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1選擇更先進(jìn)更節(jié)能的配電變壓器
隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的不斷進(jìn)步,新材料新工藝的廣泛應(yīng)用,新的低損耗配電變壓器先后開發(fā)成功,盡管配電變壓器已是高效率的設(shè)備,但由于數(shù)量的巨大和空載耗電的固定性,變壓器效率即使有微小的改進(jìn)也能獲得相當(dāng)大的能源節(jié)約和減少溫室氣體的排放,因此其本身存在巨大的節(jié)能潛力.現(xiàn)在在我國應(yīng)用的較多的主要有油浸式變壓器,干式變壓器,箱式變壓器等。
1.1油浸式變壓器:國家從1999年起國家規(guī)定淘汰并停止生產(chǎn)S7系列油浸式配電變壓器,2001年在S9基礎(chǔ)上我國又開發(fā)出S11系列變壓器,使空載損耗進(jìn)一步降低。S11型變壓器適應(yīng)范圍廣,性能水平優(yōu)于S9,節(jié)約能源,與S9變壓器比,它的空載損耗平均降低百分之三十,空載電流平均下降百分之七十,而且噪音水平也下降了,減少了城市的噪音污染。
1.2干式變壓器:近年隨著高層及大中型建筑的增多,以前用量較少的干式變壓器因為它的結(jié)構(gòu)簡單,維護(hù)方便,安全性能好等優(yōu)點已得到很大發(fā)展。目前SC9型為國內(nèi)干式新型節(jié)能變壓器,損耗比老產(chǎn)品大大降低,比老SC8干式變壓器空載損耗平均降低百分之八十七,負(fù)載損耗平均降低百分之十,另外變壓器的噪音水平也明顯降低。
1.3箱式變壓器:箱式變壓器即為高低壓預(yù)制式變電站,由變壓器制造廠生產(chǎn)。因為占地面積較小而且就近設(shè)于負(fù)荷中心,可降低線損,也屬于節(jié)能變壓器,現(xiàn)在在民用住宅小區(qū)中應(yīng)用非常多。
綜上所述,目前適合國內(nèi)需求的節(jié)能產(chǎn)品是S9型及S11型配電變壓器,有防火要求的地方,可采用環(huán)氧樹脂澆注的干式變壓器,住宅小區(qū)多為箱式變壓器。而配電變壓器的節(jié)能原理主要體現(xiàn)在減少變壓器的有功功率損耗變壓器的有功功率損耗如下式表示:Pb=Po+Pkβ2其中:Pb——變壓器有功損耗(KW);Po——變壓器的空載損耗(KW);Pk——變壓器的有載損耗(KW));β——變壓器的負(fù)載率。Po部分為空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯的渦流損耗及漏磁損耗組成,是固定不變的部分,大小隨矽鋼片的性能及鐵芯制造工藝而定。所以,變壓器應(yīng)選用節(jié)能型的,如S9、及SC9等型油浸變壓器或干式變壓器,它們都是采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,以減少鐵芯的渦流損耗;45°全斜接縫結(jié)構(gòu),使接縫密合性好,以減少漏磁損耗。Pk是傳輸功率的損耗,即變壓器的線損,決定于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,即負(fù)載率β的平方成正比。因此,應(yīng)選用阻值較小的繞組,可采用銅芯變壓器。從Pkβ2用微分求它的極值,在β=50%處每千瓦的負(fù)載,變壓器的能耗最小。因此,在80年代中期設(shè)計的民用建筑,變壓器的負(fù)載率絕大部分在50%左右,在實際使用中有一半變壓器沒有投入運行,這種做法有的一直沿襲至今。但是,這僅是為了節(jié)能,而沒有考慮經(jīng)濟(jì)價值。舉下例可看出其不可取的程度。
SC3-2000KVA的變壓器,當(dāng)β=50%時相對于β=85%時可節(jié)能為P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商場最高用電小時計:每天12小時,365天全營業(yè),則總節(jié)約電能:W=7.56×12×365=33113KW·h。按營業(yè)性電價每度0.78元計,則每年節(jié)約:33113×0.78=25828元。按每千瓦的初裝費投資:2000KVA變壓器應(yīng)是大型民用建筑,必然雙電源進(jìn)線,則初裝費每KVA為2240元,每年節(jié)能省下的電費只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初裝費。還有988.5KVA的初裝費,加上由于加大變壓器容量而多付的變壓器價格,由于變壓器增加而使出線開關(guān)柜、母聯(lián)柜增加引起的設(shè)備購置費,安裝上述設(shè)備使土建面積增加而引起的土建費用,這是筆相當(dāng)可觀的投資,還沒有計及折舊維護(hù)等費用。由此可見,取變壓器負(fù)載率為50%是得不償失的。
事實上50%負(fù)載率僅減少了變壓器的線損,并沒有減少變壓器的鐵損,因此也不是最節(jié)能的措施。計及初裝費、變壓器、低壓柜、土建的投資及各項運行費用,又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)娜萘?,變壓器的?fù)載率應(yīng)在75%~85%為宜。這樣也可以做到物盡其用,因為變壓器絕緣的使用年限滿負(fù)荷計為20年,20年后可能有更好的變壓器問世,這樣就可以有機(jī)會更換新的設(shè)備,才能使該建筑總趨技術(shù)領(lǐng)先地位。為減小變壓器損耗,當(dāng)容量大而需要選用多臺變壓器時,在合理分配負(fù)荷的情況下,盡可能減少變壓器的臺數(shù),選用大容量的變壓器。例如需要裝機(jī)容量為2000KVA,可選2臺1000KVA,不選4臺500KVA。因為選用前者可節(jié)能:P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%計,同等條件,SC3變壓器)。
2減少線路上的能量損耗
在一個工程中,線路左右上下縱橫交錯,小工程線路全長不下萬米,大工程更是不計其數(shù),所以線路上的總有功損耗是相當(dāng)可觀的,減少線路上的能耗必須引起重視。由于線路上存在電阻,有電流流過時,就會產(chǎn)生有功功率損耗。其公式如下:P=3IΦ2R×10-3KW)式中:IΦ——相電流(A)R——線路電阻(Ω)。
線路上的電流是不能改變的,要減少線路損耗,只有減小線路電阻。線路電阻R=P×L/s,即線路電阻與電導(dǎo)P成正比,與線路截面S成反比,與線路長度L成正比,因此減少線路的損耗應(yīng)從以下幾方面入手。①應(yīng)選用電導(dǎo)率較小的材質(zhì)做導(dǎo)線。②減小導(dǎo)線長度。③增大導(dǎo)線截面。
3采用合適的無功補(bǔ)償裝置,提高功率因素
3.1目前,民用建筑設(shè)計中,絕大部分采用變壓器低壓側(cè)集中補(bǔ)償,這種做法僅減少了區(qū)域變電站至用戶處的高壓線路上的無功傳輸,提高了用戶處的功率因數(shù),可以不受或少受供電局局的罰款。而對用戶,無功仍由變壓器低壓母線經(jīng)傳輸線路輸送到各用戶點,低壓線路上的無功傳輸并沒有減少,那么無功補(bǔ)償也就達(dá)不到節(jié)能的目的。在民用建筑中應(yīng)改變電容器集中安裝的做法,對容量超過10KW的風(fēng)機(jī)、水泵、傳送帶等電動機(jī)端設(shè)置就地補(bǔ)償裝置,空調(diào)主機(jī)及冷凍泵等常在其附近設(shè)專用變配電所,可以集中補(bǔ)償,但若供電距離超過20m時也最好采用就地補(bǔ)償。這樣才能使線路上的無功傳輸減少,達(dá)到節(jié)能目的
3.2提高設(shè)備的自然功率因數(shù),以減少對超前無功的需求,可采用功率因數(shù)較高的同步電動機(jī);熒光燈可采用高次諧波系數(shù)低于15%的電子鎮(zhèn)流器;采用電感鎮(zhèn)流器的氣體放電燈,單燈安裝電容器等,都可使自然功率因數(shù)提高到0.85~0.95,這就可減少系統(tǒng)高、低壓線路傳輸?shù)某盁o功功率。由于感抗產(chǎn)生的是滯后的無功,可采用電容器補(bǔ)償,因為電容器產(chǎn)生的是超前的無功,兩者可以相互抵消,即Q=QL-QC,因此無功補(bǔ)償,可以提高功率因數(shù),因而也減小了無功的需求
減少自然無功、無功補(bǔ)償及補(bǔ)償裝置的安裝地點,就可以實現(xiàn)合理的選擇無功補(bǔ)償方式而達(dá)到節(jié)能的目的。
4照明節(jié)能
據(jù)統(tǒng)計,我國照明用電量已占總用量的10%~12%。按照我國提出的“中國綠色照明工程”,照明節(jié)電已成為節(jié)能的重要方面。2004年12月1日國家正式實施《建筑照明設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)》(GB50034-2004)該標(biāo)準(zhǔn)不僅有“照明節(jié)能”,同時整個標(biāo)準(zhǔn)都貫穿了綠色照明的宗旨和理念。該標(biāo)準(zhǔn)要求了設(shè)計著運用科學(xué)合理的設(shè)計方法,正確選用優(yōu)質(zhì)和高效的照明器材,以及合理的配電系統(tǒng),控制方式獲得更好的節(jié)能效果。
選擇優(yōu)質(zhì)的電光源科學(xué)的選用電光源是照明節(jié)電的首要工作:節(jié)能的電光源發(fā)光效率要高,使得每瓦電(W)發(fā)出更多光通量(Lm)。白熾燈泡發(fā)光效率一般為7~20Lm/W,其壽命一般為1000h,特殊的為2000h;單端的緊湊型熒光燈(俗稱節(jié)能燈)其光通量一般為50Lm/W,采用一只9W壽命3000~5000h的節(jié)能燈完全可以替代40W的白熾燈泡;雙端直管熒光燈T12型的光通量為55Lm/W,壽命為3000~5000h,而現(xiàn)在的T5型則達(dá)到90~110Lm/W,壽命可達(dá)8000~10000h.所以T12,T10甚至T8型的熒光燈都應(yīng)該淘汰,不但可以節(jié)約大約50%的電能,還會改善燈光的顯色性。除以上光源外,還有高強(qiáng)氣體放電燈,如高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、無極燈、發(fā)光二極管和半導(dǎo)體照明燈等,科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,電光源也層出不窮。
選擇節(jié)電的照明電器配件在各種氣體放電光源中均需要有電器配件:例如鎮(zhèn)流器,舊的T12熒光燈其電感鎮(zhèn)流器要消耗其20%的電能,40W燈,其鎮(zhèn)流器耗電約8W;而節(jié)能的電感鎮(zhèn)流器則耗電小于10%,更節(jié)能的電子鎮(zhèn)流器,則只耗電其2~3%,也是一筆不小的節(jié)電措施。
安裝照明系統(tǒng)節(jié)電器:目前國內(nèi)外都大力推廣照明節(jié)電器,在現(xiàn)在照明系統(tǒng)上加裝節(jié)電控制設(shè)備。國內(nèi)市場上的照明節(jié)能設(shè)備很多,其中照明控制節(jié)電裝置所占比例最大。
