配电系统节电器

2024-06-11

配电系统节电器（精选8篇）

配电系统节电器篇1

1、供配电线路的节电应用与技术

企业线损包括变压器损耗和线路损耗。我国规定:降低企业受电端至用电设备的线损, 线损率应达到下列指标:

1) 一次变压3.5%以下。

2) 二次变压5.5%以下。

3) 三次变压7%以下。

大型企业往往是二次变压, 少数为三次变压, 线损是很大的, 而且不仅是经济损失, 更重要的是线损过大, 会使用电设备的电压过低, 影响正常运行。

线损中的变压器损耗是线损的一部分, 采用节能型变压器, 并使变压器尽量经济运行是降低变压器损耗的主要办法。

线损中的另一部分是导线损耗, 导线损耗主要是电阻损耗, 即有功损耗。

供配电线路的节电主要是减少有功损耗和补偿无功损耗, 可采取提高功率因数;调整电网运行电压;按经济电流密度, 合理选择导线截面等措施。

1.1 提高功率因数的积极意义

提高功率因数有以下几方面的积极意义:

1) 减少线路功率损耗, 提高电网输电效率

2) 提高功率因数, 可减少电压损失

3) 增加电网的传输能力, 提高设备利用率

4) 减少设备容量在保证有功负载不变的条件下, 增加无功补偿时, 可以减少设备容量。

5) 减少企业电费开支

1.2 提高功率因数的具体方法

1.2.1 提高自然功率因数法合理选择供配电设备与用电设备的容量, 改善使用方式或状态,

减少所传输和取用的无功功率, 是提高功率因数的基本措施。它是不采取特种补偿装置, 而主要在设备与用电方面采取相关措施, 以提高功率因数的方法。具体措施有:

1) 恰当的选择电动机容量。一般异步电动机, 在额定负载时, 功率因数为0.85~0.89, 而空载时仅为0.2~0.3。根据资料统计, 异步电动机的无功功率消耗量约占工厂企业无功总耗量的70%左右, 故应注意调整电动机配置, 防止“大马拉小车”。要按实际负载选用电动机, 使其运行时能接近满载状态。

2) 按经济运行负载率调整变压器负载。当变压器负载低于最低经济负载时, 应按经济运行条件考核后, 合理更换相应容量的变压器。在厂休、节假日或负载的低谷期, 可将负载集中在一台变压器, 停下容量大的或空载变压器, 减少无功损耗。

3) 限制机床电动机和弧焊变压器空载运行。一般对空载运行持续时间超过5min的中小型电动机或电焊机应及时停机。机床上可采用负载限制器, 电焊机可安装空载自停装置, 实现减少无功损耗的目的。

4) 对照明灯具应采用高功率因数型的, 荧光灯可在镇流器上加装提高功率因数用的电容器, 使功率因数达到90%左右。

5) 合理选用同步电动机。在生产工艺条件允许的情况下, 容量在250K W以上, 负载较稳定时, 应选用同步电动机在过励磁方式下运行 (0.8~0.9超前) , 以提高自然功率因数。

6) 改进设备、减少无功消耗。例如交流接触器采用直流无声运行装置, 异步电动机同步化等。

1.2.2 提高功率因数的人工补偿法

采用能供应无功功率的设备, 即所谓特种补偿装置, 对供用电设备所需的无功功率进行人工补偿, 以提高功率因数的措施, 称为提高功率因数的人工补偿法。

不论工厂企业等高压与低压电力用户还是电力系统内部, 都普遍的采用电容器进行无功补偿。电容器补偿的最大优点是有功损耗小, 一般约为其无功容量的0.3%~0.5%。若采用调相机补偿, 则有功损耗分别为:满载时占额定功率的1.8%~5.5%;半载时为2.9%~9%;带1/4负载时高达5%~15%。此外, 采用电容器投资省、效率高。如采用调相机时, 其补偿单位无功功率的投资一般约为电容器投资的1.5~2倍。

2、按经济电流密度, 合理选择导线截面

供电线路的损耗是随导线通过的电流和导线电阻而改变的。在材质、截面、长度一定的情况下, 线损的大小与负载电流的平方成正比。而单位长度导线的电阻则与导线截面成反比。导线的截面越大, 单位长度导线的电阻越小, 线路损耗也就越小。但线路截面过大, 投资和材料消耗都要增多, 从经济上考虑不一定合理。因此从经济方面考虑, 导线应选择一个比较合理的截面, 即使电能损耗小, 又不致过分增加线路投资、维修管理费用和有色金属消耗量。

3、调整配电方式, 均匀分配负载

如果负载功率相同, 则负载电流与电压成反比。因此, 线路损耗与电压的平方成反比。新添设备或设备改造时, 最好提高电压等级。配电方式有单相二线制、单相三线制、三相三线制、三相四线制几种。

在三相四线制线路中, 由于三相电流不平衡, 或三相三线制线路负载不平均, 都将引起线路的附加损耗, 可采用平衡电抗器和电容器电流平衡装置, 使其达到平衡。要尽量避免单相二线制供电。

4、调整电网运行电压

电网正常运行电压较其额定电压偏差较大, 不论过高或过低都将影响电气设备的寿命和运行效率。将电网运行电压控制在合理水平, 对安全供、用电和节电均有重要意义。

从理论上讲, 输配电线路在输送一定的电力时, 电压降与电压成反比, 电力损耗与电压的平方成反比。因此, 提高电网运行电压对于减少能量损耗是有效的。但是从使用负载方面看, 电压又必须受到制约, 电压过高能显著加大电动机空载电流, 尤其是中小型电动机;当电动机负载系数较低, 固定损耗大于可变损耗时, 电网损耗与电压成反比。虽然在一定的范围内降低电压运行, 电流随电压降低而减少, 既可降低固定损耗, 又可降低可变损耗, 但电压过低又会使带额定负载的电动机的电流超载运行。为了同时兼顾供、用电两个方面, 对电网各点电压的变动范围即电压偏移必须调整至规定的范围内, 以保证电网安全经济运行。

摘要：随着全球的经济总量的不断上升, 人口的不断增加, 能源问题, 已经是一个关系到人类生存和发展的重大问题。人类现在消耗能源主要包括石油、天然气、煤等不可重复使用的能源。由于能源储量的限制, 可以预见, 在不久的将来, 一次不可重复利用的能源, 终将被人类消耗殆尽。面临全球性的能源危机, 我们执著的相信, 人类有能力解决我们所面临的能源枯竭的危机。而我们认为, 解决能源枯竭危机的方法无外乎三条路可以选择, 其一, 进一步开发新能源品种, 扩大新能源的使用占有率 (例如核能) 。其二, 加大对风能、水势能、太阳能等可重复利用能源的开发和使用。其三, 通过科技手段运用, 提升能源使用效率, 减少能源的浪费, 增加能源的相对保有量。电是重要的能源, 20世纪70年代以来, 我国电力短缺, 供不应求, 已经成为制约生产发展的重要因素。国家非常重视节约能源, 号召全民节约用电。节电行业, 也就是在能源危机乐观主义观点支持下诞生的一个新兴的行业。

