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1选择更先进更节能的配电变压器
随着市场经济的发展和科技的不断进步,新材料新工艺的广泛应用,新的低损耗配电变压器先后开发成功,尽管配电变压器已是高效率的设备,但由于数量的巨大和空载耗电的固定性,变压器效率即使有微小的改进也能获得相当大的能源节约和减少温室气体的排放,因此其本身存在巨大的节能潜力.现在在我国应用的较多的主要有油浸式变压器,干式变压器,箱式变压器等。
1.1油浸式变压器:国家从1999年起国家规定淘汰并停止生产S7系列油浸式配电变压器,2001年在S9基础上我国又开发出S11系列变压器,使空载损耗进一步降低。S11型变压器适应范围广,性能水平优于S9,节约能源,与S9变压器比,它的空载损耗平均降低百分之三十,空载电流平均下降百分之七十,而且噪音水平也下降了,减少了城市的噪音污染。
1.2干式变压器:近年随着高层及大中型建筑的增多,以前用量较少的干式变压器因为它的结构简单,维护方便,安全性能好等优点已得到很大发展。目前SC9型为国内干式新型节能变压器,损耗比老产品大大降低,比老SC8干式变压器空载损耗平均降低百分之八十七,负载损耗平均降低百分之十,另外变压器的噪音水平也明显降低。
1.3箱式变压器:箱式变压器即为高低压预制式变电站,由变压器制造厂生产。因为占地面积较小而且就近设于负荷中心,可降低线损,也属于节能变压器,现在在民用住宅小区中应用非常多。
综上所述,目前适合国内需求的节能产品是S9型及S11型配电变压器,有防火要求的地方,可采用环氧树脂浇注的干式变压器,住宅小区多为箱式变压器。而配电变压器的节能原理主要体现在减少变压器的有功功率损耗变压器的有功功率损耗如下式表示:Pb=Po+Pkβ2其中:Pb——变压器有功损耗(KW);Po——变压器的空载损耗(KW);Pk——变压器的有载损耗(KW));β——变压器的负载率。Po部分为空载损耗又称铁损,它是由铁芯的涡流损耗及漏磁损耗组成,是固定不变的部分,大小随矽钢片的性能及铁芯制造工艺而定。所以,变压器应选用节能型的,如S9、及SC9等型油浸变压器或干式变压器,它们都是采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,以减少铁芯的涡流损耗;45°全斜接缝结构,使接缝密合性好,以减少漏磁损耗。Pk是传输功率的损耗,即变压器的线损,决定于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,即负载率β的平方成正比。因此,应选用阻值较小的绕组,可采用铜芯变压器。从Pkβ2用微分求它的极值,在β=50%处每千瓦的负载,变压器的能耗最小。因此,在80年代中期设计的民用建筑,变压器的负载率绝大部分在50%左右,在实际使用中有一半变压器没有投入运行,这种做法有的一直沿袭至今。但是,这仅是为了节能,而没有考虑经济价值。举下例可看出其不可取的程度。
SC3-2000KVA的变压器,当β=50%时相对于β=85%时可节能为P=16.01×(0.852-0.52)=7.56KW,按商场最高用电小时计:每天12小时,365天全营业,则总节约电能:W=7.56×12×365=33113KW·h。按营业性电价每度0.78元计,则每年节约:33113×0.78=25828元。按每千瓦的初装费投资:2000KVA变压器应是大型民用建筑,必然双电源进线,则初装费每KVA为2240元,每年节能省下的电费只能提供(25828/2240=11.53)11.53KVA的初装费。还有988.5KVA的初装费,加上由于加大变压器容量而多付的变压器价格,由于变压器增加而使出线开关柜、母联柜增加引起的设备购置费,安装上述设备使土建面积增加而引起的土建费用,这是笔相当可观的投资,还没有计及折旧维护等费用。由此可见,取变压器负载率为50%是得不偿失的。
事实上50%负载率仅减少了变压器的线损,并没有减少变压器的铁损,因此也不是最节能的措施。计及初装费、变压器、低压柜、土建的投资及各项运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的容量,变压器的负载率应在75%~85%为宜。这样也可以做到物尽其用,因为变压器绝缘的使用年限满负荷计为20年,20年后可能有更好的变压器问世,这样就可以有机会更换新的设备,才能使该建筑总趋技术领先地位。为减小变压器损耗,当容量大而需要选用多台变压器时,在合理分配负荷的情况下,尽可能减少变压器的台数,选用大容量的变压器。例如需要装机容量为2000KVA,可选2台1000KVA,不选4台500KVA。因为选用前者可节能:P=4×(1.6+4.44)-2×(2.45+7.45)=4.36KW(全按β=100%计,同等条件,SC3变压器)。
2减少线路上的能量损耗
在一个工程中,线路左右上下纵横交错,小工程线路全长不下万米,大工程更是不计其数,所以线路上的总有功损耗是相当可观的,减少线路上的能耗必须引起重视。由于线路上存在电阻,有电流流过时,就会产生有功功率损耗。其公式如下:P=3IΦ2R×10-3KW)式中:IΦ——相电流(A)R——线路电阻(Ω)。
线路上的电流是不能改变的,要减少线路损耗,只有减小线路电阻。线路电阻R=P×L/s,即线路电阻与电导P成正比,与线路截面S成反比,与线路长度L成正比,因此减少线路的损耗应从以下几方面入手。①应选用电导率较小的材质做导线。②减小导线长度。③增大导线截面。