合理利用太陽能:太陽能作為最環(huán)保又節(jié)電的能源其利用前景是非??捎^的,目前有些住宅小區(qū)和公共建筑的庭院照明,景觀照明和樓梯間的公共照明已經(jīng)采用了這種技術(shù),在道路照明上也有應(yīng)用。它主要是根據(jù)光電效應(yīng)把太陽能直接變成電能供照明使用,目前常用的硅太陽能電池就屬于這類換能部件,它的換能效率可達(dá)百分之十三到百分之二十。
關(guān)鍵字:節(jié)能,電氣設(shè)計,節(jié)能措施
中圖分類號:TE08文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:
我國是個能源消費大國,能源相對短缺,然而能源浪費卻相應(yīng)嚴(yán)重。作為二次能源的電能供需矛盾近年來
越來越突出,能源的缺乏已嚴(yán)重制約著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。節(jié)能問題一直是我國發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的一項長遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針,那么節(jié)約電能就成為每位電氣設(shè)計人員必須認(rèn)真考慮的問題。下面就建筑電氣設(shè)計中的幾種節(jié)能措施談?wù)勔恍┛捶ā?/p>
1 供配電系統(tǒng)的節(jié)能設(shè)計
根據(jù)負(fù)荷容量,供電距離及分布,用電設(shè)備特點等因素合理設(shè)計供配電系統(tǒng),做到系統(tǒng)盡量簡單可靠,操作方便。變配電所應(yīng)盡量靠近負(fù)荷中心,以縮短配電半經(jīng)減少線路損耗。合理選擇變壓器的容量和臺數(shù),以適應(yīng)由于季節(jié)性造成的負(fù)荷變化時能夠靈活投切變壓器,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)運行減少由于輕載運行造成的不必要電能損耗。
2 變壓器的節(jié)能設(shè)計
減少變壓器的有功損耗。變壓器的有功損耗按下式計算:
ΔΡ=Ρo+β²Ρκ
式中 ΔΡ--變壓器的有功損耗(KW) Ρo-變壓器的空載損耗(KW)
Ρκ-變壓器的短路損耗(KW) β-變壓器的負(fù)載率
(1) Ρo作為變壓器的空載損耗又稱鐵損,它是由鐵芯渦流損耗及漏磁損耗組成,其值與鐵芯材料及制造工藝有關(guān),與負(fù)荷大小無關(guān),所以在選用變壓器時最好選擇節(jié)能型變壓器如S9,SL9,SC8等。它們采用優(yōu)質(zhì)冷軋取向矽鋼片,由于“取向”處理,使矽鋼片的磁疇方向接近一致,減少鐵芯渦流損耗,45度全斜度接縫結(jié)構(gòu)使接縫密合性好,減少了漏磁損耗。
(2) Ρκ是變壓器額定負(fù)載傳輸?shù)膿p耗又稱變壓器線損,它取決于變壓器繞組的電阻及流過繞組電流的大小,并與負(fù)荷率平方成正比。因此在選擇變壓器時應(yīng)選用阻值較小的繞組,如銅芯變壓器。β²Ρκ用微分求它極值時,是在β=50%時每千瓦的負(fù)荷,此時變壓器的能耗最小,但在β=50%負(fù)載率時僅減少變壓器的線損,并未減少變壓器的鐵損,因此也不是最節(jié)能的。綜合初裝費,變壓器、高低壓柜、土建投資及運行費用,又要使變壓器在使用期內(nèi)預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔浚儔浩髯罱?jīng)濟(jì)節(jié)能運行的負(fù)載率一般在75%--85%之間。
(3) 在選擇變壓器容量和臺數(shù)時,應(yīng)根據(jù)負(fù)荷情況,綜合考慮投資和年運行費用,對負(fù)荷合理分配,選取容量與電力負(fù)荷相適應(yīng)的變壓器,使其工作在高效低耗區(qū)內(nèi)。
3 減少線路損耗由于配電線路有電阻,有電流通過時就會產(chǎn)生功率損耗,其公式為:
ΔΡ=3I²R•10ˉ³
式中:ΔΡ--三相輸電線路的功率損耗(KW)I-線電流(A) R-線路相電阻(Ω)
其中“R”線路電阻在通過電流不變時,線路長度越長則電阻值越大。如果在一個工程中由于線路上下縱橫交錯,一般工程線路總的不下萬米,大工程更是不計其數(shù),造成電能損耗是相當(dāng)可觀的,所以減少線路能耗必須引起設(shè)計人員的足夠重視。在具體工程中,線路上電流一般是不變的,那么要減少線損,只能盡量減少線路電阻。而線路的電阻R=ρL/S,即與導(dǎo)線電阻率ρ、導(dǎo)線長度L成正比,與導(dǎo)線截面S成反比。要減少電阻值應(yīng)從以下幾個方面考慮:
(1) 盡量選用電阻率ρ較小的導(dǎo)線,如銅芯導(dǎo)線較佳,鋁線次之。
(2) 盡可能減少導(dǎo)線長度,在設(shè)計中線路應(yīng)盡量走直線少走彎路,另外在低壓配電中盡可能不走或少走回頭路。變電所應(yīng)盡可能地靠近負(fù)荷中心,以減少供電半徑。
(3) 增大導(dǎo)線截面積,對于較長的線路,在滿足載流量,熱穩(wěn)定,保護(hù)配合及電壓降要求的前提下,在選定線截面時加大一級線截面。這樣增加的線路費用,由于節(jié)約能耗而減少了年運行費用,綜合考慮節(jié)能經(jīng)濟(jì)時還是合算的。
4 提高供配電系統(tǒng)的功率因數(shù)
功率因數(shù)提高了可以減少線路無功功率的損耗,從而達(dá)到節(jié)能目的。前面提到的輸電線路損耗ΔP中包含了線路傳輸有功功率時而引起的線損和線路傳輸無功功率時引起的線損。傳輸有功功率是為了滿足建筑物功能所必須的,是不變的。而在供配電系統(tǒng)中的某些用電設(shè)備如電動機(jī)、變壓器、燈具的鎮(zhèn)流器以及很多家用電器等都具有電感性,會產(chǎn)生滯后的無功電流,它要從系統(tǒng)中經(jīng)過高低壓線路傳輸?shù)接秒娫O(shè)備末端,無形中又增加了線路的功率損耗。然而這部分損耗是可以避免的,具體方法有:
(1) 減少用電設(shè)備無功損耗,提高用電設(shè)備的功率因數(shù)。在設(shè)計中盡可能采用功率因數(shù)高的用電設(shè)備如同步電動機(jī)等,電感性用電設(shè)備可選用有補(bǔ)償電容器的用電設(shè)備(如配有電容補(bǔ)償?shù)臒晒鉄?等。
(2) 用靜電電容器進(jìn)行無功補(bǔ)償,電容器可產(chǎn)生超前無功電流抵消用電設(shè)備的滯后無功電流從而達(dá)到提高功率因數(shù)同時又減少整體無功電流。在具體工程設(shè)計中有采用分散就地補(bǔ)償和高低壓柜集中補(bǔ)償?shù)确绞剑筛鶕?jù)具體情況具體分析。
5 電動機(jī)節(jié)能設(shè)計
減少電動機(jī)能損耗的主要途徑是提高電動機(jī)的工作效率和功率因數(shù)。在工程設(shè)計中應(yīng)選用高效率的電動機(jī),但是在具體工程中電動機(jī)通常都是水暖及建筑等專業(yè)設(shè)備所配套的,由設(shè)備制造商統(tǒng)一供應(yīng)的,所以節(jié)能措施只能貫徹在運行過程中。除了就地電容器補(bǔ)償以減少線路損耗外主要是減少電動機(jī)輕載和空載運行,因為在輕載運行下電動機(jī)效率是極低的,切實可行的辦法是采用變頻調(diào)速控制電動機(jī)使其在負(fù)載率變化時自動調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速使得與負(fù)載變化相適應(yīng)以提高電動機(jī)輕載時的效率從而達(dá)到節(jié)約電能的目的 6 照明的節(jié)能設(shè)計
照明節(jié)能設(shè)計就是在保證不降低作業(yè)面視覺要求、不降低照明質(zhì)量的前提下,力求減少照明系統(tǒng)中光能的損失,從而最大限度的利用光能,通常的節(jié)能措施有以下幾種:
(1) 充分利用自然光,這是照明節(jié)能的重要途徑之一,在設(shè)計中電氣設(shè)計人員應(yīng)多與建筑專業(yè)配合,做到充分合理地利用自然光使之與室內(nèi)人工照明有機(jī)地結(jié)合,從而大大節(jié)約了人工照明電能。
(2) 照明設(shè)計規(guī)范規(guī)定了各種場所的照度標(biāo)準(zhǔn)、視覺要求、照明功率密度等等。照度標(biāo)準(zhǔn)是不可隨意降低的,也不宜隨便提高,要有效地控制單位面積燈具安裝功率,在滿足照明質(zhì)量的前提下,一般房間(場所)應(yīng)優(yōu)先采用高效發(fā)光的熒光燈(如T5、T8管)及緊湊型熒光燈,高大車間、廠房及體育館場的室外照明等一般照明宜采用高壓鈉燈、金屬鹵化物燈等高效氣體放電光源。
(3) 推廣使用低能耗性能優(yōu)的光源用電附件,如電子鎮(zhèn)流器、節(jié)能型電感鎮(zhèn)流器、電子觸發(fā)器以及電子變壓器等,公共建筑場所內(nèi)的熒光燈宜選用帶有無功補(bǔ)償?shù)臒艟?,緊湊型熒光燈優(yōu)先選用電子鎮(zhèn)流器,氣體放電燈宜采用電子觸發(fā)器。
(4) 改進(jìn)燈具控制方式,采用各種節(jié)能型開關(guān)或裝置也是一種行之有效的節(jié)電方法。根據(jù)照明使用特點可采取分區(qū)控制燈光或適當(dāng)增加照明開關(guān)點。臥房、病房、客房等床頭燈可采用調(diào)光開關(guān),高級客房采用節(jié)電鑰匙開關(guān),公共場所及室外照明可采用程序控制或光電、聲控開關(guān),走道、樓梯等人員短暫停留的公共場所可采用節(jié)能自熄開關(guān)。
論文摘要:本文介紹了線損理論計算的原理,對農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行了全面的線損理論計算在分析計算結(jié)果的基礎(chǔ)上,有針對性地擬定了降損方案。根據(jù)擬定的降損方案對電網(wǎng)的各類參數(shù)進(jìn)行了修改,重新進(jìn)行了線損理論計算。通過對兩次線損理論計算結(jié)果的比較,驗證了降損方案的可行性和 經(jīng)濟(jì) 性。和傳統(tǒng)的線損分析相比,本文方法具有更為科學(xué)、精確、針對性強(qiáng)的特點,為農(nóng)村電網(wǎng)進(jìn)行降損改造和電網(wǎng)規(guī)劃提供了很好的參考依據(jù)。
ABSTRACT:This paper introduces the theories about theoretical calculation of the line losses, discusses calculation of the line losses for school district poe of reducing losses for nee of reducing losses, through modifying respective parameters of this poparison of the ty of the scheme is validated. Compared e in this paper has of many advantages, such as mathematical soundness exactness pertinence and so on, can provide good reference for reducing line losses and the planning of power network.