关键词：节电,变压器

参考文献

[1].金哲主编.节电技术与节电工程.北京:中国电力出版社, 19991.金哲主编.节电技术与节电工程.北京:中国电力出版社, 1999

[2].齐义禄编著.节能降损技术手册.北京:中国电力出版社, 19992.齐义禄编著.节能降损技术手册.北京:中国电力出版社, 1999

[3].周希章主编.电气维修实用技术手册.北京:海洋出版社, 19983.周希章主编.电气维修实用技术手册.北京:海洋出版社, 1998

[4].靳龙章, 于毓山主编.电网无功补偿实用技术.北京:中国水利水电出版社, 19974.靳龙章, 于毓山主编.电网无功补偿实用技术.北京:中国水利水电出版社, 1997

配电网内涵节电方法之无功优化篇2

关键词：内涵节电无功优化 IEC61970/61968 仿真决策

中图分类号：TM714文献标识码：A文章编号：1674-098X（2012）12（b）-00-01

电力行业作为国民经济重要支柱，其自身损耗问题较为突出，其中配电网点多面广，结构复杂，负荷性质多样，负荷变化波动大，配电网的损耗约占总损耗的43%。因此，配电网节电工作势在必行。

1 内涵节电与无功优化

配电网节电应从实际情况出发，认真搞好电网规划建设、调整网络布局、调整运行电压、优化供电方式、更换导线、更换变压器、优化无功设备和平衡三相负荷等。其中，不需要投资或较少投资的网优类的方法（内涵节电）产生的效果明显，投资小，回收快，效益显著。无功优化是其中最典型的一种。

2 IEC61970/61968 CIM模型

进行无功优化，需要构建配电网真实模型，一般通过获取静态模型和运行数据，进行网络拓扑和状态估计而得到。

基于IEC61970/61968 标准的CIM配电网模型，表示了电力企业运行各个方面建立模型通常所需的所有主要对象，CIM模型包含这些对象的公有类和属性，以及它们之间的关系。CIM模型文件采用可扩展的标记语言XML，XML是不同系统之间的数据接口标准，是所有信息的中间层表示，可解决信息表示、关联的统一，实现跨平台、跨操作系统的信息交互。

在第三方提供CIMXML文件的情况下，优先采用对第三方系统提供的CIMXML文件进行读取和解析。在实际应用过程中，当第三方系统对电网静态模型进行维护，导出新的CIMXML文件后，应立即执行解析和存库操作。

在实现CIMXML文件级数据交换的基础上，实现符合IEC 61970/61968标准的CIS接口，不管第三方系统内部的数据模式是否完全符合标准，不需要关心数据信息在第三方系统中的存储方式，通过CIS接口就可以进行运行数据的获取。

基于IEC61970/61968标准的互操作应用日益广泛，目前已经实现与EMS、DMS、PMS和GIS等系统的交互应用[1]，该模式代表未来主流方向，是实现数据共享、互联互通的关键内容，能够有效保护用户资源。

3 无功优化规划

无功优化规划是保证电网规划时“保证在各种情况下电网的供电连续性”这一目标得以实现以及提高电网运行质量、降低网损的重要步骤[2]。

进行无功优化规划时，优先采用自下而上的顺序，在对高电压等级电网规划时，应计及下级电网的补偿效果。通过以网损最小为目标，考虑各变量的约束条件，综合考虑各种典型负荷水平下的补偿需求，对配电网的无功补偿提出配置规划决策方案。

4 无功优化控制

无功优化控制包括35 kV及以上电压等级的主网部分（主网AVC）和10 kV及以下电压等级的配网部分（配网DAVC）。

主网AVC和配网AVC独立运行，通过主配联调模块进行协调优化控制，实现变电站、馈线和台区三级自动无功电压协调控制，达到全配电网无功电压 “优化协调，分层控制，效益最大化”[2]。

主网AVC通过调度SCADA系统采集数据进行优化计算，得出变压器分接头与电容电抗器的控制指令，借助SCADA系统通道自动执行。

配网DAVC通过DMS系统采集数据进行优化计算，得出控制指令并对配网相关无功电压设备进行控制。目前国内配网自动化普遍未建立健全，可通过APN专网通信，由服务器直接与终端设备建立通信。

考虑10 kV及以下电网的设备特性及运行特征，配网DAVC一般将电压和无功进行解耦优化与协调控制，首先保证无功就地平衡，然后进行经济运行电压的优化计算和自动调节，先无功后电压，无功优化时考虑对电压的影响，电压优化时考虑对无功的平衡，实现基于电压合格基础之上的电压经济、无功平衡与降低损耗，同时稳定

电压。

5 低压无功三相不平衡优化

低压配电系统大都采用三相四线制，由于单相负载的不平衡性、用电的不同时性等原因，造成三相不平衡，中线上出现不平衡电流，不仅增加损耗、降低效率，还会引起负荷端电压中性点的漂移。

通过叠加原理和对称分量法，通过负荷的Y-Δ变换，得到低压不平衡电流的全电容补偿方法，借助全无功随器自动补偿设备对配变低压侧三相无功不平衡进行补偿，可以消除因无功负荷不平衡带来的配电网损耗。

6 无功设备管理维护

通过调查了解，配电网无功设备管理与维护存在较多问题，除了部分设备长期处于闲置状态以外，投运的设备损坏率也较高，“年年栽树，不见森林”。经过分析，主要问题包括接线不规范、取样倍率不准确、运行电压不匹配、接地不规范、人员观念误区和组织管理薄弱等几个

方面。

无功设备的管理维护，可以通过软件系统进行统一管理，通过APN专网进行通讯，通过实时掌握设备运行状态，建立异常预警机制，及时消除无功设备的隐患，保证设备正常运行。

7 仿真决策

配电网经济运行的指标是网损，通过的实时计算和离线计算，为分析提供大量可靠的基础数据，通过报表和曲线的形式进行对比和分析，方便地找出影响网损的敏感点、网损的高损对象和高损运行方式等，在此基础之上，可以继续进行仿真

决策。

仿真决策实现“所见即所得”，依据SVG图形标准，实现电网图形的共享和使用，通过直接在电网SVG图形上进行人工模拟操作，通过计算和比较，实现对电网运行方式调整或电网设备改造等降损措施的

决策。

8 结语

配电网节电工作非常重要，采用系统性的思路，秉持“全局统筹、逐步实施”的原则，先软后硬，开展无功优化规划、控制、评估分析以及无功设备管理维护工作，涵盖规划、优化、操作、评估和管理等各个阶段，在不增加电网投资或较少投资的基础上，实现系统的、整体的和巨大的

节约。

参考文献

[1]崔巍，史永，孙兵.基于IEC61970／61968电网模型构建和整合[J].电力系统保护与控制，2011（17）：71-74.