3采用合适的无功补偿装置,提高功率因素
3.1目前,民用建筑设计中,绝大部分采用变压器低压侧集中补偿,这种做法仅减少了区域变电站至用户处的高压线路上的无功传输,提高了用户处的功率因数,可以不受或少受供电局局的罚款。而对用户,无功仍由变压器低压母线经传输线路输送到各用户点,低压线路上的无功传输并没有减少,那么无功补偿也就达不到节能的目的。在民用建筑中应改变电容器集中安装的做法,对容量超过10KW的风机、水泵、传送带等电动机端设置就地补偿装置,空调主机及冷冻泵等常在其附近设专用变配电所,可以集中补偿,但若供电距离超过20m时也最好采用就地补偿。这样才能使线路上的无功传输减少,达到节能目的
3.2提高设备的自然功率因数,以减少对超前无功的需求,可采用功率因数较高的同步电动机;荧光灯可采用高次谐波系数低于15%的电子镇流器;采用电感镇流器的气体放电灯,单灯安装电容器等,都可使自然功率因数提高到0.85~0.95,这就可减少系统高、低压线路传输的超前无功功率。由于感抗产生的是滞后的无功,可采用电容器补偿,因为电容器产生的是超前的无功,两者可以相互抵消,即Q=QL-QC,因此无功补偿,可以提高功率因数,因而也减小了无功的需求
减少自然无功、无功补偿及补偿装置的安装地点,就可以实现合理的选择无功补偿方式而达到节能的目的。
4照明节能
据统计,我国照明用电量已占总用量的10%~12%。按照我国提出的“中国绿色照明工程”,照明节电已成为节能的重要方面。2004年12月1日国家正式实施《建筑照明设计标准》(GB50034-2004)该标准不仅有“照明节能”,同时整个标准都贯穿了绿色照明的宗旨和理念。该标准要求了设计着运用科学合理的设计方法,正确选用优质和高效的照明器材,以及合理的配电系统,控制方式获得更好的节能效果。
选择优质的电光源科学的选用电光源是照明节电的首要工作:节能的电光源发光效率要高,使得每瓦电(W)发出更多光通量(Lm)。白炽灯泡发光效率一般为7~20Lm/W,其寿命一般为1000h,特殊的为2000h;单端的紧凑型荧光灯(俗称节能灯)其光通量一般为50Lm/W,采用一只9W寿命3000~5000h的节能灯完全可以替代40W的白炽灯泡;双端直管荧光灯T12型的光通量为55Lm/W,寿命为3000~5000h,而现在的T5型则达到90~110Lm/W,寿命可达8000~10000h.所以T12,T10甚至T8型的荧光灯都应该淘汰,不但可以节约大约50%的电能,还会改善灯光的显色性。除以上光源外,还有高强气体放电灯,如高压钠灯、金属卤化物灯、无极灯、发光二极管和半导体照明灯等,科学技术的发展,电光源也层出不穷。
选择节电的照明电器配件在各种气体放电光源中均需要有电器配件:例如镇流器,旧的T12荧光灯其电感镇流器要消耗其20%的电能,40W灯,其镇流器耗电约8W;而节能的电感镇流器则耗电小于10%,更节能的电子镇流器,则只耗电其2~3%,也是一笔不小的节电措施。
安装照明系统节电器:目前国内外都大力推广照明节电器,在现在照明系统上加装节电控制设备。国内市场上的照明节能设备很多,其中照明控制节电装置所占比例最大。
合理利用太阳能:太阳能作为最环保又节电的能源其利用前景是非常可观的,目前有些住宅小区和公共建筑的庭院照明,景观照明和楼梯间的公共照明已经采用了这种技术,在道路照明上也有应用。它主要是根据光电效应把太阳能直接变成电能供照明使用,目前常用的硅太阳能电池就属于这类换能部件,它的换能效率可达百分之十三到百分之二十。
关键字:节能,电气设计,节能措施
中图分类号:TE08文献标识码:A 文章编号:
我国是个能源消费大国,能源相对短缺,然而能源浪费却相应严重。作为二次能源的电能供需矛盾近年来
越来越突出,能源的缺乏已严重制约着国民经济的发展。节能问题一直是我国发展国民经济的一项长远战略方针,那么节约电能就成为每位电气设计人员必须认真考虑的问题。下面就建筑电气设计中的几种节能措施谈谈一些看法。
1 供配电系统的节能设计
根据负荷容量,供电距离及分布,用电设备特点等因素合理设计供配电系统,做到系统尽量简单可靠,操作方便。变配电所应尽量靠近负荷中心,以缩短配电半经减少线路损耗。合理选择变压器的容量和台数,以适应由于季节性造成的负荷变化时能够灵活投切变压器,实现经济运行减少由于轻载运行造成的不必要电能损耗。
2 变压器的节能设计
减少变压器的有功损耗。变压器的有功损耗按下式计算:
ΔΡ=Ρo+β²Ρκ
式中 ΔΡ--变压器的有功损耗(KW) Ρo-变压器的空载损耗(KW)
Ρκ-变压器的短路损耗(KW) β-变压器的负载率
(1) Ρo作为变压器的空载损耗又称铁损,它是由铁芯涡流损耗及漏磁损耗组成,其值与铁芯材料及制造工艺有关,与负荷大小无关,所以在选用变压器时最好选择节能型变压器如S9,SL9,SC8等。它们采用优质冷轧取向矽钢片,由于“取向”处理,使矽钢片的磁畴方向接近一致,减少铁芯涡流损耗,45度全斜度接缝结构使接缝密合性好,减少了漏磁损耗。
(2) Ρκ是变压器额定负载传输的损耗又称变压器线损,它取决于变压器绕组的电阻及流过绕组电流的大小,并与负荷率平方成正比。因此在选择变压器时应选用阻值较小的绕组,如铜芯变压器。β²Ρκ用微分求它极值时,是在β=50%时每千瓦的负荷,此时变压器的能耗最小,但在β=50%负载率时仅减少变压器的线损,并未减少变压器的铁损,因此也不是最节能的。综合初装费,变压器、高低压柜、土建投资及运行费用,又要使变压器在使用期内预留适当的余量,变压器最经济节能运行的负载率一般在75%--85%之间。
