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多元优化供电节电技术应用
发布时间:2016-05-16 17:07     来自:网上资料     浏览次数:1979 次
一、方案背景

为贯彻《中华人民共和国节约能源法》,落实《重大节能技术与装备产业化工程实施方案》(发改环资〔2014〕2423号),加快高效配电变压器开发和推广应用,全面提升配电变压器能效水平,促进配电变压器产业结构升级,工业和信息化部、质检总局和发展改革委决定组织实施全国配电变压器能效提升计划。

作为节能减排的重要措施,国际上很多国家都出台了配电变压器能效提升政策。我国也出台了多项政策,推动高效配电变压器应用和产业发展。

2012年,国务院发布了《节能减排“十二五”规划)),明确要求“十二五”期间降低电力变压器损耗,其中空载损耗降低10%〜13%,负载损耗降低17%〜19%。

2013年,质检总局和国家标准委共同发布了国家标准《三相配电变压器能效限定值及能效等级)) (GB 20052-2013 ),比2006版标准对配电变压器能效指标提出了更高要求。  

2015年8月工信部、质监局和发改委共同下发了《配电变压器能效提升计划(2015-2017年)的通知》。

充分利用财税政策引导市场需求

一是推动实施配电变压器能效领跑者制度,研究制定相关激励措施,加大高效配电变压器推广力度。结合《三相配电变压器能效限定值及能效等级》及其他相关标准,定期发布高效配电变压器产品和企业推荐目录,通过市场机制推动高效配电变压器使用。

二是推动高耗能行业差别性电价政策,提升用能单位节能内生动力,提高企业购买高效配电变压器的积极性。

三是鼓励各级地方政府制定实施差异化的高效配电变压器补贴政策,进一步带动高效配电变压器推广应用。

推动淘汰高耗能变压器

综合利用行政手段和市场机制,推动高耗能配电变压器逐步退出应用。

一是依据相关标准,将达不到能效限定值要求的高耗能配电变压器类型纳入《高耗能落后机电设备(产品)淘汰目录(第四批)》。

二是推动电网公司和工业企业开展在用配电变压器普查,对列入淘汰范围的高耗能配电变压器,制定淘汰计划并组织实施,并将其纳入万家企业节能低碳行动工作。

二、方案概述

某企业的供电系统,由2台16000kVA变压器组成。进线电压为35kV,出线电压为10kV。型号为SF7-16000/35,为国家强制淘汰产品。

主要用电设备为动力负荷。

目前遇到的问题

(1)变压器属于落后强制淘汰产品,变损过大;

(2)变压器受电容量大,基本电费过高,使用成本增大;

(3)由于变压器使用年限较长,接近使用寿命,可靠性降低。

希望对供用电系统进行多元优化,使得投资减小,电费降低,达到节能降耗的目的。

遵从电力供电系统的“四性”原则,即:安全性、可靠性、灵活性、经济性原则。改造是在原来供电容量的基础上进行的,还能做到多供少损,把供电容量降低。原有变压器的低压配电柜及连接母排一律保留,不做任何更换。供电方式不变。原有所带设备的连接方式及出线柜均不变。

1、对变电房供电系统其中1台变压器进行多元优化改造

新的供电系统,首先根据企业的设备特性、运行工况、用电特性以及用电设备拓扑距离等,量身定做,设计和制造一台有针对以上工况和特性的1台S11系列16000kVA节能变压器及节能配电装置,替换原来其中1台S7系列16000kVA普通变压器的供电系统。

2、对变电房供电系统第2台变压器进行多元优化改造

首先根据企业的设备特性、运行工况、用电特性以及用电设备拓扑距离等,量身定做,设计和制造一台有针对以上工况和特性的1台6300kVA节能变压器及节能配电装置,替换原来东边变电房16000kVA普通变压器的供电系统。

3、这2台节能变压器参数及特性相匹配,可以进行并联使用。并联后,不仅能满足所有用电设备的用电要求,而且系统运行平稳,节约减少线损。

这种供电方式,不仅符合供电要求,在不增容并停掉1台16000kVA的情况下,不仅能满足原来的用电设备及新上项目用电设备的用电要求,而且系统运行平稳,节约设备消耗的电能,实现了多供少损的目标。