供配电系统的节电设计及应用篇3

供配电系统作为建筑物重要的能源供应和分配系统, 其设计主要遵循以下原则:

建立一个安全可靠、技术先进、经济合理、维护管理方便且低能耗的电气系统;系统供电能力要满足运营最高峰时段的使用需要, 实现可持续发展;为建筑及生命安全保护和重要用电设备设置合理的应急电源系统。

2 供电电源设计的原则

供配电系统设计应按照负荷性质、用电容量、工程特点和地区供电条件, 统筹兼顾, 合理确定设计方案;根据工程特点、规模和发展规划, 做到远近期结合, 在满足近期使用要求的同时, 兼顾未来发展的需要。

各种产业园区、居民区非常多, 没有一个全面的规划, 往往造成资金浪费、能耗增加等不合理现象。

3 负荷等级

根据《民用建筑电气设计规范》 (JGJ16—2008) 中规定, 电力负荷应根据供电可靠性的需求及中断供电在对人身安全、经济损失上所造成的影响程度, 分为一级负荷、二级负荷及三级负荷。

4 配电线路的节能设计

配电线路的节能设计, 按经济电流选择导线、电缆的界面至关重要。在线缆经济寿命期内的总费用最少, 即除投资和经济寿命期内线路损耗费用之和最少, 简称按经济电流选择。所选择的使用截面所对应的工作电流成为经济电流。

通常按载流量选择线芯截面时, 只计算初始投资。按经济电流选择时, 除计算初始投资外, 还要考虑经济学高期内导体损耗费用, 两者之和应最小。一般当线芯截面增大 (减少) 时, 线损减少 (增大) , 但初投资增大 (减少) 。在某一截面区域间内, 两者之和 (总量用TOC) 最少, 即为经济截面。IEC287-3-2/1995即“电力电缆的线芯截面最优比”标准介绍的方法适用于中、低电缆线路。如果能全面推行按经济电流选择电线、电缆截面的方法, 将减少35%~42%的线损耗, 经济意义十分重大。设计时, 通常去查设计手册中预先编制的计算表格, 较为便捷。一般情况下, 温升选择的截面与按经济电流工额得到导体截面, 两者取较大者, 用于室外工程。

5 工程实例

5.1 绿色节能特点

5.1.1 超低能耗

传统10万m2建筑面积的写字楼, 变压器总装机容量一般约为10000k VA, 而该建筑变压器总装机容量仅有3000k VA, 只相当于传统建筑的30%左右, 单位面积装机容量仅为30VA/m2。

5.1.2 自然采光

从外形上看, 建筑物东南西向阳面装上电动遮阳板, 太阳位置的变化将自动调整遮阳板的角度, 既可以使房间采光, 又可以减少空调能耗。房间内窗户远处 (即自然光线最弱处) 设有照度传感器, 当自然光较暗时, 自动打开人工照明灯具, 保证室内照度满足要求。遮阳板还可以将阳光反射到市内顶棚上, 照亮室内远离窗户的区域。

5.1.3 自然通风

根据室内外温差, 控制主机自动控制窗户 (百叶窗) 的开启、或开度, 将室外的新鲜空气送入室内。室内设计有位置传感器, 当有人进入房间时, 传感器将人进入信号传给主机, 主机发给指令控制电动窗户 (百叶窗) 的开度。当室外风较大时, 室外风速传感器自动将窗户关闭。

5.2 技术特点

KNX/EIB控制系统:系统为众所周知的EIBi-BUS控制系统, 整个系统共有14000监控点。当时EIB尽是欧洲安装总线, 现在KNX/EIB已经成为国际标准。我国于2008年等同成国家标准, 即《控制网络HBES技术规范住宅和楼宇控制系统》 (GB/Z20965—2007) 。现在, 该标准正在被升级为中国国家推荐标准GB/Z20965, 普及应用进一步扩展。

该工程采用的EIB系统可实现多种控制:灯光控制包括开关及调光;窗帘开合或升降;百叶窗升降/调角;点加热器控制;新风及水循环系统控制-光线感应控制;风感应控制;移动探测控制;定时控制;电话远程设备监控;LAN/Internet控制-计算机集中控制。

现在看来这些功能没有什么特别的, 但在10a前可以说是一项革命性的技术。正是此项目近10m2的成功应用, 坚定了作者将这个项目技术引入国内应用在“鸟巢”和“水立方”等奥运工程。系统最多可连接15个区域, 1个区域最多可连15条支线, 每条之路可连接64个元件, 因此一个系统最多可连接64×15×15=14400元件。概括起来EIBi-BUS为2种元件加2种线为强电的电源线, 由于照明或控制箱至各照明、控制点;另一种线为弱电的EIB控制总线, 控制总线所有的86盒及照明箱连接起来。

5.3 供配电系统

配电系统节电器篇4

节能是我国的一项基本国策。目前, 我国在提高资源和能源利用效率、降低生产总值能耗方面的任务十分繁重。本文结合工程实例, 探讨了规模以上纺织加工企业供电系统的节电措施, 供参考。

1 选择合理的供电方式和供电电压

1.1 工厂供电

某纺织加工企业需连续生产, 连续生产线和主要辅助生产设施的冷却风机等负荷为2级用电负荷。该400 t/d工厂主车间用电负荷见表1。

因纺织生产企业是连续生产, 2级负荷占有相当大的比例, 工厂按2级用电负荷供电, 即采用“两回线路供电”或“一回6 kV及以上专用的架空线路或电缆供电”。按照GB 50052—1995《供配电系统设计规范》的规定, 同时供电的两回及以上供配电线路中一回路中断供电时, 其余线路应能满足全部1级负荷及2级负荷。根据表1中汇总的数据, 按2级负荷占总负荷的70 %考虑, 该工厂供电距离在4 km及以下可用10 kV电压等级电缆供电;供电距离>4 km需采用35 kV供电。供电电压等级取决于当地电力系统的供电环境, 采用110 (66) kV供电对于降低线耗节电有益, 但其一次性投资高、维修费用大, 存在技术经济合理性的问题。

1.2 工厂内部配电电压

该工厂低压配电电压等级为690 V、220/380 V。690 V、220/380 V负荷计算前纺部分的用电负荷见表2, 后纺部分的用电负荷见表3。

由表2可以看出, 额定电压为380 V的工艺变频调速及动力计算有功为1 040 kW;额定电压为220/380 V的电加热和照明负荷计算有功为982.86 kW;额定电压为220/380 V的其他动力负荷计算有功为520 kW (其中多为维修用负荷) ;工艺的动力拖动与电加热、照明用电负荷相近。

由表3可以看出, 额定电压为380 V的工艺变频调速系统的计算有功为4 962 kW;额定电压为380 V的工艺动力计算有功为1 560 kW;额定电压为220/380 V的照明负荷计算有功为46.24 kW;额定电压为220/380 V的其他动力负荷计算有功为288 kW (其中多为维修用负荷) ;额定电压为220/380 V的用电负荷在后加工部分占的比例很小。

将前、后用电负荷汇总可以得出, AC 690 V的用电负荷的计算有功负荷为4 962 kW, 占55.3 %;AC 380 V的动力负荷的计算有功负荷为2 600 kW, 占29.0 %;AC 220/380 V电加热负荷的计算有功负荷为861.86 kW, 占9.6 %;AC 220/380 V照明负荷的计算有功负荷为167.24 kW, 占1.9 %;AC 220/380 V其他动力负荷 (维修等) 的计算有功负荷为808 kW, 占9.0 %, AC 690 V电压等级的变频调速系统和AC 380 V动力用电负荷所占计算总有功负荷的比例已达84.3 %, 对厂内低压动力配电电压的提升有重大意义。

1.2.1 低压动力配电电压

常用的Y系列 (IP44) 、Y2系列 (IP54) 三相异步电动机的额定电压为AC 380 V, 额定频率为50 Hz, 额定功率为0.75～75 kW。但3 kW及以下的电动机定子绕组为Y接法, 而4 kW及以上为△接法。对于4 kW及以上的三相异步电动机, 可以将定子绕组的△接法改为Y接法, 改定子绕组承受的线电压AC 380 V为相电压380 V, 可使动力配电电压升到660 V电压等级, 并不影响电动机的绝缘配合, 且使电动机运行电流降低, 发热损耗减少, 电动机的动力支线的导体截面可以减小, 降低了线损, 并可以节约投资。4 kW及以上的Y系列、Y2系列三相异步电动机产品本身不需改变, 可将动力配电电压由AC 380 V提升到AC 660 V。