(3) 在选择变压器容量和台数时,应根据负荷情况,综合考虑投资和年运行费用,对负荷合理分配,选取容量与电力负荷相适应的变压器,使其工作在高效低耗区内。
3 减少线路损耗由于配电线路有电阻,有电流通过时就会产生功率损耗,其公式为:
ΔΡ=3I²R•10ˉ³
式中:ΔΡ--三相输电线路的功率损耗(KW)I-线电流(A) R-线路相电阻(Ω)
其中“R”线路电阻在通过电流不变时,线路长度越长则电阻值越大。如果在一个工程中由于线路上下纵横交错,一般工程线路总的不下万米,大工程更是不计其数,造成电能损耗是相当可观的,所以减少线路能耗必须引起设计人员的足够重视。在具体工程中,线路上电流一般是不变的,那么要减少线损,只能尽量减少线路电阻。而线路的电阻R=ρL/S,即与导线电阻率ρ、导线长度L成正比,与导线截面S成反比。要减少电阻值应从以下几个方面考虑:
(1) 尽量选用电阻率ρ较小的导线,如铜芯导线较佳,铝线次之。
(2) 尽可能减少导线长度,在设计中线路应尽量走直线少走弯路,另外在低压配电中尽可能不走或少走回头路。变电所应尽可能地靠近负荷中心,以减少供电半径。
(3) 增大导线截面积,对于较长的线路,在满足载流量,热稳定,保护配合及电压降要求的前提下,在选定线截面时加大一级线截面。这样增加的线路费用,由于节约能耗而减少了年运行费用,综合考虑节能经济时还是合算的。
4 提高供配电系统的功率因数
功率因数提高了可以减少线路无功功率的损耗,从而达到节能目的。前面提到的输电线路损耗ΔP中包含了线路传输有功功率时而引起的线损和线路传输无功功率时引起的线损。传输有功功率是为了满足建筑物功能所必须的,是不变的。而在供配电系统中的某些用电设备如电动机、变压器、灯具的镇流器以及很多家用电器等都具有电感性,会产生滞后的无功电流,它要从系统中经过高低压线路传输到用电设备末端,无形中又增加了线路的功率损耗。然而这部分损耗是可以避免的,具体方法有:
(1) 减少用电设备无功损耗,提高用电设备的功率因数。在设计中尽可能采用功率因数高的用电设备如同步电动机等,电感性用电设备可选用有补偿电容器的用电设备(如配有电容补偿的荧光灯)等。
(2) 用静电电容器进行无功补偿,电容器可产生超前无功电流抵消用电设备的滞后无功电流从而达到提高功率因数同时又减少整体无功电流。在具体工程设计中有采用分散就地补偿和高低压柜集中补偿等方式,可根据具体情况具体分析。
5 电动机节能设计
减少电动机能损耗的主要途径是提高电动机的工作效率和功率因数。在工程设计中应选用高效率的电动机,但是在具体工程中电动机通常都是水暖及建筑等专业设备所配套的,由设备制造商统一供应的,所以节能措施只能贯彻在运行过程中。除了就地电容器补偿以减少线路损耗外主要是减少电动机轻载和空载运行,因为在轻载运行下电动机效率是极低的,切实可行的办法是采用变频调速控制电动机使其在负载率变化时自动调节转速使得与负载变化相适应以提高电动机轻载时的效率从而达到节约电能的目的 6 照明的节能设计
照明节能设计就是在保证不降低作业面视觉要求、不降低照明质量的前提下,力求减少照明系统中光能的损失,从而最大限度的利用光能,通常的节能措施有以下几种:
(1) 充分利用自然光,这是照明节能的重要途径之一,在设计中电气设计人员应多与建筑专业配合,做到充分合理地利用自然光使之与室内人工照明有机地结合,从而大大节约了人工照明电能。
(2) 照明设计规范规定了各种场所的照度标准、视觉要求、照明功率密度等等。照度标准是不可随意降低的,也不宜随便提高,要有效地控制单位面积灯具安装功率,在满足照明质量的前提下,一般房间(场所)应优先采用高效发光的荧光灯(如T5、T8管)及紧凑型荧光灯,高大车间、厂房及体育馆场的室外照明等一般照明宜采用高压钠灯、金属卤化物灯等高效气体放电光源。
(3) 推广使用低能耗性能优的光源用电附件,如电子镇流器、节能型电感镇流器、电子触发器以及电子变压器等,公共建筑场所内的荧光灯宜选用带有无功补偿的灯具,紧凑型荧光灯优先选用电子镇流器,气体放电灯宜采用电子触发器。
(4) 改进灯具控制方式,采用各种节能型开关或装置也是一种行之有效的节电方法。根据照明使用特点可采取分区控制灯光或适当增加照明开关点。卧房、病房、客房等床头灯可采用调光开关,高级客房采用节电钥匙开关,公共场所及室外照明可采用程序控制或光电、声控开关,走道、楼梯等人员短暂停留的公共场所可采用节能自熄开关。
论文摘要:本文介绍了线损理论计算的原理,对农村电网进行了全面的线损理论计算在分析计算结果的基础上,有针对性地拟定了降损方案。根据拟定的降损方案对电网的各类参数进行了修改,重新进行了线损理论计算。通过对两次线损理论计算结果的比较,验证了降损方案的可行性和 经济 性。和传统的线损分析相比,本文方法具有更为科学、精确、针对性强的特点,为农村电网进行降损改造和电网规划提供了很好的参考依据。
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 概论
1.1 电能损耗 管理 的目的和意义
电力 网的电能损耗(俗称线损),是电网经营企业在电能传输和 营销 过程中从发电厂出线起至用户电能表止所产生的电能损耗。而电能损耗率是衡量电力在传输过程中损耗高低的指标,它反映和体现了电力系统的规则、设计、运行和经营管理的水平,是电网经营企业的一项重要经济、技术指标。降低电能损耗是贯彻“生产与节约并重”能源政策的一个组成部分,应加强管理。而前些年电网的发展却滞后于国民经济的高速发展,特别是作为电网不可分割的组成部分—农村电网,更是到了非改造不可的时候,它直接制约了农村经济的发展。由于农村电网负荷分散、接线杂乱、规格不一、管理薄弱等原因,造成农村电网电能损耗偏高的现象。究其原因,主要是网络布局不合理,供电路径过长,导线截面过小,功率因数低,设备利用率低,计量设备不全,导致管理不善,加之农电 管理体制 不顺,多家管电,导致农村电价远远高于城市电价的情况,增加了农民的负担。