KEY WORDS: school district power network ;line losses; theoretical calculation and analysis.
第一章 概論
1.1 電能損耗 管理 的目的和意義
電力 網(wǎng)的電能損耗(俗稱線損),是電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)在電能傳輸和 營銷 過程中從發(fā)電廠出線起至用戶電能表止所產(chǎn)生的電能損耗。而電能損耗率是衡量電力在傳輸過程中損耗高低的指標(biāo),它反映和體現(xiàn)了電力系統(tǒng)的規(guī)則、設(shè)計、運行和經(jīng)營管理的水平,是電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)的一項重要經(jīng)濟(jì)、技術(shù)指標(biāo)。降低電能損耗是貫徹“生產(chǎn)與節(jié)約并重”能源政策的一個組成部分,應(yīng)加強(qiáng)管理。而前些年電網(wǎng)的發(fā)展卻滯后于國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,特別是作為電網(wǎng)不可分割的組成部分—農(nóng)村電網(wǎng),更是到了非改造不可的時候,它直接制約了農(nóng)村經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。由于農(nóng)村電網(wǎng)負(fù)荷分散、接線雜亂、規(guī)格不一、管理薄弱等原因,造成農(nóng)村電網(wǎng)電能損耗偏高的現(xiàn)象。究其原因,主要是網(wǎng)絡(luò)布局不合理,供電路徑過長,導(dǎo)線截面過小,功率因數(shù)低,設(shè)備利用率低,計量設(shè)備不全,導(dǎo)致管理不善,加之農(nóng)電 管理體制 不順,多家管電,導(dǎo)致農(nóng)村電價遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于城市電價的情況,增加了農(nóng)民的負(fù)擔(dān)。
為此,國家投入巨資,提出了改革農(nóng)村用電管理體制、改造城鄉(xiāng)電網(wǎng)、實施城鄉(xiāng)同價等措施,以提高電網(wǎng)送電能力,降低電能損耗,降低農(nóng)村電價,減輕農(nóng)民用電負(fù)擔(dān),開拓農(nóng)村電力 市場 ,繁榮農(nóng)村經(jīng)濟(jì)。經(jīng)過持續(xù)三年多時間的城鄉(xiāng)電網(wǎng)建設(shè)和改造,一個改善的電力網(wǎng)絡(luò)已呈現(xiàn)在人們面前,全方位的供用電管理工作正在緊張有序地進(jìn)行。為了達(dá)到電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)地運行,鞏固同網(wǎng)同價成果,加強(qiáng)線損管理,降低電能損耗,便是擺在電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)面前的一項長期艱巨的任務(wù)。
(1)降損就是效益。例如,某縣電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)年供電量5億kWh,原電能損耗率降到13%,通過電網(wǎng)改造,加強(qiáng)電能損耗管理,使電能損耗降到10%,一年可節(jié)約電能損耗電量1500萬kWh,按每千瓦·時電價0.56元計算,一年可節(jié)約資金840萬元。這個帳人人會算,但是怎樣去加強(qiáng)電能損耗管理,便是一個大家值得討論、研究的課題。要把電能損耗降到國家規(guī)定的范圍之內(nèi),尤其是農(nóng)村電網(wǎng)經(jīng)過全面的建設(shè)和改造,調(diào)整了網(wǎng)絡(luò)布局,新建和改造了各級電壓等級的一大批輸配電線路和變電所,將老式變壓器更換為節(jié)能型變壓器,增強(qiáng)了調(diào)度、 通信 功能和計量、測量手段,因此,開展一次全面的電能損耗組成狀況,找出薄弱環(huán)節(jié),從而明確主攻方向,狠抓措施落實,為制定降損措施和提高科學(xué)管理水平提供理論依據(jù)。
(2) 電能損耗理論計算。在計算方法上,力求取值方便,計算簡單,實用性強(qiáng),并能達(dá)到較高的準(zhǔn)確度。
1.2 電能損耗形成及組成
1.2.1 電能損耗形成
電能的輸送過程,如圖1-1所示。
圖1-1 電能輸送過程
電力的傳輸過程,要通過電力網(wǎng)中的導(dǎo)線和電壓器等輸、配電設(shè)備到用戶,由于導(dǎo)線和變壓器都具有電阻和電抗,因此電流在電網(wǎng)中流動時,將會產(chǎn)生有功和無功的電能損耗。
電力損耗的大小與流過導(dǎo)線電流的平方成正比。對同一部分無功功率。這些無功功率除靠發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)發(fā)出無功外,調(diào)相機(jī)、電力電容器也向電網(wǎng)輸送無功。
1.2.2 電能損耗組成
電能損耗(線損)是輸電網(wǎng)絡(luò)、配電網(wǎng)絡(luò)損耗電量的總稱,它包括技術(shù)電能損耗和管理電能損耗兩部分,主要計算公式如下
電能損耗電量=供電量(輸入電量)—售電量(輸出電量)
線損率(%)=線損電量/供電量×100%
線路損失電量,一般可分為可變損失、固定損失和不明損失三部分。
可變損失。隨線路、設(shè)備上通過的電流變化而變化,既與電流平方成正比,電流越大,損耗也越大。
固定損失。不隨負(fù)荷電流的變化而變化,只要設(shè)備上接上電源,就要消耗電能,它與電壓成正比。在實際運行中,一般電壓變化不大,為了計算方便,這個損失作為一個固定值。
不明損失。理論計算損失電量與實際損失電量的差值,它包括漏電及電損失電量在內(nèi)。
(一) 可變損失
1、 線路上產(chǎn)生的可變損失。
(1) 輸電線路上產(chǎn)生的負(fù)荷損失。
(2) 配電線路上產(chǎn)生的負(fù)荷損失。
(3) 低壓線路上產(chǎn)生的負(fù)荷損失。
(4) 接戶線路產(chǎn)生的負(fù)荷損失。
2、 變壓器上產(chǎn)生的可變損失
(1) 主變壓器的負(fù)荷損耗。
(2) 配電變壓器的負(fù)荷損耗。
在變壓器上產(chǎn)生負(fù)荷損耗的原因如下。
(1) 由負(fù)荷電流在變壓器繞組導(dǎo)線內(nèi)流動造成的電能損失。
(2) 由勵磁電流在變壓器繞組導(dǎo)線內(nèi)造成的電能損失。
(3) 雜散電流在變壓器繞組導(dǎo)線內(nèi)造成的電能損失。
(4) 由于泄漏電流對導(dǎo)體影響所引起的渦流損失。
3、 調(diào)相機(jī)的負(fù)荷損耗
由于調(diào)相機(jī)發(fā)出無功功率,因此原動機(jī)需要消耗一些有功功率。
(二) 固定損失
(1) 主變壓器的空載損耗。
(2) 配電變壓器的空載損耗。
(3) 電纜、電容器的介質(zhì)損耗。
(4) 調(diào)相機(jī)的空載損耗。
(5) 電能表電壓線圈的損耗。
(6) 35kV及以上線路的電暈損耗。
變壓器空載損耗,主要包括以下三方面。
(1) 鐵心的渦流損耗。
(2) 鐵心的磁帶損耗。
(3) 夾緊螺絲的雜散損耗。
(三) 不明損失
造成不明損失的原因是多方面的,供電企業(yè)必須加強(qiáng) 管理 ,密切各部門之間的聯(lián)系;加強(qiáng)電能計量監(jiān)督和營業(yè)工作中的抄核收制度、月末抄表制度,和用電檢查制度等。
產(chǎn)生不明損失的原因大致有以下幾方面。
(1) 儀用互感器配電套不合理,變比錯誤。
(2) 電能表接線錯誤或故障。
(3) 電流互感器二次阻抗超過允許值;電壓互感器二次壓降超過規(guī)定值引起的計量誤差。
(4) 在互感器二次回路上臨時工作,如退出電壓互感器,短接電流互感器二次側(cè)末作紀(jì)錄,未向用戶追補(bǔ)電量。
(5) 在營業(yè)工作中,因漏抄、漏計、錯算及倍率差錯等。
(6) 對供電區(qū)因饋電總表與用戶分表時間不對引起的誤差(抄表時間不固定并不會損失電量,只影響線損計算)。
(7) 用戶違章竊電。
1.3 影響電能損耗主要因數(shù)
作為一個供電企業(yè),電能損耗(線損)管理可以說是一個系統(tǒng)工程。它不僅涉及規(guī)劃、設(shè)計、運行與檢修的各個方面,還與線路、變電、用電等部門聯(lián)系密切,電能損耗率的大小與網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、傳統(tǒng)運行方式、負(fù)荷大小、工 農(nóng)業(yè) 用電比重、檢修質(zhì)量、用電管理、表記管理、抄標(biāo)周期、無功補(bǔ)償?shù)纫蛩赜嘘P(guān)。
一、運行方式
電網(wǎng)結(jié)構(gòu)不合理,近電遠(yuǎn)送;迂回供電;供電半徑超過規(guī)定,導(dǎo)線截面過細(xì);檢修質(zhì)量不高,裸導(dǎo)線觸碰樹枝,絕緣子破裂或有放電閃絡(luò)現(xiàn)象;負(fù)荷分配不合理。