规模以上纺织企业的生产线为多电动机的变频拖动系统, 由于电动机单台容量大, 部分拖动电动机运行在发电机状态, 产生的能量需吸收掉, 为降低线路损耗采用了690 V的变频装置, 变频系统的中间回路采用了直流母线模式, 并集中设置了变频系统的整流变压器, 后纺变频拖动系统的整流变压器网侧电压选用10 kV, 阀侧电压是690 V。因设有整流变压器, 网侧电压根据工厂的高、低压配电系统可以是10 kV、660 V或380 V。

1.2.2 照明配电电压

按GB 50034—2004《建筑照明设计标准》的规定, 一般照明光源的电源电压应采用220 V, 1 500 W及以上的高强度气体放电灯的电源电压宜采用380 V。由于光源的缘故, 照明的配电电压只能采用220/380 V电压等级。GB 50034—2004《建筑照明设计标准》对供照明用的配电变压器的规定是:电力设备无大功率冲击性负荷时, 照明和电力宜共用变压器;当电力设备有大功率冲击性负荷时, 照明宜与冲击性负荷接自不同变压器;照明功率较大时, 宜采用照明专用变压器。其变压是指由中压变至低压, 显然设置10 (6) /0.4 kV照明专用变压器不受低压动力配电电压等级改变的影响。若工厂低压配电电压采用AC 380/660 V, 且技术经济合理时, 可设660/380 V、660/220 V专用的照明变压器。设置专用的照明变压器有利于照明质量及延长照明灯的使用寿命, 也适应许多地区动力用电与照明用电不同费率的计费需要。

2 变配电所的位置接近负荷中心

按GB 50053—1994《10 kV及以下变电所设计规范》的要求, 变电所位置要靠近负荷中心, 以缩短电能的输送距离, 降低电能的线损。但由于工厂设计中对工艺、空调、控制室及MCC室等用房均要求设置在负荷中心位置, 使得接近负荷中心的房间十分有限, 所以, 各专业用房的位置是协调的结果, 变配电所的位置只能是相对接近于负荷中心, 其线损还是比较大的。可采取配电电压660 V、选用节能的变配电设备、降低三相低压配电系统的不对称度、设置无功补偿等措施来降低线损。

3 控制总线损率及受电端电压偏移

3.1 总线损率

工厂受电电压一般为10～110 kV。采用35 kV、110 (66) kV受电时, 工厂设总降站, 输出10 kV。根据10 kV用电负荷所需回路数, 当总降站满足不了要求时, 设置10 kV开关站, 输出10 kV;当工厂采用10 kV受电时, 设置10 kV开关站, 输出10 kV;根据0.4 kV用电负荷的分配和需要, 工厂设置10/0.4 kV变电所, 输出220/380 V。所以, 工厂最多是两级变电, 10/0.4 kV变电所设在生产车间接近于负荷中心, 即受电端至用电设备的总线损率指标按1级、2级进行控制, 总降站至车间变电所的总线损率为2.0 %。由表1可见, 400 t/d工厂配电变压器的容量分别为800 kVA和1 600 kVA;整流变压器的容量为3 200 kVA。35 kV、110 (66) kV电源线路由电力系统负责设计, 设计中10 kV配电电压等级的馈电电缆的最小截面, 是根据热稳定校验和载流量、电压降校验的结果确定的, 要满足2.0 %的总线损率容易做到。

当工厂采用10 kV受电时, 工厂仅设置10/0.4 kV变电所, 只有1级变压级数, 控制总线损率为3.5 %需负责设计供电线路的电力系统与馈电线路的工程设计单位加强沟通, 共同控制。

3.2 受电端电压偏移

GB 50052—1995《供配电系统设计规范》规定了在正常运行情况下用电设备端子处电压偏差允许值, 电动机为±5 %;在一般工作场所的照明为±5 %, 对于远离变电所的小面积一般工作场所可为+5 %、-10 %;应急照明、道路照明和警卫照明等为+5 %、-10 %;其他用电设备当无特殊规定时为±5 %。

4 降低三相电压不平衡度

GB 50052—1995《供配电系统设计规范》规定, 低压配电系统时, 宜采取下列措施降低三相低压配电系统的不对称度。①220 V或380 V单相用电设备接入220/380 V三相系统时, 宜使三相平衡。②由地区公共低压电网供电的220 V照明负荷, 线路电流≯30 A时, 可采用220 V单相供电;线路电流>30 A时, 宜以220/380 V三相四线制供电。GB 50303—2002《建筑电气工程施工质量验收规范》规定, 不间断电源输出端的中性线 (N) 极, 必须与由接地装置直接引来的接地干线相连接, 做重复接地, 用于改善输出三相不平衡引起的中性点偏移;GB 50034—2004《建筑照明设计标准》要求, 三相配电干线的各项负荷宜分配平衡, 最大相负荷不宜超过三相负荷平均值的115 %, 最小相负荷不宜小于三相负荷平均值的85 %。该工厂的单相负荷主要是照明、电信、工业电视、安防、火灾自动报警、UPS及仪表等, 其配电系统应根据规范的要求进行设计。

5 无功补偿

GB/T 3485—1998《评价企业合理用电技术导则》强调, 应在负荷侧合理装置集中与就地无功补偿设备。但设计人员往往从管理的角度出发, 功率因数补偿装置一般集中在低压配电室, 这种做法对节能是不利的。虽然该方法能满足电力部门对市电接入处功率因数的要求, 但不是全面节能, 没有降低厂内的无功损耗。因此, 应根据负载分布的实际情况, 经技术经济综合评估, 在安全、经济合理的前提下, 选用最佳的无功补偿方案。

根据国家电网公司《关于印发〈国家电网公司电力系统无功补偿配置技术原则〉的通知》 ([2004]435号文) , 10 kV配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主, 以高压补偿为辅, 配电变压器的无功补偿装置容量可按变压器最大负载率为75 %, 负荷自然功率因数为0.85考虑, 补偿到变压器最大负荷时, 其高压侧功率因数≮0.95, 或按主变压器容量的20 %～40 %进行配置。要求电力用户的无功补偿应根据其负荷特点, 合理配置无功补偿装置。100 kVA及以上高压供电的电力用户, 在用户高峰负荷时变压器侧功率因数≮0.95;其他电力用户的功率因数≮0.90。该工厂的无功补偿可参考国家电网公司的要求配置。

规模以上的工厂才会有好的效益, 许多工厂的供电电压等级已达到35 kV或110 kV, 电容补偿量很大, 对工厂的总降站、车间10 kV开关站、10/0.4 kV变电所及用电负荷现场的分级无功补偿, 需要做大量的技术经济比较, 使选定的各级电容补偿容量方案达到投资最省、节电效益最佳、运行最安全可靠, 使线路的无功损耗降至最低。

摘要：结合工程实例, 对某加工企业配电系统的节电措施进行了分析和探讨。

配电系统节电器篇5

低压保护电器主要包括低压熔断器和低压断路器, 是配电线路发生故障时切断故障电路的主要元件。如果保护电器的选择及整定设置不正确, 将导致不能在要求的时间内切断故障电路, 从而损坏电线、电缆, 或者导致非选择性动作, 扩大停电范围。

