]( X) R
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》:
) Z! p) ~% N$ L# n" t; m! E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。
1 K! N9 k6 e* N$ O5 W6 t" v(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:! k/ l: P. k& ^6 B& x, J& u! S
中央电视台科技论坛网友外行13试验:见电路图
! \/ e+ n4 v5 T* E8 P" a! c1 J8 _; P) [
/ F# C0 v7 G% R, D# g* ^
其中,R1=1000欧姆,R2=1欧姆,C=0.5微法。
; i+ J% E* O! b1 |8 i) ?6 Y1、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,% g* O1 s% |3 k+ a0 |
COSφ总=8.1÷12.8=0.6328。! ~; ^6 x, J: u1 H7 K) f5 C3 s; R* q% v
2、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。
5 t/ X/ h$ G6 E2 k3、对小试验结果分析:5 s1 ~% A  ?2 Z) H
(1) 并联电容器后,变压器中的端电压提高,电流增大;
+ Z2 k/ t: q' P# f(2) 因有功功率因数0.6328值不变;变压器中的有功功率增加。$ y' G/ P$ n* h3 P2 Z2 A6 P
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。0 L& |( `$ @1 P+ k4 y6 j8 o
(三)经国家检验部门鉴定:“节电奇迹”不是窃电是节电。
6 b$ @1 J2 s# Z* G; b1、 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。
6 T6 N# Z* X5 `" p. E3 w2、 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。* e8 `. u$ a4 ~% @
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。
/ C  ~0 r8 ]# e9 `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。3 [! d& x% L* n7 l4 }7 P" B
(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。
  o0 Z" N' M# T' |1、调谐电路选择信号必须具有两个条件:
/ j) q4 j; N  M& A(1)谐振前、后输出能量不相同;(2)谐振时输出必须会增加。' c& z% e% Y5 N8 k1 F: I+ O) c
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。1 c: f. ~, K  h3 h# j$ k; c# N% B/ f( o0 z
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。% [& m1 C2 |. S1 U. b$ s: d
(未完)
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 楼主| 发表于 2013-7-4 09:22:23 | 显示全部楼层
接上文章:& {  O+ ~: ?& t2 a
三、谐振无功补偿节电计算方法) T  h3 n: h# a9 c# ]0 P0 J8 k( a
5 R, K  [! f7 N' s5 Z7 u6 n% F
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。3 \7 q! N* b' Y  x' A# g
(一)谐振无功补偿节电的规律:0 `6 w& [4 Q3 i- I3 P" i# b$ s
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:
! y' q; c7 w; T3 _. j1、 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。: D0 a  L) Z9 a7 y) ?
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。
4 z) f. d7 Z* I# P5 a0 ~) y$ I2、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。0 }. d. @6 k; i/ ?7 y
3、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。
) E$ ]0 u' u% {2 w- ~IL=  ;
+ a. z( A; z+ n3 j+ J' }6 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。
, I) o; J% I5 t  ^8 u/ I(1)视在功率S2=I2U;(2)有功功率P2= S2COS¢;0 m6 F  }" [6 T4 x9 o1 g8 R
(二)谐振无功补偿节电例题:
: a: U& x2 @" i# N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”:; Z- G0 i% @& C
     1、实际节电的效果:
2 K% \* N1 w7 l* ~+ S+ h(1)节电前:负载做功功率28.8 KW,有功功率因数0.31;  i, E4 O  ~* a- _3 m2 k
(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);
! J8 u6 _+ D. A( @( y/ H) f    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%。           
- f! t+ \/ t  B. R2、利用谐振现象新公式计算:8 Y/ \, G4 V- T! L3 Z4 ~6 w4 B$ h
(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,
* b% G7 k  C' X. _) }5 ~) ^⑥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
4 B& Z, ^5 W9 ?9 s, Z! P. x(2)节电后:①总阻抗380÷75.8=5.01欧姆,②纯电阻阻0.48不变,+ Q2 w" W! r3 V( S7 K" D
③感抗 =4.98,④Q2=4.98÷0.48=10.4,: F8 H* }& ~( D. K1 u
⑤负载中的电流值: =792安,⑥视在功率792×380=300960伏安,0 a/ d# j# _. ^1 t( ]8 D# Y8 v1 R6 [
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/ f2 r4 T( d; J
    (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。7 z/ F, @" Y0 \2 m7 V( P$ ^( i
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。, i( U# R; m5 @! \5 B- @) Q' e
③ 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。) }; u3 m! p+ k. N! k; a6 S: w: Q

- z7 {4 f- o8 f- l! H# X 四、宣传推广谐振无功补偿节电的意义       
& v2 A% d) n+ t- `# D- T7 L- @
0 |; P: w  q; L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!
2 j6 R# {- S$ P(一)宣传谐振无功补偿节电法的经济意义:' i& M! Y9 y! k3 j* a: ^
1、当代推广无功补偿节电的阻力是什么?! d$ X  A9 U' B3 E1 `, E* C
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..
7 R+ t6 x2 S3 G* u0 k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!
* [+ W+ S, c  Q* ^& B2、推动无功补偿的动力是什么?" {& n% ~& E( v1 r! }8 z4 }6 t
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!  Q! d% K6 p7 d6 h; m" e
3、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。
, D! [; z2 b3 S; Q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。
% \7 n1 M" d) r" @) y* U# p& M* `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。5 e/ ^3 e: u0 P; f$ g0 Q
(二)宣传谐振振无功补偿节电法与实现美丽中国梦的关系  e* x  ]8 c! I, x* m
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。
) M8 g7 E+ `2 p8 c(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。
4 w% l; P" I+ t( u! j/ C5 N0 t3 G2、运输行业中的汽车,对城市染环最严重。+ N3 A  P$ X6 H- W- @" _' [
3、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。" ^: a( [. R9 i
(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。7 I8 T% |' G* g2 H
4、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。3 Z) i( k& L; Y* n
(1)电动车存在两大缺点:成本高、行程短影响电动车的发展;( W5 V7 q. V3 R* h* d
(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。' [+ J* T: i* @. n& Y2 y9 l
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。, j, j* S; i/ z4 K2 w0 a" V6 q
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。& p% O2 M6 c- w: M! F% @
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!
& B9 ^: W+ n" Z( |' C, P
8 k; [* f* N  G# E8 [- V+ J* |
9 \( z" f2 H) |4 k9 T) J. u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,, ]1 U- `9 A. F7 u/ q0 j
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)。' F/ S4 Y5 Z- z, l2 q
电话:0419-5110872,手机:15041905545,邮箱:GCLZFC@163.COM# A0 B, ~: }+ t$ E1 I
2013年7月2日
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