二、設(shè)備因素
無功補(bǔ)償度低,造成功率因素低;主變壓器、配電變壓器容量配置過大,使變壓器空載損耗比率增加;電流互感器二次阻抗超過允許阻值,電壓互感器二次壓降超過規(guī)定值,引起計量誤差;電能表校前合格率、準(zhǔn)確率、輪換率達(dá)不到規(guī)定要求。
三、管理方法
沒有成立企業(yè)電能損耗管理組織、無電能損耗管理專職人員,制度不健全;未全面開展線損理論計算,降損措施不落實;沒有按月召開電能損耗分析會議對電能損耗進(jìn)行分析或分片、分線對電能損耗進(jìn)行承包等辦法。
四、 環(huán)境 因素
線路、設(shè)備檢修無計劃,用電檢查人員沒有經(jīng)常到用戶處檢查電氣設(shè)備、檢查電能計量裝置以及用戶違章用電等情況。
五、人員因素
抄表應(yīng)定人員、定時間、定線路,月末抄見電量比重越大,線損率越準(zhǔn)確。造成電能損耗率不穩(wěn)的原因,如農(nóng)業(yè)負(fù)荷隨天氣、隨季節(jié)影響變化大;每年二月是28天,而售電量為30天,造成電能損耗率虛降;用上月下半月電量和本月上半月電量之和代替本月電量的辦法,也是造成電能損耗率虛增、虛降的原因。
抄表差錯,主要指電能表底碼電量和倍率差錯、抄核收及大用戶電能表出現(xiàn)問題,也有可能運行方式改變、電流互感器變比更換,電能表更換后的漏登記,造成電量不準(zhǔn)等。
用逐條輸配電線路及逐座變電所計算電能損耗的辦法,可減少上述誤差。
終上所述,影響電能損耗的因素很多,但關(guān)鍵的一條是領(lǐng)導(dǎo)重視、措施得力。充分調(diào)動企業(yè)職工的降損積極性和主觀能動性,發(fā)揮職工的主人翁意識,上下一心,共同努力,通過各種降損手段,把線損率降低到最低限度。
六、建立小指標(biāo)制度
為了便于檢查和考核電能損耗 管理 工作,電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)應(yīng)建立小指標(biāo)內(nèi)部 統(tǒng)計 與考核制度,具體如下。
(1)關(guān)口電能表所在的母線電量不平衡率。
(2)10kV及一下電網(wǎng)綜合電能損耗率。
(3)變電所所用電指標(biāo)。
(4)變電所高峰、低谷負(fù)荷時的功率因數(shù)。
(5)月末日24時抄見售電量的比重。
(6)電壓合格率。
1.4 本文的主要工作
本文以 農(nóng)村 電網(wǎng)線損理論計算分析為研究課題,主要進(jìn)行如下工作:
1、介紹農(nóng)村電網(wǎng)線損的現(xiàn)狀和線損理論計算的原理。
3、從不同角度分析農(nóng)村線損理論計算結(jié)果。
4、根據(jù)對計算結(jié)果的分析,制定有針對性的降損措施。
5、按降損措施修改電網(wǎng)參數(shù)后再次進(jìn)行線損理論計算,對兩次線損理論計算的結(jié)果進(jìn)行比較,分析降損措施的效果,驗證其可行性和 經(jīng)濟(jì) 性。
第二章 線損理論計算的原理和和常用方法
2.1 線損的分類和構(gòu)成
整個電網(wǎng)的電能損耗計算建立在每一電網(wǎng)元件的電能損耗計算的基礎(chǔ)上,電網(wǎng)的電能損耗是電網(wǎng)同一時段內(nèi)個元件電能損耗總和。電能損耗按能否進(jìn)行理論計算可以分為兩類:第一類是可以計算的技術(shù)損耗,這類損耗可以通過理論計算求得其數(shù)值,所以也稱為理論線損,它主要包括電阻發(fā)熱損耗,還包括介質(zhì)磁化損耗和不明損耗,后者如線路絕緣不良引起的泄漏損耗、設(shè)備接地或短路故障的電能損耗。
2.2 理論線損的概念
1、理論線損電量
理論線損電量由下列損耗電量構(gòu)成:
= 1 * GB3 ①變壓器的損耗電能;
= 2 * GB3 ②架空及電纜線路的導(dǎo)線損耗電能;
= 3 * GB3 ③電容器、電抗器、調(diào)相機(jī)中的有功損耗電能、調(diào)相機(jī)輔機(jī)的損耗電能;
= 4 * GB3 ④電流互感器、電壓互感器、電能表、測量儀表、保護(hù)及遠(yuǎn)動裝置的損耗電能;
= 5 * GB3 ⑤電暈損耗電能;
= 6 * GB3 ⑥絕緣子的泄漏損耗電能(數(shù)量較小,可以估計或忽略不計);
= 7 * GB3 ⑦變電所的所用電能。
2、理論線損率
理論線損率是地區(qū)供電局對所屬輸、變、配電設(shè)備根據(jù)設(shè)備參數(shù)、負(fù)荷潮流、特性計算得出的線損率。
線損率(%)=線損電量/供電量×100%
式中:供電量=輸入電量+購入電量
2.3 線損理論計算所需的資料和參數(shù)
1、 線損理論計算時應(yīng)收集下列資料:
= 1 * GB3 ①變電所和電網(wǎng)的運行接線圖;
= 2 * GB3 ②變壓器、線路、調(diào)相機(jī)、電容器、電抗器等的參數(shù);
= 3 * GB3 ③ 電力 網(wǎng)中各元件的負(fù)荷、電壓等參數(shù)。
2、代表日的選取方法
各元件的負(fù)荷及運行電壓參數(shù)是從代表日實際測錄取得的,即每一個元件電網(wǎng)的潮流和電壓是已知的。代表日一般按下列原則選定:
= 1 * GB3 ①電網(wǎng)的運行方式、潮流分布正常,能代表計算期的正常情況;
= 2 * GB3 ②代表日的供電量接近計算期的平均日供電量;
= 3 * GB3 ③絕大部分用戶的用電情況正常;
代表日負(fù)荷紀(jì)錄應(yīng)完整,能夠足計算需要,應(yīng)有變電所、線路等24小時的供電、輸入、輸入的電流,有功功率和無功功率,電壓以及全天電量紀(jì)錄。根據(jù)代表日正點抄錄的負(fù)荷,可以為每小時內(nèi)負(fù)荷不變。
2.4 線損理論計算方法
1、線路等元件的電能損耗,應(yīng)按元件的日負(fù)荷情況,可使均方根電流法為基本方法;
代表日的損耗電能A可以用以下公式計算
A=3 ·R·T 10 (kW·h)
式中:R——元件的電阻,Ω;
T——運行時間,對于代表日T=24,h;
——均方根電流,A。
均方根電流 由24小時電流求得:
式中: ——各正點時通過元件的負(fù)荷電流,A。
當(dāng)負(fù)荷曲線以三相有功功率、無功功率表示時I可由下式計算:
式中: ——正點時通過元件的三相有功功率,kW;
——正點時通過元件的三相無功功率,kvar;
——與 、 同一測量端同一時間的線電壓值,kV。
2、雙繞組變壓器損耗電能的計算
(1)空載損耗電能
式中: ——鐵芯的損耗電能,kW·h;
——變壓器空載損耗功率,kW;
T——變壓器運行小時數(shù),h;
——變壓器的分接頭電壓,kV;
——平均電壓,kV。
用潮流方法計算時采取接地支路等值的方法。
(2)負(fù)載損耗電能
式中: ——負(fù)載損耗電能,kW·h;
——變壓器的短路損耗功率,kW;
——變壓器的額定電流,應(yīng)取與負(fù)荷電流同一電壓側(cè)的數(shù)值,A。
因I= ,所式可以改寫為
式中: ——變壓器代表日負(fù)荷(視在功率)的均方根值,KVA;
——變壓器額定容量,KVA。
(3)變壓器的損耗電能
2.5 10kV電網(wǎng)(配網(wǎng))線損理論計算的方法
2.5.1 配網(wǎng)線損計算方法
配電網(wǎng)絡(luò)的電能損耗,包括高壓配電線損耗、配電變壓器損耗、低壓配電線(包括接戶線)損耗和測量表計損耗等。其計算方法和輸電網(wǎng)絡(luò)一樣,但由于配電網(wǎng)絡(luò)點多面廣、線路長、導(dǎo)線型號不一,各臺配電變壓器及各條線段的負(fù)荷資料難以準(zhǔn)確掌握等特點,如采用輸電網(wǎng)絡(luò)的計算方法,不僅十分復(fù)雜,而且往往無法實現(xiàn),為此只能采取簡化近似的計算方法。
1、高壓配電線電能損耗的計算
高壓配電線電能損耗的計算采用逐點計算法。逐點計算法就是將配電線路全線按每個負(fù)荷點進(jìn)行分段,求出各段最大電流和全線等值電阻,最后根據(jù)均方根電流和等值電阻求出全線的電能損耗。
(1)根據(jù)高壓配電線路的導(dǎo)線型號,算出各段導(dǎo)線的電阻。
(2)確定代表日變電站出口處的電流值。
根據(jù)變電站的負(fù)荷記錄,查出代表日最大負(fù)荷電流 ,計算出均方根電流 、平均電流 、修正系數(shù) ;
式中: ——代表日供電量,k——相同相別,相同變壓器容量供電的低壓臺區(qū)數(shù);
N——低壓導(dǎo)線根數(shù);
——低壓線路首端的最大電流,A;
——相同相別,相同變壓器容量供電的各個低壓臺區(qū)的平均電阻值,Ω;
——相同相別,相同變壓器容量供電的各個低壓臺區(qū)的負(fù)荷分散因數(shù)的平均值;
——相同相別,相同變壓器容量供電的各個低壓臺區(qū)的損失因數(shù)平均值。
4、低壓接戶線電能損耗的計算
低壓接戶線涉及到千家萬戶,不但數(shù)量很多,而且導(dǎo)線型號、長度及負(fù)荷電流不相同,計算起來比較困難,但考慮到接戶線的損耗所占比重很?。ㄒ话悴怀^整個配電網(wǎng)絡(luò)的1%),可按每一百米低壓接戶線每月0.5 kW·h進(jìn)行 統(tǒng)計 。
5、電度表電能損耗的計算