为了正确选择和整定电器参数, 要了解保护电器的主要性能, 要熟知国家标准——《低压配电设计规范》 (GB50054-95) 的有关规定, 要按照配电系统的状况和计算的故障电流值, 正确整定保护电器的参数, 以满足上述规范的要求, 即在规定的时间内可靠切断故障, 同时要有选择地切断故障。

2 保护电器的主要性能

2.1 低压熔断器

①分断范围和使用类别

常用熔断器主要有:刀型触头熔断器、螺栓连接熔断器、圆筒帽形熔断器、偏置触刀熔断器等类型。它们都是靠熔断体来保护线路。

②时间—电流特性

对不同大小的故障电流决定熔断时间, 是反时限特性曲线。

③熔断体的分断能力

在规定的使用和性能条件下, 熔断体在规定电压下能够分断的预期电流值, 指交流分量有效值。

④过电流选择性

指两个或多个过电流保护电器之间的相关特性配合。

2.2 低压断路器

①脱扣器

脱扣器是断路器进行分断电路的元件。脱扣器的形式主要有分励脱扣器, 过电流脱扣器, 欠电压脱扣器。过电流脱扣器主要有瞬时过电流脱扣器、定时限过电流脱扣器、反时限过电流脱扣器。

3 配电线路保护的有关规定

《低压配电设计规范》中低压配电线路的保护主要有三种:短路保护、过载保护和接地故障保护。

3.1 短路保护

要求在短路电流造成危害之前切断短路故障电路, 当短路持续时间不大于5s时, 热稳定应按下式校验:

式中:S——绝缘导体的线芯截面 (mm2) ;

I——预期短路电流有效值 (A) ;

t——在已达到允许工作温度的导体内短路电流持续作用的时间 (s) ;

K——计算系数, 按导体不同线芯材料和绝缘材料决定;

公式 (1) 只适用于短路持续时间不大于5s的情况;当大于5s时应计及散热的影响。

3.2 过负载保护

过负载保护的整定电流和动作特性应符合下列两式的要求:

式中:

IB——线路计算电流 (A) ;

In——熔断器熔体额定电流或断路器长延时脱扣器整定电流 (A) :

IZ——导体允许持续载流量 (A) ;

I2——保证保护电器可靠动作的电流, 对断路器, I2为约定时间的约定动作电流, 对熔断器, I2为约定时间的约定熔断电流。

使用断路器时, 动作电流为1.3In, 只要满足In≤IZ, 即符合公式 (2B) 要求。In就是断路器长延时整定电流Izd1, 即:

3.3 接地故障保护

接地故障保护对配电系统的不同接地形式作了规定。

①TN系统的接地故障保护

(1) TN系统配电线路接地故障保护应符合下列要求:

式中:Zs——接地故障回路的阻抗 (Ω)

Ia——保证保护电器在规定时间内切断故障回路的电流 (A)

Uo——相线对地标称电压 (V) 。

②TT系统的接地故障保护

TT系统配电线路接地故障保护应符合下列要求:

式中:RA——外露可导电部分的接地电阻与PE线电阻和 (Ω) ;

Ia——保证保护电器切断故障回路的动作电流 (A) 。

③IT系统的接地故障保护

(1) 当IT系统配电线路发生第一次接地故障时, 由绝缘监视器发出报警信号, 应符合下式要求:

式中:RA——外露可导电部分的接地极电阻 (Ω) ;

Id——第一次接地故障电流 (A) 。

(2) 当IT系统的配电线路发生第二次异相接地故障时, 应切断故障电路, 并符合下列要求:

式中:ZS——相线和PE线故障回路阻抗 (Ω) ;

Ia——保护电器切断故障回路的动作电流 (A) ;

式中:ZS——包括相线、N线和PE线在内故障回路阻抗 (Ω) 。

4 保护电器保护特性的选型

4.1 选型说明

下面以图1所示的典型低压配电系统来说明不同位置保护电器的选型。

(1) 配电干线首端 (图1中的CB1) :应选用选择型断路器。当此干线供电范围不大, 其计算负载电流较小 (如300A以下) 时, 也可选用熔断器。

(2) 配电干线第二级 (图1中RD2) :宜用熔断器。当此干线供电范围较大, 负载较重要, 计算负载电流较大 (如400A以上) 时, 可用选择型断路器。

(3) 末端电路, 即直接接至用电设备的线路保护电路 (如图1中的CB4) , 通常使用非选择型断路器。

(4) 末端电路的上一级线路保护电器 (图1中的RD3) :使用熔断器为好。

(5) 为保证选择性动作, 多级配电线路的中间各级最好选用熔断器。

综上所述, 配电线路各级保护电器比较合理的选型是:

选择型断路器 (首端) →熔断器→熔断器→非选择型断路器 (末端) 。

4.2 断路器和熔断器的比较

这两种保护电器各有其特点, 应根据需要选用。断路器具有遥控功能、完善的保护功能, 调整方便、故障断开后可以恢复等诸多优点, 特别是智能型断路器更是熔断器所不可比拟的。但熔断器却以它良好的选择、配合性能和较低廉的价格而占有自己的地位, 适合于配电系统的中间各级。

5 保护电器的整定

以具有代表性的鼠笼型三相异步电动机为例, 分别按熔断器和断路器进行计算。

(1) 采用熔断器

熔断体额定电流Ir应躲开最大一台电动机的起动时该线路的计算电流, 即符合下式要求:

式中:IM1——线路中所接的最大一台笼型电动机的额定电流 (A)

IB (n-1) ——除最大一台电动机外的线路计算电流 (A) ;

Kr——计算系数, 通常取1.0~1.5;

(2) 使用断路器

1) 断路器的长延时脱扣器的脱扣时间一般都大于电机起动时间, 长延时脱扣器的整定电流Izd1一般不考虑电动机起动的影响;

2) 短延时脱扣器的脱扣时间有可能小于电机起动时间, 所以短延时脱扣器的整定电流Izd2应躲开最大一台电动机的起动电流, 用下式计算:

式中:Iqm1——线路中所接最大一台笼型电动机的起动电流 (A) ;

K——可靠系数一般取1.2。

3) 瞬时脱扣器的脱扣时间一般小于电机起动时间, 瞬时脱扣器的整定电流Izd3应躲过最大一台电动机的全起动电流, 用下式计算:

式中:Iq’m1——线路中所接最大一台笼型电动机的全起动电流, 包括周期分量和非周期分量, 其值为该电动机起动电流 (Iqm1) 的1.7~2.1倍;

K——可靠系数一般取1.2。

5.1 短路保护

发生短路故障时, 应该在达到导体允许的极限温度之前切断故障电路, 用公式 (1) 进行热稳定校验。

(1) 使用熔断器时, 因为它具有反时限特性, 可根据现场实验按导体截面和敷设方式得到熔体电流的最大允许值选取即可。

(2) 使用断路器时, 利用其瞬时或短延时脱扣器作短路保护。瞬时脱扣器的全分断时间极短, 一般都能符合式 (1) 要求。

5.2 过载保护

(1) 用断路器的长延时作过载保护, 只要长延时脱扣器的整定电流Izd1小于或等于导体允许的载流量, 即Izd1≤IZ。

(2) 用熔断器保护时, 熔体电流整定按公式 (2A) 、 (2B) 进行计算, 即IB≤In≤IZ和I2≤1.45IZ。

5.3 接地故障保护

在实际应用中, 接地故障保护主要是TN接地系统。

对TN接地系统来说, 应符合公式 (4) 的规定, 即Zs·Ia≤Uo。

采用断路器时, 如只带长延时和瞬时脱扣器的 (即非选择性断路器) , 应利用瞬时脱扣器作接地故障保护, 瞬时脱扣器的整定电流Izd3应符合下式要求:

当接地故障电流Id较小时, 瞬时脱扣器不能满足接地故障保护。采用带短延时脱扣器的断路器 (即选择性断路器) 作接地故障保护, 短延时整定电流值Izd2应符合下式要求:

如果带短延时脱扣器的断路器也不能满足接地故障保护, 则采用零序电流保护或剩余电流动作保护 (漏电断路器) 。

①零序电流保护:三相四线制配电线路正常运行时, IN=0;如果三相负载不平均, 则IN≠0;利用检测IN值的变化, 取得接地故障的信号;

断路器的零序电流保护的整定值IZd0应符合下列两式的要求:

式中, IN (d) 为发生接地故障时电流, 包括接地故障电流和不平衡电流。

通常IZd0可整定在断路器长延时脱扣器电流IZd1的30%~60%为宜, 但必须符合式 (16) 之规定。

零序电流保护可用于TN-C、TN-S接地系统。

②剩余电流保护:剩余电流保护是检测三相电流加中性线电流的矢量和, 即O=A+B+C+N。

当三相四线配电线路正常运行时, 忽略线路泄漏电流, 则IA+IB+IC+IN之矢量和总是等于零;当某一相发生接地故障时, 则检测的三相电流加中性电流的矢量和不为零, 等于接地故障电流IO (d) 。

断路器的接地故障保护的整定值Izd G应符合下式要求:

整定值Izd G应大于正常运行时线路和设备的泄漏电流总和的5~10倍。

剩余电流保护适用于TT、TN-S接地系统, 但不能用于TN-C接地系统。

5.4 线路故障时, 应有选择性切断电路

线路故障时, 要保证可靠切断电路, 又要尽可能缩小断电范围, 即有选择性地切断, 这就对配电设计提出了更高的要求, 要求准确的计算数据, 恰当的选择保护电器, 正确整定保护电器的额定电流、动作电流和动作时间。

5.5 配电线路保护要点

工业和民用建筑的低压配电每一段线路都要装设保护电器, 设计时应从下而上逐段线路按短路保护、过负载保护、接地故障保护三种保护要求进行整定和校验。

5.6 保护电器的选择性

(1) 首级干线宜用选择型断路器 (电流较小者可用熔断器) :

①短延时整定电流Izd2≥下级断路器Izd3的1.2倍;

②短延时时间应大于下级熔断体熔断时间0.15~0.2s。

(2) 中间各级宜用熔断器, 按1.6:1选择。

(3) 末端回路可用非选择断路器, 对笼型电动机可用aM型熔断器。

5.7 几点建议

在实际生产中, 当发生线路故障时, 存在问题主要为以下三点:

(1) 线路上各级保护电器的选择性配合不当。在发生故障时常造成大面积停电。主要是上下级保护电器没有选择性, 因此, 不能随意更换保护电器, 必须对该线路重新计算和整定。

(2) 接地故障保护用漏电断路器选用不当。在发生故障时漏电断路器没有及时分断。主要是接线错误或者更换开关时用普通断路器代替漏电断路器。

(3) 用微型断路器代替熔断器。由于微型断路器一般为非选择性断路器, 当线路发生故障时, 起不到有选择切断故障的作用。所以在实际生产中, 不能随意更换熔断器;微型断路器只适用于末端回路, 不能用于线路中间。

参考文献

[1]《低压配电设计规范》GB50054-95

配电系统节电器篇6

工厂归属于工业领域的范畴, 在我国工业是能源消耗的第一大户, 据相关调查统计数据显示, 我国仅工业用电就占全社会用电总量的75%左右, 用电负荷约为15万k Wh, 生产过程中消耗的燃油和燃气资源也非常之大。尤其是最近几年里, 随着我国经济的迅猛发展, 项目开发逐步推进, 用电负荷大幅度攀升, 节电、节能、降耗现已成为工业发展中首要解决的问题之一。工厂的用电主要是由以下几个部分构成:照明系统 (厂房车间照明、办公区照明、户外及宿舍照明) ;动力设备 (风机、泵机、电机拖动系统、起重机等等) ;中央空调系统。大体上可将工厂供配电系统的节能意义归纳为以下几个方面:一是对经济较为有利。对工程供配电系统进行节能优化设计, 可以有效减少电费的支出, 并在一定程度上节省前提投资成本, 同时, 还能降低工厂对煤炭资源的需求量[1]。二是有助于企业综合效益的提升。现阶段, 我国大部分工业企业在用电管理方面均存在一定的问题, 企业领导过于重视生产效益, 全体员工的节能意识不强, 有些技术比较落后的设备, 能耗相对较高, 相关调查数据表明, 国内部分工业企业的用电成本占企业经营管理成本的15~20%, 这已经严重影响了企业的稳定发展。鉴于此, 在工厂供配电系统设计中, 必须采取先进合理的节电措施, 以此来降低工厂的总体能耗。

2 工厂供配电系统设计中的节电措施

2.1 供配电系统设计要点

1) 变电所主接线。在对厂内变电所主接线进行设计时, 应当确保其安全性与可靠性, 根据大量的工程经验, 可以选用高压双电源的方式进行供电, 这种供电方式的优点是电房之间紧密相连, 能够实现灵活的转供电, 基本不会出现供电中断的问题。

2) 高低压配电系统。该环节是工厂供配电系统设计的关键之所在, 除了要满足设计条件外, 还必须确保设计的经济合理性, 可在综合考虑各种因素的前提下, 如变电所位置、符合布局等, 确定出厂内配电电压, 然后按照变电站及高压进线选用合适的变压器, 建议采用油浸式有载调压变压器;高压柜可以采用铠装开式中置柜, 这样便于日常操作;低压柜则可以选用价格相对便宜的固定式开关柜, 如果两台变压器并联使用时, 应当有可靠的联锁功能;低压侧与总进线柜可以选用封闭式的母线槽进行连接。

3) 保护装置。通常情况下, 工频电气量参数会随电力系统的变化而变化, 如果电力系统发生短路, 便会引起工频电气量参数变化, 所以必须设计相应的继电保护装置[3]。同时选择高低压侧电气设备时, 应当以回路所对应的额定值及计算负荷为依据, 同时还要进行热稳定检验。此外, 由于大型工厂对供电可靠性的要求较高, 所以可选用直流屏进行供电, 需要特别注意的是, 直流屏不宜过大或过小, 可以按照需要保护的断路器台数进行合理选择。