为此,国家投入巨资,提出了改革农村用电管理体制、改造城乡电网、实施城乡同价等措施,以提高电网送电能力,降低电能损耗,降低农村电价,减轻农民用电负担,开拓农村电力 市场 ,繁荣农村经济。经过持续三年多时间的城乡电网建设和改造,一个改善的电力网络已呈现在人们面前,全方位的供用电管理工作正在紧张有序地进行。为了达到电网安全、经济地运行,巩固同网同价成果,加强线损管理,降低电能损耗,便是摆在电网经营企业面前的一项长期艰巨的任务。
(1)降损就是效益。例如,某县电网经营企业年供电量5亿kWh,原电能损耗率降到13%,通过电网改造,加强电能损耗管理,使电能损耗降到10%,一年可节约电能损耗电量1500万kWh,按每千瓦·时电价0.56元计算,一年可节约资金840万元。这个帐人人会算,但是怎样去加强电能损耗管理,便是一个大家值得讨论、研究的课题。要把电能损耗降到国家规定的范围之内,尤其是农村电网经过全面的建设和改造,调整了网络布局,新建和改造了各级电压等级的一大批输配电线路和变电所,将老式变压器更换为节能型变压器,增强了调度、 通信 功能和计量、测量手段,因此,开展一次全面的电能损耗组成状况,找出薄弱环节,从而明确主攻方向,狠抓措施落实,为制定降损措施和提高科学管理水平提供理论依据。
(2) 电能损耗理论计算。在计算方法上,力求取值方便,计算简单,实用性强,并能达到较高的准确度。
1.2 电能损耗形成及组成
1.2.1 电能损耗形成
电能的输送过程,如图1-1所示。
图1-1 电能输送过程
电力的传输过程,要通过电力网中的导线和电压器等输、配电设备到用户,由于导线和变压器都具有电阻和电抗,因此电流在电网中流动时,将会产生有功和无功的电能损耗。
电力损耗的大小与流过导线电流的平方成正比。对同一部分无功功率。这些无功功率除靠发电厂的发电机发出无功外,调相机、电力电容器也向电网输送无功。
1.2.2 电能损耗组成
电能损耗(线损)是输电网络、配电网络损耗电量的总称,它包括技术电能损耗和管理电能损耗两部分,主要计算公式如下
电能损耗电量=供电量(输入电量)—售电量(输出电量)
线损率(%)=线损电量/供电量×100%
线路损失电量,一般可分为可变损失、固定损失和不明损失三部分。
可变损失。随线路、设备上通过的电流变化而变化,既与电流平方成正比,电流越大,损耗也越大。
固定损失。不随负荷电流的变化而变化,只要设备上接上电源,就要消耗电能,它与电压成正比。在实际运行中,一般电压变化不大,为了计算方便,这个损失作为一个固定值。
不明损失。理论计算损失电量与实际损失电量的差值,它包括漏电及电损失电量在内。
(一) 可变损失
1、 线路上产生的可变损失。
(1) 输电线路上产生的负荷损失。
(2) 配电线路上产生的负荷损失。
(3) 低压线路上产生的负荷损失。
(4) 接户线路产生的负荷损失。
2、 变压器上产生的可变损失
(1) 主变压器的负荷损耗。
(2) 配电变压器的负荷损耗。
在变压器上产生负荷损耗的原因如下。
(1) 由负荷电流在变压器绕组导线内流动造成的电能损失。
(2) 由励磁电流在变压器绕组导线内造成的电能损失。
(3) 杂散电流在变压器绕组导线内造成的电能损失。
(4) 由于泄漏电流对导体影响所引起的涡流损失。
3、 调相机的负荷损耗
由于调相机发出无功功率,因此原动机需要消耗一些有功功率。
(二) 固定损失
(1) 主变压器的空载损耗。
(2) 配电变压器的空载损耗。
(3) 电缆、电容器的介质损耗。
(4) 调相机的空载损耗。
(5) 电能表电压线圈的损耗。
(6) 35kV及以上线路的电晕损耗。
变压器空载损耗,主要包括以下三方面。
(1) 铁心的涡流损耗。
(2) 铁心的磁带损耗。
(3) 夹紧螺丝的杂散损耗。
(三) 不明损失
造成不明损失的原因是多方面的,供电企业必须加强 管理 ,密切各部门之间的联系;加强电能计量监督和营业工作中的抄核收制度、月末抄表制度,和用电检查制度等。
产生不明损失的原因大致有以下几方面。
(1) 仪用互感器配电套不合理,变比错误。
(2) 电能表接线错误或故障。
(3) 电流互感器二次阻抗超过允许值;电压互感器二次压降超过规定值引起的计量误差。
(4) 在互感器二次回路上临时工作,如退出电压互感器,短接电流互感器二次侧末作纪录,未向用户追补电量。
(5) 在营业工作中,因漏抄、漏计、错算及倍率差错等。
(6) 对供电区因馈电总表与用户分表时间不对引起的误差(抄表时间不固定并不会损失电量,只影响线损计算)。
(7) 用户违章窃电。
1.3 影响电能损耗主要因数
作为一个供电企业,电能损耗(线损)管理可以说是一个系统工程。它不仅涉及规划、设计、运行与检修的各个方面,还与线路、变电、用电等部门联系密切,电能损耗率的大小与网络结构、传统运行方式、负荷大小、工 农业 用电比重、检修质量、用电管理、表记管理、抄标周期、无功补偿等因素有关。
一、运行方式
电网结构不合理,近电远送;迂回供电;供电半径超过规定,导线截面过细;检修质量不高,裸导线触碰树枝,绝缘子破裂或有放电闪络现象;负荷分配不合理。