3.2.2 變壓器電能損耗的計算
查表得,變壓器空載損耗功率 和負(fù)載損耗功率 P 為:
=2.1kw
P =1.5kw
變壓器額定電流
I = = =1806.4(A)
實測最大電流I 為2500(A)。
查得:照、動合一的三相變壓器損失系數(shù)為0.4,單項照明變壓器為0.2。
1. 變壓器有功電能損耗計算如下
(1)變壓器空載電能損失 A
A = t 10
式中: A ——變壓器空載電能損失 A (KWh)
——變壓器空載損耗功率(w);
t——變壓去運行時間(h)。
(2)變壓器負(fù)荷電能損失 A
A = K 10
= K10
= P ( 10
式中: A ——變壓器負(fù)荷電能損失(KWh);
——變壓器負(fù)荷時的功率損耗(w);
——三相變壓器損耗系數(shù),取0.4;
(3)變壓器的總電能損耗 A
A = A + A (KWh)
2.變壓器無功電損耗計算
(1)變壓器空載無功電損耗
= t
(2) 變壓器負(fù)荷無功電能損失
= ( K t
(3)變壓器的無功電能損耗
= +
式中:I ——變壓器空載電流酚數(shù);
U %——變壓器阻抗電壓酚數(shù);
S ——變壓器額定容量(KVA);
S——變壓器實際使用容量(KVA)。 S=
式中:cos ——功率因數(shù),取0.7;
則有:(1)求變壓器空載時的有功,無功電能損耗
= = =36(Kvarh)
(2) 求變壓器負(fù)荷時的的有功,無功電能損耗
A = ) t 10
=72.83(KWh)
=
其中, S= = =559(KVA);
代入公式得 = =80.496(kvarh)
(3)變壓器總的無功、有功損耗
= + =36+80.496=116.5(kvarh)
因此,變壓器年總的無功、有功損耗為:
第四章 提高電能質(zhì)量降低電能損耗
4.1 線路的無功補(bǔ)償
首先 電力 系統(tǒng)中無功平衡與電壓水平有著密切關(guān)系。如果發(fā)電機(jī)有足夠的無功備用,系統(tǒng)的無功電源比較充足,就能滿足較高電壓下的無功平衡的需要,系統(tǒng)就有較高的運行電壓水平。反之,無功不足,系統(tǒng)只能在較低的電壓水平下運行。在電力系統(tǒng)中應(yīng)力求做到在額定電壓下的系統(tǒng)無功平衡,并根據(jù)實現(xiàn)額定電壓下的無功平衡要求裝設(shè)必要的無功補(bǔ)償設(shè)備。其次無功是影響電壓質(zhì)量的一個重要因素。電壓是電能質(zhì)量的主要指標(biāo)之一。保證電壓質(zhì)量,即保證端電壓的偏移和波動都在規(guī)定的范圍內(nèi),是電力網(wǎng)運行的主要任務(wù)之一。從電壓損耗的公式 U=(PR+QX)/U可見,在電網(wǎng)結(jié)構(gòu)(R,X)確定的情況下,電壓損耗與輸送的有功功率和無功功率都有關(guān)。而在輸送的有功功率一定的情況下,電壓損耗主要取決于輸送的無功功率。造成電壓波動的主要因素,一是用戶無功負(fù)荷的變化,二是電力網(wǎng)內(nèi)無功潮流的變化。如果電力網(wǎng)中沒有足夠的無功補(bǔ)償設(shè)備和調(diào)壓裝置,就會產(chǎn)生大的電壓波動和偏移,甚至出現(xiàn)不允許的低電壓或高電壓運行狀態(tài)。保證電力網(wǎng)的電壓質(zhì)量,與無功的平衡之間存在著不可分割的關(guān)系。而且,無功是影響線路損耗的一個重要因素。
電壓質(zhì)量對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行,降低線路損耗和保證工 農(nóng)業(yè) 的安全生產(chǎn)都有著重要意義。因為,如果大量的無功不能就地供應(yīng),而靠長途輸送,流經(jīng)各級輸變電設(shè)備的話,就會產(chǎn)生較大的電能損耗和電壓降落。若無適當(dāng)?shù)恼{(diào)壓手段,便會造成電網(wǎng)低電壓運行。相反,當(dāng)電力網(wǎng)有足夠的無功電源,用戶所需的無功又大大減少時,輸送中的無功損耗也相應(yīng)減少,用戶端電壓便會顯著上升,甚至出現(xiàn)電網(wǎng)高電壓運行。如果無功過補(bǔ)償,過剩的無功反向流向電網(wǎng)也會造成電能損失。
4.2 配電網(wǎng)的主要無功負(fù)荷
輸電線路與變壓器對對供電性能的影響有一定的特殊性。所以在下面首先對系統(tǒng)的負(fù)荷特性進(jìn)行深入的分析。變壓器是個大感性負(fù)載,有功功率損耗一般可以忽略不計,容量越大其無功功率的消耗就越大,無功功率本身并不損耗能量,它僅完成電磁能量的相互轉(zhuǎn)換,但是在電網(wǎng)傳輸過程中會造成相應(yīng)的有功損耗,其產(chǎn)生的電壓降也影響電網(wǎng)質(zhì)量,對用戶來說無功電量的增加,會提高用電 成本 [30]。變壓器的無功功率損耗包括勵磁無功損耗和漏抗無功損耗兩部分,勵磁無功損耗與運行電壓平方成正比,但過電壓運行會大幅度增加,過壓百分之五勵磁無功損耗增加一倍,過壓百分之十勵磁無功損耗增加倍數(shù)難以想象,增加電網(wǎng)對無功補(bǔ)償?shù)男枨?。額定電壓下勵磁功率為變壓器額定功率的百分之二。對容量小,空載電流大,負(fù)荷率低,運行電壓偏高的 農(nóng)村 電力 網(wǎng),變壓器的勵磁功率在電力網(wǎng)無功負(fù)荷中所占比重很大,該無功負(fù)荷可認(rèn)為基本不變,且運行時間最長,對其補(bǔ)償?shù)?經(jīng)濟(jì) 性最好,所以無功補(bǔ)償?shù)氖滓蝿?wù)就是補(bǔ)償變壓器的勵磁功率。變壓器視在功率不變時,漏抗中損耗的無功功率與運行電壓平方成反比。
第五章 理論線損降損措施分析
5.1 電力變壓器節(jié)能
(1)變壓器降耗改造。變壓器數(shù)量多、容量大,總損耗不容忽視。因此降低變壓器損耗是勢在必行的節(jié)能措施。若采用非晶合金鐵芯變壓器,具有低噪音、低損耗等特點,其空載損耗僅為常規(guī)產(chǎn)品的五分之一,且全密封免維護(hù),運行費用極低。S11系統(tǒng)是目前推廣應(yīng)用的低損耗變壓器,空載損耗較S9系列低75%左右,其負(fù)載損耗與S9系列變壓器相等。因此,應(yīng)在輸配電項目建設(shè)環(huán)節(jié)中推廣使用低損耗變壓器。
(2)變壓器經(jīng)濟(jì)運行。變壓器經(jīng)濟(jì)運行指在傳輸電量相同的條件下,通過擇優(yōu)選取最佳運行方式和調(diào)整負(fù)載,使變壓器電能損失最低。變壓器經(jīng)濟(jì)運行無需 投資 ,只要加強(qiáng)供、用電科學(xué) 管理 ,即可達(dá)到節(jié)電和提高功率因數(shù)的目的。每臺變壓器都存在有功功率的空載損失和短路損失,無功功率的空載消耗和額定負(fù)載消耗。變壓器的容量、電壓等級、鐵芯材質(zhì)不同,故上述參數(shù)各不相同。因此變壓器經(jīng)濟(jì)運行就是選擇參數(shù)好的變壓器和最佳組合參數(shù)的變壓器運行。選擇變壓器的參數(shù)和優(yōu)化變壓器運行方式可以從分析變壓器有功功率損失和損失率的負(fù)載特性入手。
5.2 電網(wǎng)無功配置優(yōu)化
大量無功電流在電網(wǎng)中會導(dǎo)致線路損耗增大,變壓器利用率降低,用戶電壓跌落。無功補(bǔ)償是利用技術(shù)措施降低線損的重要措施之一,在有功功率合理分配的同時,做到無功功率的合理分布。
無功優(yōu)化的目的是通過調(diào)整無功潮流的分布降低網(wǎng)絡(luò)的有功功率損耗,并保持最好的電壓水平。無功優(yōu)化補(bǔ)償一般有變電所無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償、配電線路最優(yōu)補(bǔ)償以及配電變壓器低壓側(cè)最優(yōu)補(bǔ)償。由電能損耗公式可知,當(dāng)線路或變壓器輸送的有功功率和電壓不變時,線損與功率因數(shù)的平方成反比。功率因數(shù)越低電網(wǎng)所需無功就越多,線損就越大。因此,在受電端安裝無功補(bǔ)償裝置,可減少負(fù)荷的無功功率損耗,提高功率因數(shù),提高電氣設(shè)備的有功出力。隨著電力 電子 技術(shù)的發(fā)展,應(yīng)積極開展有源濾波裝置(Active Po)的試點應(yīng)用。
開展電力需求側(cè)管理能帶來直接經(jīng)濟(jì)效益和良好的 社會 效益,有效的技術(shù)手段是實施需求側(cè)管理的基礎(chǔ),研究掌握好能效技術(shù)、負(fù)荷管理技術(shù),采用先進(jìn)技術(shù)來提高終端用電效率,對實現(xiàn)電力需求側(cè)管理的目標(biāo)起到保障作用。
改變用戶用電方式。主要指負(fù)荷整形管理技術(shù),包括削峰、填谷和移峰填谷3種。根據(jù)電力系統(tǒng)的負(fù)荷特性,以某種方式將用戶的電力需求從電網(wǎng)的高峰負(fù)荷期削減、轉(zhuǎn)移或增加電網(wǎng)負(fù)荷低谷期的用電,以達(dá)到改變電力需求在時序上的分布,減少日或季節(jié)性的電網(wǎng)峰荷,提高系統(tǒng)運行的可靠性和經(jīng)濟(jì)性,還能減少新增裝機(jī)容量、節(jié)省電力建設(shè)投資,降低預(yù)期的供電成本。主要在終端用戶中采用蓄冷蓄熱技術(shù)、能源替代運行技術(shù)和改變作業(yè)程序、調(diào)整輪休制度。