2.2 工程供配电系统节电措施

(1) 合理运用无功补偿技术。相关调查结果显示[2], 国内有很多工业企业都是采用集中补偿的方式对无功进行补偿, 但却并未对车间变电站进行无功补偿, 由此造成了补偿后的功率偏低, 有的系统仍然维持在自然功率因数的范围内。依据国家最新的规定要求, 工厂的功率因素必须达到0.9以上, 这使得很多工厂通过应用高压无功补偿装置来提高功率因数, 进而达到国家要求的数值。实践证明, 这种方法并不可取, 因为工厂内产生无功损耗的设备主要是变压器和电动机, 若是盲目进行无功补偿, 会导致电网的总体供电能力下降[4]。因此, 必须合理运用无功补偿技术。为使车间内电压母线侧的移相电容器适应工厂的负荷变化, 可对其进行分组处理, 并采取投切的方法, 这样可以有效提高功率因数的数值; (2) 变压器节能。当厂内的变压器较多时, 可将一些性能较差的作为备用变, 并使变压器并列运行, 这样能够提高其运行经济性。此外, 可按照厂内的实际用电负荷, 确定变压器的运行数量, 尽可能以最少台数的变压器满足工厂的生产负荷要求, 这样既能达到节能降耗的目标, 又能提高经济效益; (3) 运用节能控制系统。在工厂中, 除了生产用电之外, 照明系统的用电量也相对较大, 鉴于此, 可以采用照明控制系统, 该系统为模块化设计, 由探测器、光源和控制器三个部分组成, 利用灯光控制器, 可以预设多种模式, 如日常工作模式、午休模式、夜间巡逻模式等, 依据不同的模式开启相应的数量照明灯具, 这样便可以达到节能的目的。

3 结论

综上所述, 通过对工厂供配电系统的节能优化设计, 可以为工厂内的用电设备及工艺的改进提供技术支撑, 并且还能使企业的成本开支得到有效控制, 这样既可以提高生产效率, 又能减少能耗, 对于工厂综合效益的提升具有非常重要的现实意义。

摘要：文章阐述了工厂供配电系统设计中节能的重要意义, 并在此基础上对工厂供配电系统设计中的节电措施进行论述。期望通过本文的研究能够对工厂总体能耗的降低和经济效益的提升有所帮助。

关键词：工厂,供配电系统,节能,节电

参考文献

[1]文龙国.工厂企业配电系统节约用电技术措施的探究[J].硅谷, 2012, (9) :88-90.

[2]魏小新.工厂供配电系统设计中提高功率因素补偿措施的确定[J].智能建筑与城市信息, 2013, (10) :67-69.

[3]杨振杰.配电网电力工程中的技术问题分析[J].南方农机, 2015, 46 (1) :85-86+88.

配电系统节电器篇7

1应用节电措施的意义

1.1工业企业的角度

站在工业企业的角度上来看,采用科学工厂供电配电系统供配电措施,对于提升企业经济效益非常重要。从当前我国的一些工业企业来看,在用电管理上,多数企业都存在一些问题,这些问题的存在对整个工厂供配电系统的用电效率造成了严重的不利影响,多数企业在经营管理过程中都会因此而出现成本过高的结果[1]。采用科学的供配电方式,不仅可以为用电设备的改善提供保证,同时还能更好的对整个工业企业成本投资展开合理控制,促进企业生产效率的提升,最终保障企业获得较高的经济效益及生态效益。

1.2经济性角度

从工程建设成本的角度上来看,节约电能对其作用非常大,可以有效降低电网建设费用。同时工程供配电系统电能得到节约以后,还能针对整个工业行业的煤炭资源需求量进行控制,煤炭资源得到了合理控制以后,在煤炭资源开采、运输方面花费的费用也会有所降低,除此之外,利用煤炭资源过程中产生的污染问题也会得到有效控制,环境治理方面的费用也会得到减少。

2工厂供配电系统设计中节能措施的应用

2.1供配电系统设计

2.1.1变电所主接线

在设计场内变电所主接线时,应充分保证其可靠性及安全性,按照以前的工程实践经验来看,供电通常会利用高压双电源方式,该方式的优点在于可以紧密连接电房,转供电比较灵活,且基本上不会有中断问题出现。

2.1.2高低压配电系统

这一环节是整个供配电系统设计的关键环节,不仅要满足设计要求,同时还要保证设计的合理性与经济性,在对各种因素进行充分考虑的情况下,确定出厂内配电电压,并严格按照高压进线及变电站选择合适的变压器。高压柜通常会选用铠装开式中置柜,日常操作比较简单,选择相对便宜的固定式开关柜,在两台变压器并联使用时,可以充分发挥其联锁功能,最后总进线柜和低压侧通常会利用封闭式母线槽连接[2]。

2.1.3保护装置

一般来说随着电力系统的变化工频电气量也会发生拜年话,一旦电力系统发生短路,工频电气量参数也会随之发生变化,因此必须对相应的继电保护装置进行设计。对高低压侧电气设备进行选择时,应该将回路对应的额定值作为主要依据,然后展开热稳定检验。除此之外,因为大型工厂在正常运行过程中对供电可靠性的要求非常高,所以必须利用直流屏供电。

2.2工程供配电系统节电措施

2.2.1合理利用无功补偿技术

据相关调查结果显示,我国多数工业企业都是利用集中补偿的方式进行无功补偿的,但是并没有对车间变电站进行无功补偿,这种情况下直接造成了补偿以后功率偏低,甚至还有一些系统始终在维持自然功率因数。按照我国的最新规定,工厂功率因素一定要超过0.9[3],为此很多工厂开始利用高压无功补偿装置促进功率因数的提升,以达到国家规定的目的。大量工程实践证明,这种方式是极其不可取的,这是由于多数工厂会产生无功损耗的设备均为电动机、变压器等,一旦盲目的进行无功补偿,从整体上来看电网的供电能力都会下降。所以,必须对无功补偿技术进行合理应用。通常可以利用投切的方式来提升功率因数。

2.2.2变压器节能

如果工厂中变压器的数量比较多,这种情况下可以将一些性能比较差的作为备用变,使这些变压器可以并列运行,这样一来不仅可以使其运行过程中的经济性得到提升,同时还能按照场内用电负荷,对变压器运行数量进行确定,从而利用最少台数的变压器来充分满足生产负荷要求,不仅可以达到节能降耗的目的,同时经济效益也得到了一定程度的提高。

2.2.3节能控制系统的利用

工厂中不仅生产过程中需要用电,照明系统也需要用电,因此可以在场内利用照明控制系统,针对照明控制系统进行模块化设计,该系统主要有光源、探测器及控制器三个部分,利用灯光控制器对多种模式进行预设,例如夜间巡逻模式、日常工作模式等,并按照不同模式将相应数量的灯具开启,这样就可以达到节能降耗的目的。

结束语

总之,随着当前我国社会经济的快速发展,我国工业发展速度得到了加快,与此同时,集约化生产模式也开始广泛应用于我国工业企业中,当前越来越多企业在生产过程中在乎其成本投入,因此节约用电也成为其降低成本投入的重要方面。因此,在工业企业生产过程中,在供配电系统中有效节约电能具有非常重要的意义。

参考文献

[1]毛玉洁,王伟.基于精益理论的汽车零配件企业节电措施研究[J].上海节能,2009(6):41-45+57.

[2]李令冬,朱明星,王晓军,江浩杰,黄捷,曾野.钢铁厂供配电系统和用电设备的节电运行技术[J].电力设备,2006(5):16-19.