二、设备因素
无功补偿度低,造成功率因素低;主变压器、配电变压器容量配置过大,使变压器空载损耗比率增加;电流互感器二次阻抗超过允许阻值,电压互感器二次压降超过规定值,引起计量误差;电能表校前合格率、准确率、轮换率达不到规定要求。
三、管理方法
没有成立企业电能损耗管理组织、无电能损耗管理专职人员,制度不健全;未全面开展线损理论计算,降损措施不落实;没有按月召开电能损耗分析会议对电能损耗进行分析或分片、分线对电能损耗进行承包等办法。
四、 环境 因素
线路、设备检修无计划,用电检查人员没有经常到用户处检查电气设备、检查电能计量装置以及用户违章用电等情况。
五、人员因素
抄表应定人员、定时间、定线路,月末抄见电量比重越大,线损率越准确。造成电能损耗率不稳的原因,如农业负荷随天气、随季节影响变化大;每年二月是28天,而售电量为30天,造成电能损耗率虚降;用上月下半月电量和本月上半月电量之和代替本月电量的办法,也是造成电能损耗率虚增、虚降的原因。
抄表差错,主要指电能表底码电量和倍率差错、抄核收及大用户电能表出现问题,也有可能运行方式改变、电流互感器变比更换,电能表更换后的漏登记,造成电量不准等。
用逐条输配电线路及逐座变电所计算电能损耗的办法,可减少上述误差。
终上所述,影响电能损耗的因素很多,但关键的一条是领导重视、措施得力。充分调动企业职工的降损积极性和主观能动性,发挥职工的主人翁意识,上下一心,共同努力,通过各种降损手段,把线损率降低到最低限度。
六、建立小指标制度
为了便于检查和考核电能损耗 管理 工作,电网经营企业应建立小指标内部 统计 与考核制度,具体如下。
(1)关口电能表所在的母线电量不平衡率。
(2)10kV及一下电网综合电能损耗率。
(3)变电所所用电指标。
(4)变电所高峰、低谷负荷时的功率因数。
(5)月末日24时抄见售电量的比重。
(6)电压合格率。
1.4 本文的主要工作
本文以 农村 电网线损理论计算分析为研究课题,主要进行如下工作:
1、介绍农村电网线损的现状和线损理论计算的原理。
3、从不同角度分析农村线损理论计算结果。
4、根据对计算结果的分析,制定有针对性的降损措施。
5、按降损措施修改电网参数后再次进行线损理论计算,对两次线损理论计算的结果进行比较,分析降损措施的效果,验证其可行性和 经济 性。
第二章 线损理论计算的原理和和常用方法
2.1 线损的分类和构成
整个电网的电能损耗计算建立在每一电网元件的电能损耗计算的基础上,电网的电能损耗是电网同一时段内个元件电能损耗总和。电能损耗按能否进行理论计算可以分为两类:第一类是可以计算的技术损耗,这类损耗可以通过理论计算求得其数值,所以也称为理论线损,它主要包括电阻发热损耗,还包括介质磁化损耗和不明损耗,后者如线路绝缘不良引起的泄漏损耗、设备接地或短路故障的电能损耗。
2.2 理论线损的概念
1、理论线损电量
理论线损电量由下列损耗电量构成:
= 1 * GB3 ①变压器的损耗电能;
= 2 * GB3 ②架空及电缆线路的导线损耗电能;
= 3 * GB3 ③电容器、电抗器、调相机中的有功损耗电能、调相机辅机的损耗电能;
= 4 * GB3 ④电流互感器、电压互感器、电能表、测量仪表、保护及远动装置的损耗电能;
= 5 * GB3 ⑤电晕损耗电能;
= 6 * GB3 ⑥绝缘子的泄漏损耗电能(数量较小,可以估计或忽略不计);
= 7 * GB3 ⑦变电所的所用电能。
2、理论线损率
理论线损率是地区供电局对所属输、变、配电设备根据设备参数、负荷潮流、特性计算得出的线损率。
线损率(%)=线损电量/供电量×100%
式中:供电量=输入电量+购入电量
2.3 线损理论计算所需的资料和参数
1、 线损理论计算时应收集下列资料:
= 1 * GB3 ①变电所和电网的运行接线图;
= 2 * GB3 ②变压器、线路、调相机、电容器、电抗器等的参数;
= 3 * GB3 ③ 电力 网中各元件的负荷、电压等参数。
2、代表日的选取方法
各元件的负荷及运行电压参数是从代表日实际测录取得的,即每一个元件电网的潮流和电压是已知的。代表日一般按下列原则选定:
= 1 * GB3 ①电网的运行方式、潮流分布正常,能代表计算期的正常情况;
= 2 * GB3 ②代表日的供电量接近计算期的平均日供电量;
= 3 * GB3 ③绝大部分用户的用电情况正常;
代表日负荷纪录应完整,能够足计算需要,应有变电所、线路等24小时的供电、输入、输入的电流,有功功率和无功功率,电压以及全天电量纪录。根据代表日正点抄录的负荷,可以为每小时内负荷不变。
2.4 线损理论计算方法
1、线路等元件的电能损耗,应按元件的日负荷情况,可使均方根电流法为基本方法;
代表日的损耗电能A可以用以下公式计算
A=3 ·R·T 10 (kW·h)
式中:R——元件的电阻,Ω;
T——运行时间,对于代表日T=24,h;
——均方根电流,A。
均方根电流 由24小时电流求得:
式中: ——各正点时通过元件的负荷电流,A。
当负荷曲线以三相有功功率、无功功率表示时I可由下式计算:
式中: ——正点时通过元件的三相有功功率,kW;
——正点时通过元件的三相无功功率,kvar;
——与 、 同一测量端同一时间的线电压值,kV。
2、双绕组变压器损耗电能的计算
(1)空载损耗电能
式中: ——铁芯的损耗电能,kW·h;
——变压器空载损耗功率,kW;
T——变压器运行小时数,h;
——变压器的分接头电压,kV;
——平均电压,kV。
用潮流方法计算时采取接地支路等值的方法。
(2)负载损耗电能