提高終端用電效率。主要有選用高效用電設(shè)備、實行節(jié)電運行、采用能源替代、實現(xiàn)余能余熱回收和應(yīng)用高效節(jié)電 材料 、作業(yè)合理調(diào)度、改變消費行為等。
推廣高效節(jié)能電冰箱、空調(diào)器、 電視 機(jī)、洗衣機(jī)、電腦等家用及辦公電器,降低待機(jī)能耗,實施能效標(biāo)準(zhǔn)和標(biāo)識,規(guī)范節(jié)能產(chǎn)品 市場 。引導(dǎo)企業(yè)采用無功補(bǔ)償、智能控制技術(shù)、變頻調(diào)速和高效變壓器、電動機(jī)等節(jié)電控制技術(shù)和產(chǎn)品,有利于電網(wǎng)削峰填谷、優(yōu)化電網(wǎng)運行方式、改善用能結(jié)構(gòu)、降低 環(huán)境 污染,提高終端電能利用率。
5.3 電氣設(shè)備節(jié)能
(1)電氣布置及接線優(yōu)化。從電氣設(shè)備布置而言,盡量將需要散熱的設(shè)備放在通風(fēng)良好的場所,以最大限度地減少 機(jī)械 通風(fēng),降低 建筑 物內(nèi)的能耗;將變壓器室等產(chǎn)生大量熱量的設(shè)備房間與需要配置空調(diào)的設(shè)備房間的隔墻采取隔熱措施。
(2)選用環(huán)保節(jié)能型設(shè)備。a.變壓器是主要的耗能設(shè)備,降低變壓器的損耗是變電站節(jié)能的關(guān)鍵。b.盡量利用自然采光,特別是人員巡視、設(shè)備 運輸 的樓梯間和走廊應(yīng)盡可能采用自然采光;所有的照明光源全部采用發(fā)光二極管。c.選用配置有變頻器的風(fēng)機(jī)及空調(diào)設(shè)備,即采用智能化產(chǎn)品,可根據(jù)環(huán)境狀況自動啟動和自動關(guān)閉,即僅在設(shè)備運行或事故處理的時候才啟動,以達(dá)到節(jié)約用電的目的。
(1)利用自然采光。盡量利用自然采光,特別是人員巡視、設(shè)備運輸?shù)臉翘蓍g和走廊應(yīng)盡可能采用自然采光。
(2)選用高效、節(jié)能的電光源。光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。照明光源的選擇,除根據(jù)使用場所的需求外,還應(yīng)根據(jù)電光源的顯色指數(shù)、使用壽命、調(diào)光性能、點燃特性等綜合考慮。原則是根據(jù)不同需求情況積極選用新一代的節(jié)能光源,如用電子節(jié)能燈替換白熾燈,用高壓鈉燈、金鹵燈替換高壓汞燈。
(3)采用高效、光通維持率高的燈具。燈具是對光源發(fā)出的光進(jìn)行再分配的裝置。衡量燈具的節(jié)能指標(biāo)是光輸出比(LOR)(燈具效率)。選用優(yōu)質(zhì)高效、光通維持率高的燈具對照明節(jié)能具有重要的意義。
(4)采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略。采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略的節(jié)能潛力基于2個方面:a.通常晚間電網(wǎng)電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓,至使燈具超功率運行,不僅亮度超標(biāo),而且縮短了燈具壽命。b.由于23:00以后的照明需求(特別是路燈照明)急劇減小,可以適當(dāng)降低亮度水平(符合照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和要求的亮度),通過對路燈電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓調(diào)壓控制,可以節(jié)約更多的能源,同時延長燈具壽命。
5.4 照明節(jié)能
(1)利用自然采光。盡量利用自然采光,特別是人員巡視、設(shè)備運輸?shù)臉翘蓍g和走廊應(yīng)盡可能采用自然采光。
(2)選用高效、節(jié)能的電光源。光源的節(jié)能主要取決于它的發(fā)光效率。照明光源的選擇,除根據(jù)使用場所的需求外,還應(yīng)根據(jù)電光源的顯色指數(shù)、使用壽命、調(diào)光性能、點燃特性等綜合考慮。原則是根據(jù)不同需求情況積極選用新一代的節(jié)能光源,如用電子節(jié)能燈替換白熾燈,用高壓鈉燈、金鹵燈替換高壓汞燈。
(3)采用高效、光通維持率高的燈具。燈具是對光源發(fā)出的光進(jìn)行再分配的裝置。衡量燈具的節(jié)能指標(biāo)是光輸出比(LOR)(燈具效率)。選用優(yōu)質(zhì)高效、光通維持率高的燈具對照明節(jié)能具有重要的意義。
(4)采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略。采用先進(jìn)控制系統(tǒng)和策略的節(jié)能潛力基于2個方面:a.通常晚間電網(wǎng)電壓高于標(biāo)準(zhǔn)電壓,至使燈具超功率運行,不僅亮度超標(biāo),而且縮短了燈具壽命。b.由于23:00以后的照明需求(特別是路燈照明)急劇減小,可以適當(dāng)降低亮度水平(符合照明標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和要求的亮度),通過對路燈電路進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆€(wěn)壓調(diào)壓控制,可以節(jié)約更多的能源,同時延長燈具壽命。
第六章 結(jié)論
配電網(wǎng)線損的計算分析是一個繁雜的課題,本文以電力網(wǎng)電能損耗計算原理為依據(jù),詳細(xì)研究了校區(qū)地區(qū)配電網(wǎng)理論線損計算、線損分析和降損方案,得到如下結(jié)論:
1、針對洛陽理 工學(xué) 院東區(qū)配電網(wǎng)線損分析計算的現(xiàn)狀及其存在的問題,從線損計算所需數(shù)據(jù)的收集整理、線損計算的簡化算法以及降損措施等方面作了比較全面的分析,特別是在降損措施方面,提出技術(shù)降損是基礎(chǔ),管理降損是關(guān)鍵。在技術(shù)方面要加強(qiáng)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的合理性、要注重電網(wǎng)運行的經(jīng)濟(jì)性;在管理方面要加強(qiáng)抄核收、計量方面的基礎(chǔ)管理,確保企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。
2、根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、運行數(shù)據(jù)較多且不易收集的特點,以等值電阻法為模型開發(fā)了理論線損的計算程序,并利用該分析配電網(wǎng)理論線損進(jìn)行了計算與分析,實際算例表明該算法具有一定的有效性。
3、通過典型代表日負(fù)荷實測對全網(wǎng)線損情況進(jìn)行了分析和計算,確定出技術(shù)線損和管理線損所占的比例,為電網(wǎng)節(jié)能降損的制訂奠定了基礎(chǔ)。配電網(wǎng)通過典型線路和典型臺區(qū)的實測和計算分析,反映出配網(wǎng)線損存在的問題,用電結(jié)構(gòu)和一單位一表改造對配電線損的影響。
4、本文對洛陽理工學(xué)院東區(qū)配電網(wǎng)理論線損率進(jìn)行了深入的剖析,從理論上形成了較為科學(xué)的降損方案,由于通過計算獲得了確實的降損效果,各項措施的效果并不模糊,其可行性和經(jīng)濟(jì)性有了定量的分析。
5、與以前定性的線損分析不同,本文克服了以往線損分析簡單、模糊的弱點,提出了較為準(zhǔn)確、可行的降損方案,為電網(wǎng)發(fā)展和科學(xué)規(guī)劃提供了參考依據(jù)。
通過對洛陽理工學(xué)院東區(qū)配電網(wǎng)理論線損計算、線損分析和降損方案研究,建議:
1、在線損理論計算方面要結(jié)合地區(qū)的實際情況,選擇合適的、可行的計算方案,確保算法的有效性。
2、由于配電網(wǎng)具有網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜、運行數(shù)據(jù)較多的特點,在電力企業(yè)的配網(wǎng)運行中要加大自動化建設(shè)資金的投入,使運行數(shù)據(jù)的收集工作不再是配電網(wǎng)線損計算的瓶頸,也使配電網(wǎng)的線損理論計算和分析更加準(zhǔn)確、可靠。
3、在電力企業(yè)降損措施的制定中要充分考慮投入與效益的比較分析。
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關(guān)鍵詞:變電工程;工程設(shè)計;節(jié)能降耗