配电系统节电器篇8

大庆油田第一采油厂42座变电所设计能力40.72×104k VA, 平均负荷13.75×104k W, 6k V配电变压器8627台。综合网损率为4.52%, 其中配电变压器损耗占29.68%, 低压网络损耗占6.69%, 电容器损耗占5.57%, 高压线路损耗占58.06%。损耗主要集中在配电变压器和高压线路中, 降低这部分损耗是供配电系统节电工作的重点。

1.1 高耗能、低负荷率变压器数量较大

1.1.1 站用配电变压器现状

按类型分, S7及S7标准系列以前的变压器占65.6%, S9、S11系列变压器占34.4%。其中高能耗变压器 (包括S7系列) 数量较大。

按负载率分, 负载率小于30%的占43.2%, 负载率在30%-70%之间的占48.7%, 负载率大于70%的占8.1%, 负载率偏低的变压器数量较大。

1.1.2 井用配电变压器现状

按类型分, S7及S7标准系列以前的变压器占75.8%, S9、S11系列变压器占24.2%。其中高能耗变压器 (包括S7系列) 数量较大。

变电所集中补偿电容器完好率92%, 设备状况较好, 其中北1-1变电所集中补偿电容器损坏较多, 正在改造中;油井配电变压器高压侧补偿电容器损坏较多, 完好率为70.58%, 原因是使用年限长;低压网络补偿电容器 (含油井低压补偿) 完好率85.85%, 状况较好。

1.2 线路供电半径合理, 但运行方式需要优化

采油一厂6k V线路供电半径合理, 具备两端供电条件的占线路的92%, 8%线路运行在一端供电方式下, 这些线路的运行方式需要优化, 如果运行在两端供电方式下, 可在一定程度上降低线路损耗。

2 潜力分析

根据网损电量的构成, 一部分配电变压器损耗可以通过容量合理匹配、更换为节能型变压器、一变多井技术改造降低损耗, 低压网络损耗和电容器损耗节电潜力不大, 高压线路损耗可通过降低配电变压器容量、投入无功补偿、线路分段运行等措施, 降低运行电流、降低损耗。

2.1 更换高耗能变压器节电潜力

油井配电变压器现状数据显示, 高耗能变压器节能潜力很大, 下面以节能型变压器S11-80与老式高耗能变压器SL1-80、高耗能变压器S7-80在负载率35%时的损耗进行对比, 分析节电效果及经济性。

S11-80变压器比SL1-80变压器年节电9368.57k Wh, 比S7-80变压器年节电1947.46k Wh, 年节约电费分别为5152.71元、1071.10元, 更换高耗能变压器具有较大的节电潜力和经济效益。

从负载率上分析, 负载率低是由于早期投产的油井配电变压器按照油井电机额定功率进行配置, 电机额定功率下变压器的负载率平均为56.3%, 而实际负载率有很多低于30%。因此, 放弃按照油井电机额定功率选择变压器的常规匹配原则, 采用变压器与油井电机实际运行功率合理匹配原则, 同时在选择变压器容量时考虑抽油机井电机调参的可操作性, 按照电机实际运行视在功率的1.5-2倍选择变压器容量, 使轻载变压器的负载率由原来的30%以下, 提高到50~70%之间, 处于最佳经济运行区间, 降低变压器容量级别, 减少损耗。对于负载率低于30%的S7型高耗能变压器, 由于更换同容量变压器不经济, 可以采用容量合理匹配技术, 降低容量等级进行更换。

根据统计结果, 应用变压器容量合理匹配技术全部更换为S11系列变压器, 节电潜力分别为230.45×104k Wh、412.47×104k Wh, 共计642.92×104k Wh。

2.2 应用一变多井技术节电潜力

变压器虽然是一种效率很高的设备, 但由于数量多, 总损耗较大, 所以如何降低容量, 有效降低损耗, 是节约电能的一个重要措施。

随着加密井及注聚井的不断增加, 油井井距逐渐缩小, 给距离近的油井应用一变多井技术节电提供了有利条件。根据《供配电系统设计规范》规定, 正常运行情况下, 电动机端子处的电压偏差允许值为±5%。按照电机的有功功率在10~20k W、35mm2铝芯电缆、电缆长度为60m计算, 电机端子处电压为382~364V, 即电压降为+1%~-4.2%, 满足电机正常运行要求。因此, 从降低维护成本及减少设备无效投入、节能降耗考虑, 将井距在100m以内、变台距油井在60m范围内的油井, 选用一台变压器为2个或3个井组供电, 即减少了变压器数量, 降低了安装容量, 又提高了容量利用率, 降低了变压器损耗。

2.3 无功补偿节电潜力

无功补偿是成熟的节电技术, 运行无功补偿后可大幅度降低上侧的运行电流, 输送的有功P可以表示为:

负荷电流I与功率因数cosφ成反比, 损耗可表示为:

投入无功补偿后功率因数cosφ升高, 负荷电流I降低, 线路有功损耗就随着电流I的平方下降。

在配电系统中, 无功补偿主要有三个方面, 一是变电所集中补偿, 二是站用低压集中补偿, 三是油井变压器高压侧补偿。无功补偿节电重点在油井配电变压器高压补偿和站用低压补偿两方面。

2.3.1 油井配电变压器高压补偿

油井配电变压器高压侧补偿电容器完好率为70.58%, 损坏较多, 损坏的电容器共10180k Var, 恢复这些补偿电容器后, 可实现年节电703.64×104k Wh。

其中λ——补偿系数, 取0.8

KQ——经济当量, 取0.1

2.3.2 站用低压补偿

站用 (转油站、注入站等) 低压补偿电容器总容量30891k Var, 正在改造中的1840k Var, 损坏3226k Var, 共5066 k Var。投入运行这部分无功补偿后, 可实现年节电131.31×104k Wh。

其中λ——补偿系数, 取0.3

KQ——经济当量, 取0.1

2.4 线路优化节电潜力

线路损耗电能可用公式表示为:

在应用了节能变压器、容量合理匹配、一变多井技术改造、无功补偿后, 降低线路损耗的措施只能是减少线路运行电流和降低线路阻抗。对于在线路中间具有联络开关的6k V供电线路, 断开联络开关, 由两端的变电所同时供电, 线路长度缩短、负荷减少, 线路的阻抗和电流都比原来降低了, 最理想的情况是等效阻抗和电流均下降为原来的一半, 总损耗变为:

损耗比原来减少75%, 可见线路优化运行是一种有效的节电措施。

3 实施效果

3.1 应用变压器容量合理匹配技术更换高耗能变压器

2008-2009年我厂开展了变压器容量合理匹配科研项目, 确定了在更换高耗能变压器的同时应用容量合理匹配技术, 在工程实施过程中利用电力库房中的变压器和一变多井改造拆除的变压器更换在用的高耗能变压器, 安装容量下降了47.61%, 单台容量从平均119.65k VA下降到62.69k VA。

3.2 更换高耗能变压器及变压器节能改造再利用

2009年我厂利用股份公司节能专项资金更换33台高耗能变压器, 在更换中重新匹配容量, 单台容量从平均79.85k VA下降到54.91k VA。同时对更换下来的33台以及电力大队库房闲置的17台高耗能变压器 (共计50台) 进行节能改造, 改造完成后可再次投入使用。项目正在施工中。

3.3 应用一变多井技术, 降低变压器容量

共实施一变多井技术改造69口井, 其中一变三井21口, 一变两井48口, 变压器由69台下降到31台, 拆除变压器38台, 降低配电容量1619k VA。

3.4 北1-1变电所集中补偿电容器改造

2008年改造北1-1变电所集中补偿电容器2组, 共计4800k Var, 2007年规划立项时, 根据现场实际运行数据, 经过测算, 1组补偿电容器实际发出无功功率950k Var, 共损坏2900k Var, 改造后预计年节电75.17×104k Wh。

其中KQ——无功经济当量, 取0.06

λ——补偿系数, 取0.5