式中: ——负载损耗电能,kW·h;
——变压器的短路损耗功率,kW;
——变压器的额定电流,应取与负荷电流同一电压侧的数值,A。
因I= ,所式可以改写为
式中: ——变压器代表日负荷(视在功率)的均方根值,KVA;
——变压器额定容量,KVA。
(3)变压器的损耗电能
2.5 10kV电网(配网)线损理论计算的方法
2.5.1 配网线损计算方法
配电网络的电能损耗,包括高压配电线损耗、配电变压器损耗、低压配电线(包括接户线)损耗和测量表计损耗等。其计算方法和输电网络一样,但由于配电网络点多面广、线路长、导线型号不一,各台配电变压器及各条线段的负荷资料难以准确掌握等特点,如采用输电网络的计算方法,不仅十分复杂,而且往往无法实现,为此只能采取简化近似的计算方法。
1、高压配电线电能损耗的计算
高压配电线电能损耗的计算采用逐点计算法。逐点计算法就是将配电线路全线按每个负荷点进行分段,求出各段最大电流和全线等值电阻,最后根据均方根电流和等值电阻求出全线的电能损耗。
(1)根据高压配电线路的导线型号,算出各段导线的电阻。
(2)确定代表日变电站出口处的电流值。
根据变电站的负荷记录,查出代表日最大负荷电流 ,计算出均方根电流 、平均电流 、修正系数 ;
式中: ——代表日供电量,k——相同相别,相同变压器容量供电的低压台区数;
N——低压导线根数;
——低压线路首端的最大电流,A;
——相同相别,相同变压器容量供电的各个低压台区的平均电阻值,Ω;
——相同相别,相同变压器容量供电的各个低压台区的负荷分散因数的平均值;
——相同相别,相同变压器容量供电的各个低压台区的损失因数平均值。
4、低压接户线电能损耗的计算
低压接户线涉及到千家万户,不但数量很多,而且导线型号、长度及负荷电流不相同,计算起来比较困难,但考虑到接户线的损耗所占比重很小(一般不超过整个配电网络的1%),可按每一百米低压接户线每月0.5 kW·h进行 统计 。
5、电度表电能损耗的计算
3.2.2 变压器电能损耗的计算
查表得,变压器空载损耗功率 和负载损耗功率 P 为:
=2.1kw
P =1.5kw
变压器额定电流
I = = =1806.4(A)
实测最大电流I 为2500(A)。
查得:照、动合一的三相变压器损失系数为0.4,单项照明变压器为0.2。
1. 变压器有功电能损耗计算如下
(1)变压器空载电能损失 A
A = t 10
式中: A ——变压器空载电能损失 A (KWh)
——变压器空载损耗功率(w);
t——变压去运行时间(h)。
(2)变压器负荷电能损失 A
A = K 10
= K10
= P ( 10
式中: A ——变压器负荷电能损失(KWh);
——变压器负荷时的功率损耗(w);
——三相变压器损耗系数,取0.4;
(3)变压器的总电能损耗 A
A = A + A (KWh)
2.变压器无功电损耗计算
(1)变压器空载无功电损耗
= t
(2) 变压器负荷无功电能损失
= ( K t
(3)变压器的无功电能损耗
= +
式中:I ——变压器空载电流酚数;
U %——变压器阻抗电压酚数;
S ——变压器额定容量(KVA);
S——变压器实际使用容量(KVA)。 S=
式中:cos ——功率因数,取0.7;
则有:(1)求变压器空载时的有功,无功电能损耗
= = =36(Kvarh)
(2) 求变压器负荷时的的有功,无功电能损耗
A = ) t 10
=72.83(KWh)
=
其中, S= = =559(KVA);
代入公式得 = =80.496(kvarh)
(3)变压器总的无功、有功损耗
= + =36+80.496=116.5(kvarh)
因此,变压器年总的无功、有功损耗为:
第四章 提高电能质量降低电能损耗
4.1 线路的无功补偿
首先 电力 系统中无功平衡与电压水平有着密切关系。如果发电机有足够的无功备用,系统的无功电源比较充足,就能满足较高电压下的无功平衡的需要,系统就有较高的运行电压水平。反之,无功不足,系统只能在较低的电压水平下运行。在电力系统中应力求做到在额定电压下的系统无功平衡,并根据实现额定电压下的无功平衡要求装设必要的无功补偿设备。其次无功是影响电压质量的一个重要因素。电压是电能质量的主要指标之一。保证电压质量,即保证端电压的偏移和波动都在规定的范围内,是电力网运行的主要任务之一。从电压损耗的公式 U=(PR+QX)/U可见,在电网结构(R,X)确定的情况下,电压损耗与输送的有功功率和无功功率都有关。而在输送的有功功率一定的情况下,电压损耗主要取决于输送的无功功率。造成电压波动的主要因素,一是用户无功负荷的变化,二是电力网内无功潮流的变化。如果电力网中没有足够的无功补偿设备和调压装置,就会产生大的电压波动和偏移,甚至出现不允许的低电压或高电压运行状态。保证电力网的电压质量,与无功的平衡之间存在着不可分割的关系。而且,无功是影响线路损耗的一个重要因素。
电压质量对电力系统稳定运行,降低线路损耗和保证工 农业 的安全生产都有着重要意义。因为,如果大量的无功不能就地供应,而靠长途输送,流经各级输变电设备的话,就会产生较大的电能损耗和电压降落。若无适当的调压手段,便会造成电网低电压运行。相反,当电力网有足够的无功电源,用户所需的无功又大大减少时,输送中的无功损耗也相应减少,用户端电压便会显著上升,甚至出现电网高电压运行。如果无功过补偿,过剩的无功反向流向电网也会造成电能损失。
4.2 配电网的主要无功负荷
