一,電力系統的主要問題。
1.1電氣設備負載率低。
設備負荷率低的原因主要有兩個。一是選擇設備的能力通常根據一定時間內出現的最大負荷來考慮,即設備在一定時間段內高負荷運轉,其他時間由于生產運轉狀況的變化負荷下降,負荷率低;二是設計拖動設備時,考慮拖動能力、保險系數等因素,拖動設備、輔助馬達也大于理論值。
低負荷率對能耗的影響主要表現在以下幾個方面:
(1)電機和變壓器損耗的比例增加,三相異步電機的損耗主要包括恒定損耗(包括鐵芯損耗和機械損耗)、負載損耗(銅損耗)和雜散損耗。負載損耗取決于負載電流和繞組中的電阻值,隨負載變化而變化;恒定損耗和雜散損耗與負載無關,所以電機的輕載會增加自身損耗的比例。電機額定功率越大,恒定損耗的比例越大。
變壓器的有效損失由鐵損失和銅損失構成。銅損失的大小與變壓器負載率的平方成正比,但鐵損失的大小只與外部電壓和頻率有關,與負載的大小無關,因此變壓器輕負載時自身消耗的有效功率的比例很大。
(2)系統功率因數大幅下降。三相異步電機是感性負載,運行時消耗的功率包括有效功率和無效功率。負載的變化直接影響有效功率的大小,但對無效功率的影響很小。在實際運行中,供電電機的總電流是有效電流和無效電流的矢量和,電機滿負荷運行時,有效電流大,功率因數高,負荷下降時,有效電流小,無效電流幾乎不變,功率因數下降。
1.2配電線路布局不合理。
部分供電線路走向不合理,井排線路遠離配電室,能耗損失大。
1.3電網質量影響電力消耗。
1.3.1電壓波動對電機各種損耗的影響。
電壓波動會影響電機的各種損耗。當電機滿負荷或高負荷運行時,運行電壓降低,電機扭矩降低,轉差率增大,定子和轉子的銅消耗增加,電機總損耗增加;當電機負荷率低時,由于電機的鐵消耗與電壓的平方成正比,電壓升高會增加鐵消耗,同樣的損耗也會增加。
1.3.2高次諧波電流對異步電機及配電線路損耗的影響。
電網中有很多電氣設備是非線性負載,會產生高次諧波電流,注入供電網絡,從而在系統阻抗上產生相應頻率的高次諧波電壓,使系統電壓波形變形。高次諧波對電氣設施影響很大。對于電機來說,會產生頻率較高的旋轉磁場,使雜散損耗急劇增加,局部過熱甚至燒壞電機;對于變壓器來說,減少變壓器鐵心的磁通量,增加變壓器繞組中導線的趨膚效應,即最常見的鐵損耗和銅損耗增加,工作溫度升高,效率降低:對于導線和電纜來說,電阻會隨著頻率的增加而增加,由于導線中的趨膚效應,諧波會增加用戶自己供電系統中導線的附加損耗。特別值得注意的是,這種諧波也會增加三相供電系統中的中性線的電流,導致中性線過載。
二,解決方案。
2.1提高電氣設備的負載率。
2.1.1減少電氣設備本身的損失。
馬達方面:一是合理選擇,更換容量小的電機,提高負荷率;二是更換節能馬達,如YX系列馬達,高滑差馬達,稀土永磁馬達,淘汰高能耗老式馬達;三是采用調速技術,降低馬達轉速節能。
變壓器:首先,調整變壓器的負載率。第一,降低變壓器容量;第二,集成負載,提高變壓器負載率;第二,使用節能變壓器。最近廣泛使用的變壓器有S11和SH11系列,以及新型變壓器S13系列。
2.1.2提高系統功率因數。
將設備負載率調整到最佳值,可以提高設備本身的功率因數。此外,通過安裝無功補償裝置,可以提高系統的功率因數,減少配電線路的損耗,節約電能。
2.2改變配電線路的布置方式。
改變供電路徑,減少供電半徑;用電負荷盡可能靠近電路的開始。
2.3加強電網質量控制。
第一,諧波理。分為有源濾波器和無源濾波器兩種。通常的手段是采用d、yn11配線組的配電變壓器,能夠有效地減少3、9次諧波的設置濾波器過濾5、7、11次諧波。
二是電壓管理。對于線路末端電壓低、負載率高的電氣設備,提高電壓,達到需求值,對于線路初端電壓高、負載率低的電氣設備,降低電壓,在經濟的電壓范圍內運行。
三,現階段各種方案的可行性分析。
3.1提高設備負荷率。
在變壓器方面,首先是節能變壓器的選擇。本文對S9,S11,S13,SH11變壓器的能耗情況進行了理論計算,50kV-A和630kV-A變壓器的負荷率按40%和75%計算,結果表明:以目前的電價和變壓器價格,更換S7變壓器的投資回收期較長,不符合國家對更換節能變壓器5~7年回收期的要求:新選擇的變壓器,S13變壓器的投資回收期最短,SH11變壓器的投資回收期最長,但節能效果最好,如果價格降到合理的范圍,則應優先選擇。第二,調整變壓器,使負荷率達到合理的范圍。大容量低負荷的變壓器可以換成小容量的變壓器,而接近的變壓器可以共享一個容量大的變壓器。提高系統功率因數。
3.2改變配電線路布局。
在配電系統的設計和施工中,變配電室應盡可能靠近負載中心。雖然增加導線的截面積增加了線路成本,但由于節約了電能,運行成本也降低了。從長遠來看,增加導線截面的投資是值得的。在供配電系統的設計和施工中,應盡可能減少導線連接點的數量,注意搭接點的搭接質量,確保導線接觸緊密。
3.3加強電網質量控制。
(1)諧波控制。
(2)控制電壓,減少壓降。壓降大的線路主要有三種實施方法:一是縮短供電半徑,線路分段運行;二是提高進線功率因數,在線路末端安裝無功補償裝置;第三,末端電壓升高后,降低變電站的出線電壓。
四,幾點認識。
(1)電機、變壓器、配電線路是保證其正常運行的配套設施。如果能通過系統優化改進工藝流程,優化設備選型,減少電氣設備本身的損耗,也能節約配電系統的能源??梢哉f工藝節電,節電效果是連鎖的。
(2)電機、風機、泵與工藝流程的合理匹配對系統節能至關重要。最佳負載率是經濟運行。當設備耗電量大,負載變化范圍大或無法最佳匹配時,可采取變頻調速等技術措施,節約電能,使其在合理的能耗區工作。
瑞澤能源是一家專注節能環保產業的高新技術企業,擁有自主知識產權的“5S”流體輸送系統高效節能技術、電能質量優化節電技術、循環水零排放技術,在水泵節能、風機節能、空壓機系統節能、供水系統節能、循環水系統節能、中央空調系統節能、電機系統節能、配電系統節能和循環水水處理等領域得到廣泛應用,公司依托三元流技術設計的三元流葉輪,用于水泵、風機、離心式空壓機的節能改造,技術應用可靠,業績優良。