中圖分類號:TE08 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A
1變電站運行損耗的表現(xiàn)
變電站內(nèi)運行損耗主要包括主變壓器損耗和所用電損耗。主變壓器的損耗主要表現(xiàn)在空載損耗和負(fù)載損耗。選擇低損耗的主變壓器是降低變電站運行損耗的關(guān)鍵措施。在滿足將各電壓側(cè)短路電流水平限制在規(guī)定值的前提下,盡量不選用阻抗高的變壓器,盡可能地降低主變壓器的空載損耗(鐵損),適當(dāng)降低主變壓器的負(fù)載損耗(銅損)。
對于主變壓器的節(jié)能降耗措施,一方面是最大限度地降低自身損耗,另一方面,可以提高變壓器的效率以降低損耗,而改善功率因數(shù)是提高變壓器效率一個關(guān)鍵措施。功率因數(shù)的提高,相應(yīng)地可使線路電流減小,而變壓器的銅損是它一二次線圈電阻損耗的和,與負(fù)荷電流的平方成正比,所以提高功率因數(shù)可降低變壓器損耗,提高變壓器效率。因此,在變電站工程設(shè)計中,合理地設(shè)置無功補(bǔ)償裝置對變電站節(jié)能降耗起著重要作用。
2降低變電站運行損耗的措施
(1)在所用變壓器選擇方面,廣西電力工業(yè)勘察設(shè)計研究院嚴(yán)格按照變電站的實際用電負(fù)荷及所用變壓器的負(fù)荷進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)《220~500kV變電所所用電設(shè)計技術(shù)規(guī)程》(DL/T5155-2002)的規(guī)定,220kV變電站設(shè)2臺所用變壓器,在所用變壓器的選擇上,通過準(zhǔn)確計算所用電容量來選擇合理的變壓器容量,同時也盡可能地降低空載損耗(鐵損),適當(dāng)降低主變壓器的負(fù)載損耗(銅損)。目前的工程中多使用S11型的所用變壓器,比過去的S9型變壓器損耗更低,產(chǎn)生了較好的節(jié)能效果。該院也考慮在以后的工程中逐步使用技術(shù)更新、節(jié)能效果更好的變壓器作為所用變壓器。如,非晶合金鐵芯變壓器、立體三角形卷鐵芯變壓器等。所用變壓器的負(fù)載損耗會隨著三相負(fù)載不平衡度的增加而增大。在三相負(fù)載最大不平衡度時,變壓器負(fù)載的損耗達(dá)到三相平衡負(fù)載時3倍之多,因此在變電站工程設(shè)計的過程中,該院注意將所用電的各個回路的負(fù)荷準(zhǔn)確統(tǒng)計、合理分配,使所用電相間負(fù)荷的不平衡度降至最低,可以有效地降低所用變壓器的損耗。在變配電系統(tǒng)的低壓側(cè)采用集中補(bǔ)償?shù)姆绞侥芴岣呓ㄖ械墓β室驍?shù),且還能以變配電系統(tǒng)的無功功率作為計算補(bǔ)償功率因數(shù)的依據(jù)。建筑中負(fù)荷性質(zhì)產(chǎn)生變化,導(dǎo)致非線性負(fù)荷增多,從而造成一定量諧波出現(xiàn)。對于出現(xiàn)的諧波,應(yīng)根據(jù)對配電系統(tǒng)的影響及對某些敏感電子設(shè)備的影響來判定是否對其采取抑制措施。諧波次數(shù)和諧波分量較難精確計算,因此為了有效對諧波進(jìn)行抑制,在一些工程中會在運行初始階段對線路進(jìn)行測試,從而采取針對性的極為有效的抑制措施。若是有的回路出現(xiàn)過多的諧波,就應(yīng)在其負(fù)載末端設(shè)置諧波抑制裝置及功率因數(shù)補(bǔ)償裝置。還有一些工程中,單相負(fù)荷大且集中,這時設(shè)計人員應(yīng)采用單相功率因數(shù)補(bǔ)償及諧波抑制裝置。
(2)在變電站照明設(shè)計中,沿道路設(shè)置庭院路燈,保證正常巡視需要;在屋外配電裝置及主變壓器場地裝設(shè)獨立低柱萬向型投光燈;在需要檢修時,采用投光燈照明以保證檢修的照度。投光燈采用金屬鹵素?zé)?,具有發(fā)光效率高、省電顯著、照明范圍大的優(yōu)點。高壓配電室照明裝置擬采用壁裝投光燈方式,此燈與以往采用的普通壁燈相比,也具有發(fā)光效率高、省電的優(yōu)點。主控制室、通信機(jī)房等處照明燈具,采用節(jié)能效果好的嵌人式緊湊型熒光柵格燈。通過計算,在滿足全站照明要求的條件下最大限度地節(jié)約照明負(fù)荷。照明燈具及照明光源均選擇節(jié)能型的設(shè)備,
(3)變電站的建筑合理優(yōu)化設(shè)計也能產(chǎn)生節(jié)能降耗的良好效果。通過嚴(yán)格控制體形系數(shù),設(shè)計時對建筑造型、平面布局、采光通風(fēng)等進(jìn)行優(yōu)化。在總平面布置和建筑設(shè)計中還考慮利用冬季日照、夏季自然通風(fēng),避開冬季主導(dǎo)風(fēng)向,可以有效減少變電站的電熱和空調(diào)負(fù)荷;建筑物的平、立面盡量不出現(xiàn)過多的凹凸,控制好建筑高度,并對建筑物進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計,既節(jié)約“三材”又節(jié)省工程造價。在外坡及門窗設(shè)計時,圍護(hù)結(jié)構(gòu)均采用燕壓粉煤灰砂磚取代傳統(tǒng)貓土磚,節(jié)約土地資源;門窗設(shè)計要充分考慮門窗的朝向、面積和遮陽狀況,控制窗墻面積比,對需要采光好的房間合理設(shè)計采光效果好的窗戶以減少室內(nèi)照明,避免東西向開大窗,保證南北空氣對流。主控通信樓外墻窗采用遮陽性和氣密性良好的鋁合金窗,長時間使用空調(diào)的房間窗玻璃采用(6+9+6)厚中空玻璃,美觀、保溫.同時盡量采用能耗低的空調(diào)以降低所用電的能耗。在屋面設(shè)計時,采用倒置式屋面做法,屋面設(shè)置預(yù)制鋼筋混凝土板、擠塑型聚苯乙烯保溫隔熱板,并使用兩層三元乙丙防水卷材,既能減少屋面漏雨的幾率,方便施工,又能有效降低屋面引起建筑內(nèi)部溫度的波動,降低了能耗,并減少了維護(hù)的成本。
(4) 供電電纜線路不斷加長,導(dǎo)致電纜的阻抗也不斷加大。在配電設(shè)計規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)中對配電線路的電壓降做出了明確要求,且其應(yīng)將電力設(shè)備維持在±10%,照明系統(tǒng)維持在±5%。若是照明系統(tǒng)的壓降為 5%那么就會造成光源效率下降,降低流明數(shù)的輸出,從而導(dǎo)致照明效果下降。因而為了更好的確保照明效果,就非常有必要的進(jìn)行對配電線路線纜的截面積方面的分析,從而確保截面積的選擇合宜,最大限度減少線路的損耗。
(5)節(jié)能型鎮(zhèn)流器選用
現(xiàn)階段傳統(tǒng)型電感鎮(zhèn)流器仍被廣泛使用,其具有使用壽命長、價格低廉和可靠性高等優(yōu)點,同時也具有重量重、有噪聲、功率因數(shù)低、體積大和自身功率耗能大等缺點,且其不屬于節(jié)能型的鎮(zhèn)流器。而新型的電子鎮(zhèn)流器具有節(jié)能、功耗低、燈光效率高、燈光效率高、體積小、體積小、起動可靠、無噪聲、允許出現(xiàn)較大電壓偏差等優(yōu)點,
,但是其也存在缺點那就是價格相對較高。但是相較于傳統(tǒng)的電感鎮(zhèn)流器,電子鎮(zhèn)流器擁有廣闊的前景,值得大力推廣使用。
(6)采用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)
在建筑中采用建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng),能更好的確保節(jié)能效果,其主要內(nèi)容就是對建筑中照明設(shè)備和機(jī)電設(shè)備等通過利用直接數(shù)字控制技術(shù)進(jìn)行合理有效的監(jiān)控。為了保證建筑中機(jī)電設(shè)備的節(jié)能運行,應(yīng)建立優(yōu)秀的控制器及量身訂做的軟件系統(tǒng),這有著舉足輕重的作用。建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)是基于節(jié)能的基礎(chǔ)上而進(jìn)行設(shè)計的,因而在設(shè)計過程中,應(yīng)緊繞節(jié)能進(jìn)行相關(guān)工作,并注重該系統(tǒng)的節(jié)能功能。且系統(tǒng)通信協(xié)議問題在建筑設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用中具有至關(guān)重要的作用,因此,為了方便系統(tǒng)的集成和綜合管理,其通信協(xié)議應(yīng)是開放式的,這樣能讓建筑中各類子系統(tǒng)相互聯(lián)通,還能共享所有的息資源。
3結(jié)語
在變電站工程設(shè)計中,只要通過精心設(shè)計,采用新的節(jié)能技術(shù)及合理的降耗措施,就可以有效地降低變電站的運行損耗,達(dá)到節(jié)能效果,同時能夠降低電網(wǎng)運行的成本,產(chǎn)生良好經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。.