输电线路与变压器对对供电性能的影响有一定的特殊性。所以在下面首先对系统的负荷特性进行深入的分析。变压器是个大感性负载,有功功率损耗一般可以忽略不计,容量越大其无功功率的消耗就越大,无功功率本身并不损耗能量,它仅完成电磁能量的相互转换,但是在电网传输过程中会造成相应的有功损耗,其产生的电压降也影响电网质量,对用户来说无功电量的增加,会提高用电 成本 [30]。变压器的无功功率损耗包括励磁无功损耗和漏抗无功损耗两部分,励磁无功损耗与运行电压平方成正比,但过电压运行会大幅度增加,过压百分之五励磁无功损耗增加一倍,过压百分之十励磁无功损耗增加倍数难以想象,增加电网对无功补偿的需求。额定电压下励磁功率为变压器额定功率的百分之二。对容量小,空载电流大,负荷率低,运行电压偏高的 农村 电力 网,变压器的励磁功率在电力网无功负荷中所占比重很大,该无功负荷可认为基本不变,且运行时间最长,对其补偿的 经济 性最好,所以无功补偿的首要任务就是补偿变压器的励磁功率。变压器视在功率不变时,漏抗中损耗的无功功率与运行电压平方成反比。
第五章 理论线损降损措施分析
5.1 电力变压器节能
(1)变压器降耗改造。变压器数量多、容量大,总损耗不容忽视。因此降低变压器损耗是势在必行的节能措施。若采用非晶合金铁芯变压器,具有低噪音、低损耗等特点,其空载损耗仅为常规产品的五分之一,且全密封免维护,运行费用极低。S11系统是目前推广应用的低损耗变压器,空载损耗较S9系列低75%左右,其负载损耗与S9系列变压器相等。因此,应在输配电项目建设环节中推广使用低损耗变压器。
(2)变压器经济运行。变压器经济运行指在传输电量相同的条件下,通过择优选取最佳运行方式和调整负载,使变压器电能损失最低。变压器经济运行无需 投资 ,只要加强供、用电科学 管理 ,即可达到节电和提高功率因数的目的。每台变压器都存在有功功率的空载损失和短路损失,无功功率的空载消耗和额定负载消耗。变压器的容量、电压等级、铁芯材质不同,故上述参数各不相同。因此变压器经济运行就是选择参数好的变压器和最佳组合参数的变压器运行。选择变压器的参数和优化变压器运行方式可以从分析变压器有功功率损失和损失率的负载特性入手。
5.2 电网无功配置优化
大量无功电流在电网中会导致线路损耗增大,变压器利用率降低,用户电压跌落。无功补偿是利用技术措施降低线损的重要措施之一,在有功功率合理分配的同时,做到无功功率的合理分布。
无功优化的目的是通过调整无功潮流的分布降低网络的有功功率损耗,并保持最好的电压水平。无功优化补偿一般有变电所无功负荷的最优补偿、配电线路最优补偿以及配电变压器低压侧最优补偿。由电能损耗公式可知,当线路或变压器输送的有功功率和电压不变时,线损与功率因数的平方成反比。功率因数越低电网所需无功就越多,线损就越大。因此,在受电端安装无功补偿装置,可减少负荷的无功功率损耗,提高功率因数,提高电气设备的有功出力。随着电力 电子 技术的发展,应积极开展有源滤波装置(Active Po)的试点应用。
开展电力需求侧管理能带来直接经济效益和良好的 社会 效益,有效的技术手段是实施需求侧管理的基础,研究掌握好能效技术、负荷管理技术,采用先进技术来提高终端用电效率,对实现电力需求侧管理的目标起到保障作用。
改变用户用电方式。主要指负荷整形管理技术,包括削峰、填谷和移峰填谷3种。根据电力系统的负荷特性,以某种方式将用户的电力需求从电网的高峰负荷期削减、转移或增加电网负荷低谷期的用电,以达到改变电力需求在时序上的分布,减少日或季节性的电网峰荷,提高系统运行的可靠性和经济性,还能减少新增装机容量、节省电力建设投资,降低预期的供电成本。主要在终端用户中采用蓄冷蓄热技术、能源替代运行技术和改变作业程序、调整轮休制度。
提高终端用电效率。主要有选用高效用电设备、实行节电运行、采用能源替代、实现余能余热回收和应用高效节电 材料 、作业合理调度、改变消费行为等。
推广高效节能电冰箱、空调器、 电视 机、洗衣机、电脑等家用及办公电器,降低待机能耗,实施能效标准和标识,规范节能产品 市场 。引导企业采用无功补偿、智能控制技术、变频调速和高效变压器、电动机等节电控制技术和产品,有利于电网削峰填谷、优化电网运行方式、改善用能结构、降低 环境 污染,提高终端电能利用率。
5.3 电气设备节能
(1)电气布置及接线优化。从电气设备布置而言,尽量将需要散热的设备放在通风良好的场所,以最大限度地减少 机械 通风,降低 建筑 物内的能耗;将变压器室等产生大量热量的设备房间与需要配置空调的设备房间的隔墙采取隔热措施。
(2)选用环保节能型设备。a.变压器是主要的耗能设备,降低变压器的损耗是变电站节能的关键。b.尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备 运输 的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光;所有的照明光源全部采用发光二极管。c.选用配置有变频器的风机及空调设备,即采用智能化产品,可根据环境状况自动启动和自动关闭,即仅在设备运行或事故处理的时候才启动,以达到节约用电的目的。
(1)利用自然采光。尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
(2)选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择,除根据使用场所的需求外,还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源,如用电子节能灯替换白炽灯,用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