改造节约电度电费

1、变压器所带的用电设备的电费,每月在1400万度电左右,约合1000万元。

节能变压器及节能装置,组成新的供电系统。改造后的供电系统能够节电5~10%,每月节省的消耗电费约为:      

1000×5~10%=50~100万元。

每年节省的消耗电费为:600~1000万元。

2、减少受电变压器的容量,变压器容量节省:

16000kVA-6300kVA=9700kVA。

每月节省基本电费为:

9700kVA×32元/kVA=31.04万元。

每年节省的基本电费为:372.48万元。

3、节能效果合计

年节电费用:改造节约电费+减少变压器容量费用=总节电费用。

年节电费用:600~1000万元+372.48万元= 972.48~1372.48万元。

三、多元优化供电节电技术特点

根据企业用电状况、运行工况和用电特性,以及计算出的最佳供电参数,设计并制作一台针对企业负载特性的专用节能高效变压器。该供电节电技术具有如下特点:

(1)该供电设备的参数与用电负载参数相匹配。这样供电系统既能够提高供电效率,减少损耗,又能够增加带负荷的能力,达到多供少损的效果。

(2)由于该供电设备的参数与用电负载参数相匹配,使得无功功率降低,提高了供电效率。

(3)该供电设备采用三相电流平衡技术,利用对称分量提取出不平衡电流的瞬时负序分量,通过极间阻抗补偿负序电流分量,促进三相电流平衡,解决了动力设备负序做功现象。

(4)在变压器绕组中合理加入电抗,高效消除谐波,避免动力设备额外发热,减小转矩脉动及设备上的机械应力,从而减少电能损耗。

(5)使用新技术新工艺,采用高标号有取向硅钢,设计制作的节能变压器,大大减少了磁阻,空载损耗大大降低,提高了变压器功率因数,同时也降低了负载损耗,过载能力大大提高,改善了电网的供电品质。

(6)由于利用新技术提高供电系统的品质和用电效率,系统运行更加平稳,对用电设备更加安全,并达到减少供电容量及用电量的目。

(7)在变压器中适当位置,加入磁屏蔽,达到抑制谐波损耗,减少漏磁的目的。从而使得设备更节能。

(8)变压器的次级为双绕组。对双绕组进行移相设计,这样可以大大拟制谐波。

由于谐波造成的变压器铁芯中的磁通量的减少和变压器绕组中导线的集肤效应加大,也就是最通常的铁损、铜损增加,必然造成变压器工作温度上升,形成恶性循环,降低效率。

由于移相大大拟制谐波,减少了变压器发热,提高供电效率。

(9)消除谐波对供电电缆的影响

由于用户系统中导线阻抗的频率特性,导线的电阻会随着频率的升高而增加,又由于导线中集肤效应的作用,谐波会使得用户自身供电系统中导线的附加损耗增加。尤其值得注意的是这类谐波还会使三相供电系统中的中性线的电流增大,导致中性线过载而引发故障。且大大浪费了电能,无谓的多交电费。谐波减小,线损就会减小。

(10)消除谐波谐波对电动机的影响

由于集肤效应、磁滞、涡流等现象将随着谐波次数增高而使得各类旋转电机的铁芯和绕组中产生的附加损耗增加。在一般的工业用户中,各类电动机负载往往要占整个负载的70% — 80%。由此可见,谐波对一般工业用户会带来很大的不必要的电能损耗。此外,谐波造成的电机转子的脉冲转矩也将使电机的转轴产生扭曲振动,使设备疲劳过度而损坏。谐波减小,使得电动机等动力负荷耗电量降低,寿命延长。

(11)所有企业的用电设备最后都可以等效成一个综合负载。综合负载代表了贵公司的设备特性、用电状况、运行工况和用电特性。综合负载耗电功率与供电参数会有一个对应的负荷曲线。针对综合负载曲线找出最佳的经济运行参数,并按最佳的经济运行参数进行调整。调整后全厂用电量理论上将降低约5~10%左右。

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