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【關(guān)鍵詞】火力發(fā)電廠;廠用電;節(jié)能降耗
改革開放以來,我國火力發(fā)電工程取得了快速的建設(shè)發(fā)展,到2011年全國火力發(fā)電總量已達(dá)3.8萬億kW?h,同比2010年增長13.88%火力發(fā)電廠中輔機(jī)設(shè)備系統(tǒng)非常多,同時受當(dāng)時建設(shè)技術(shù)水平和綜合建設(shè)資金等因素影響,其也是電能消耗,往往廠用電可達(dá)到電廠發(fā)電總量的9%以上。隨著能源供需矛盾日益突出,國家相繼出臺一系列關(guān)于加強(qiáng)節(jié)能降耗工作的政策措施,節(jié)能降耗工作在火電廠中已被提到前所未有的高度?;鹆Πl(fā)電廠作為以熱能為動力的清潔能源生產(chǎn)場所,其在電能生產(chǎn)各環(huán)節(jié)中存在大量電能資源損耗,其中也包括大量的無謂電能資源浪費,這在很大程度上影響到火電廠電能生產(chǎn)的社會經(jīng)濟(jì)效益,節(jié)能降耗是當(dāng)前火電廠技術(shù)升級改造研究的重點,具有非常大的實踐應(yīng)用研究意義。
1 廠用電率及節(jié)能概念
廠用電率就是火力發(fā)電廠的電站廠用電量與實際機(jī)組總發(fā)電量間的比值,其數(shù)值越小代表熱能資源轉(zhuǎn)換利用效率越高?;鹆Πl(fā)電廠中,由于存在電機(jī)、水泵、風(fēng)機(jī)等耗能大戶,加上當(dāng)時建設(shè)技術(shù)水平和綜合投資資金等因素的影響,電廠廠用電率普遍較高,能源浪費嚴(yán)重具有非常大的節(jié)能降耗潛力。目前,火電廠機(jī)電方面的節(jié)能降耗主要措施主要體現(xiàn)在降低廠用電率方面,以提高火力發(fā)電機(jī)組的綜合發(fā)電效率。從廠用電率的定義可知,降低火力發(fā)電廠廠用電率有兩種途徑,一是降低發(fā)電廠電能生產(chǎn)的廠用總電量;二是提高發(fā)電廠的綜合發(fā)電量,即在電網(wǎng)調(diào)度允許的條件下,讓機(jī)組盡量工作在滿負(fù)荷運行工況,以提高火力發(fā)電廠的綜合發(fā)電量,達(dá)到降低廠用電率的目的。從實際運行維護(hù)經(jīng)驗可知,方案二由于受到電網(wǎng)調(diào)度、煤炭供應(yīng)、煤中灰分、煤中水分、市場價格等因素的影響,實際應(yīng)用效果很難控制。因此,降低火力發(fā)電廠日常廠用電總量,以降低電廠單位電能生產(chǎn)成本,提高上網(wǎng)電能的綜合競爭力,就成為電廠機(jī)電系統(tǒng)節(jié)能降耗研究的重要內(nèi)容。
2 影響火電廠廠用電率的主要因素
2.1 電動機(jī)電能利用效率較低
電動機(jī)作為火力發(fā)電廠輔機(jī)系統(tǒng)的重要動力載體,如發(fā)電機(jī)、主變壓器的冷卻系統(tǒng)、中央空調(diào)系統(tǒng)、鼓風(fēng)機(jī)系統(tǒng)、中/低壓空氣壓縮機(jī)系統(tǒng)、節(jié)流水泵系統(tǒng)、電梯系統(tǒng)、煤炭拖運等,這些以電機(jī)拖動為主的動力系統(tǒng),構(gòu)成了整個火力發(fā)電廠最主要能耗系統(tǒng)。這些電機(jī)拖動設(shè)備系統(tǒng)的容量、工作效率、調(diào)節(jié)運行方式等對廠用電實際消耗總量有著非常大的影響,尤其是很多系統(tǒng)長期工作在額定運行工況中,不僅造成大量的電能資源浪費,同時還可能由于持續(xù)發(fā)熱降低電機(jī)絕緣性能縮短其綜合使用壽命。
2.2 照明系統(tǒng)能耗大
火電廠是一個結(jié)構(gòu)規(guī)模較大、分布站點較廣的復(fù)雜建筑,其全站廠房及存煤區(qū)室內(nèi)外照明用電設(shè)備也較多,在經(jīng)過多年的使用后,很多照明燈具設(shè)備存在老化、光衰嚴(yán)重等問題,不儀嚴(yán)重影響到整個照明系統(tǒng)的照明效果,同時老式手動靜態(tài)調(diào)控方式,使得大量大功率燈具長期處于不必要照明運行工況,導(dǎo)致電能資源被大量浪費。
2.3 電熱因素
火電廠由于其特殊的運行環(huán)境,必須采用電熱等措施為電氣設(shè)備驅(qū)潮和保溫。但由于電熱設(shè)備的運行大多憑借運行維護(hù)人員的主觀意愿進(jìn)行判斷,隨意性較大,電能資源浪費嚴(yán)重。
3 火電廠廠用電節(jié)能降耗的技術(shù)措施
3.1 提高機(jī)組利用率
火力發(fā)電廠其廠用電節(jié)電降耗,應(yīng)從加強(qiáng)設(shè)備運行管理、設(shè)備技術(shù)升級改造等多方面全面開展。電廠運行調(diào)度人員在平時實踐工作中,要詳細(xì)記錄各種運行工況數(shù)據(jù),并在實際運行調(diào)度過程中不斷積累經(jīng)驗知識,掌握發(fā)電機(jī)組的運行特性,盡量減少機(jī)組停機(jī)時間,提高機(jī)組利用效率,減少電網(wǎng)倒供電量。由于電氣設(shè)備在啟動過程中會消耗大量的電能資源,因此,應(yīng)在設(shè)備啟動前對整個機(jī)組機(jī)電設(shè)備進(jìn)行全面優(yōu)化,如:采用電泵對鍋爐進(jìn)行上水沖洗處理,待沖洗合格后再進(jìn)行點火操作,這樣通過合理進(jìn)行啟動前的優(yōu)化處理可以有效降低電廠廠用電量。
3.2 及時發(fā)現(xiàn)機(jī)電設(shè)備缺陷,提高設(shè)備運行可靠性
由于機(jī)電設(shè)備自身存在的缺陷,往往會造成廠用電浪費。如:當(dāng)供氣/供水管路存在漏氣/漏水時,可能造成機(jī)組輔機(jī)系統(tǒng)不能按照設(shè)計要求達(dá)到額定運行工況,進(jìn)而造成頻繁循環(huán)抽油、打氣等惡性循環(huán)發(fā)生,造成用電量急劇增加,引起廠用電率上升。針對火電廠機(jī)電設(shè)備在運行過程中可能存在的上述設(shè)備缺陷問題,在實際運行維護(hù)過程中一定要從設(shè)備缺陷源頭上進(jìn)行徹底解決,通過完善的修復(fù)和技術(shù)升級整改,加強(qiáng)對發(fā)電機(jī)組輔機(jī)設(shè)備系統(tǒng)的保養(yǎng)和維護(hù),這樣既可以確保發(fā)電機(jī)組安全穩(wěn)定的運行,同時又可以提高這些輔機(jī)系統(tǒng)的電能綜合利用效率,減少廠用電用電量,提高火電廠電能生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益。
3.3 利用新技術(shù)和新設(shè)備
采用變頻調(diào)速節(jié)能控制系統(tǒng),對火電廠中的水泵、風(fēng)機(jī)、電梯等系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能升級改造,確保電機(jī)拖動系統(tǒng)長期處于最優(yōu)運行工況,降低電能資源的無謂浪費,以降低廠用電用電量。為了確?;痣姀S內(nèi)所有機(jī)電設(shè)備的高效穩(wěn)定運行,節(jié)省廠用電及空調(diào)用水量,應(yīng)采用全廠微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)對所有設(shè)備進(jìn)行在線運行工況的動態(tài)監(jiān)控,及時發(fā)現(xiàn)設(shè)備系統(tǒng)中存在的安全隱患,便于運行維護(hù)人員制定科學(xué)合理的處理對策。另外,微機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)可以根據(jù)發(fā)電機(jī)組的投運臺數(shù),自動調(diào)整輔機(jī)系統(tǒng)、空調(diào)系統(tǒng)在最佳狀態(tài),節(jié)約廠用電用電量,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。
3.4 提高燃煤質(zhì)量
針對當(dāng)前火力發(fā)電廠用煤供應(yīng)緊張問題,電廠應(yīng)從著手尋找優(yōu)質(zhì)煤源等方面人手,結(jié)合技術(shù)、管理多方面措施提高燃煤的綜合質(zhì)量水平,以降低制粉單耗,減少單位電能生產(chǎn)成本。同時,應(yīng)加強(qiáng)對煤炭的質(zhì)檢和管理工作,并充分利用電廠流動資金結(jié)合電廠需求提高電廠的煤炭儲量,確保機(jī)組能夠滿發(fā),提高電廠運營經(jīng)濟(jì)效益。
3.5 采用節(jié)能型設(shè)備
火電廠照明系統(tǒng)節(jié)能升級改造過程中,推薦采用新型高效節(jié)能光源,并配置先進(jìn)的照明自動控制系統(tǒng),通過系統(tǒng)智能自動化的調(diào)控,合理調(diào)配資源,以達(dá)到節(jié)約照明用電,達(dá)到節(jié)能降耗的目的。同時在整個電廠節(jié)能改造過程中應(yīng)采用先進(jìn)的節(jié)能設(shè)備,如采用低能耗S11或S13節(jié)能變壓器、高效節(jié)能電動機(jī)、節(jié)能變頻空調(diào)等,采取這些節(jié)能先進(jìn)設(shè)備措施雖然其價格相對較高,當(dāng)其所獲得的節(jié)能效果也是相當(dāng)可觀的。
3.6 加強(qiáng)現(xiàn)場非生產(chǎn)用電管理
非生產(chǎn)用電主要包括生活區(qū)用電和進(jìn)場公路用電。要求火電廠向員工發(fā)出綠色節(jié)能倡議,積極開展如“節(jié)能降耗從我做起”等活動,從實際生活、生產(chǎn)中樹立較強(qiáng)的“節(jié)約用電,人人有責(zé)”的觀念意識,盡量選用節(jié)能燈具,并形成人離燈息等良好習(xí)慣,推動節(jié)能降耗工作在各環(huán)節(jié)中順利開展,有效提高火電廠在新電力市場環(huán)境中電能生產(chǎn)的綜合競爭實力。
4 結(jié)語
在新的電力市場環(huán)境中,火力發(fā)電企業(yè)必須在電能生產(chǎn)、運營等環(huán)節(jié)中充分節(jié)約有限電能能源,減少單位電能的綜合使用成本,充分利用有限能源,創(chuàng)造出最大經(jīng)濟(jì)效益,提高自身綜合實力才能維持火力發(fā)電企業(yè)長期可持續(xù)穩(wěn)健發(fā)展。尤其對于已建成的火電廠而言,在實際運行維護(hù)中要非常注重廠用電系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)管理措施的合理利用,在體現(xiàn)節(jié)水、節(jié)電的同時,有效提高電能生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)效益,確?;痣姀S安全可靠、節(jié)能經(jīng)濟(jì)的進(jìn)行電能生產(chǎn)發(fā)展。
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