(3)采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比(LOR)(灯具效率)。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
(4)采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面:a.通常晚间电网电压高于标准电压,至使灯具超功率运行,不仅亮度超标,而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求(特别是路灯照明)急剧减小,可以适当降低亮度水平(符合照明标准规定和要求的亮度),通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制,可以节约更多的能源,同时延长灯具寿命。
5.4 照明节能
(1)利用自然采光。尽量利用自然采光,特别是人员巡视、设备运输的楼梯间和走廊应尽可能采用自然采光。
(2)选用高效、节能的电光源。光源的节能主要取决于它的发光效率。照明光源的选择,除根据使用场所的需求外,还应根据电光源的显色指数、使用寿命、调光性能、点燃特性等综合考虑。原则是根据不同需求情况积极选用新一代的节能光源,如用电子节能灯替换白炽灯,用高压钠灯、金卤灯替换高压汞灯。
(3)采用高效、光通维持率高的灯具。灯具是对光源发出的光进行再分配的装置。衡量灯具的节能指标是光输出比(LOR)(灯具效率)。选用优质高效、光通维持率高的灯具对照明节能具有重要的意义。
(4)采用先进控制系统和策略。采用先进控制系统和策略的节能潜力基于2个方面:a.通常晚间电网电压高于标准电压,至使灯具超功率运行,不仅亮度超标,而且缩短了灯具寿命。b.由于23:00以后的照明需求(特别是路灯照明)急剧减小,可以适当降低亮度水平(符合照明标准规定和要求的亮度),通过对路灯电路进行适当的稳压调压控制,可以节约更多的能源,同时延长灯具寿命。
第六章 结论
配电网线损的计算分析是一个繁杂的课题,本文以电力网电能损耗计算原理为依据,详细研究了校区地区配电网理论线损计算、线损分析和降损方案,得到如下结论:
1、针对洛阳理 工学 院东区配电网线损分析计算的现状及其存在的问题,从线损计算所需数据的收集整理、线损计算的简化算法以及降损措施等方面作了比较全面的分析,特别是在降损措施方面,提出技术降损是基础,管理降损是关键。在技术方面要加强电网结构的合理性、要注重电网运行的经济性;在管理方面要加强抄核收、计量方面的基础管理,确保企业的经济效益。
2、根据配电网网络复杂、运行数据较多且不易收集的特点,以等值电阻法为模型开发了理论线损的计算程序,并利用该分析配电网理论线损进行了计算与分析,实际算例表明该算法具有一定的有效性。
3、通过典型代表日负荷实测对全网线损情况进行了分析和计算,确定出技术线损和管理线损所占的比例,为电网节能降损的制订奠定了基础。配电网通过典型线路和典型台区的实测和计算分析,反映出配网线损存在的问题,用电结构和一单位一表改造对配电线损的影响。
4、本文对洛阳理工学院东区配电网理论线损率进行了深入的剖析,从理论上形成了较为科学的降损方案,由于通过计算获得了确实的降损效果,各项措施的效果并不模糊,其可行性和经济性有了定量的分析。
5、与以前定性的线损分析不同,本文克服了以往线损分析简单、模糊的弱点,提出了较为准确、可行的降损方案,为电网发展和科学规划提供了参考依据。
通过对洛阳理工学院东区配电网理论线损计算、线损分析和降损方案研究,建议:
1、在线损理论计算方面要结合地区的实际情况,选择合适的、可行的计算方案,确保算法的有效性。
2、由于配电网具有网络复杂、运行数据较多的特点,在电力企业的配网运行中要加大自动化建设资金的投入,使运行数据的收集工作不再是配电网线损计算的瓶颈,也使配电网的线损理论计算和分析更加准确、可靠。
3、在电力企业降损措施的制定中要充分考虑投入与效益的比较分析。
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关键词:变电工程;工程设计;节能降耗
中图分类号:TE08 文献标识码:A
1变电站运行损耗的表现
变电站内运行损耗主要包括主变压器损耗和所用电损耗。主变压器的损耗主要表现在空载损耗和负载损耗。选择低损耗的主变压器是降低变电站运行损耗的关键措施。在满足将各电压侧短路电流水平限制在规定值的前提下,尽量不选用阻抗高的变压器,尽可能地降低主变压器的空载损耗(铁损),适当降低主变压器的负载损耗(铜损)。
对于主变压器的节能降耗措施,一方面是最大限度地降低自身损耗,另一方面,可以提高变压器的效率以降低损耗,而改善功率因数是提高变压器效率一个关键措施。功率因数的提高,相应地可使线路电流减小,而变压器的铜损是它一二次线圈电阻损耗的和,与负荷电流的平方成正比,所以提高功率因数可降低变压器损耗,提高变压器效率。因此,在变电站工程设计中,合理地设置无功补偿装置对变电站节能降耗起着重要作用。
2降低变电站运行损耗的措施
(1)在所用变压器选择方面,广西电力工业勘察设计研究院严格按照变电站的实际用电负荷及所用变压器的负荷进行设计。根据《220~500kV变电所所用电设计技术规程》(DL/T5155-2002)的规定,220kV变电站设2台所用变压器,在所用变压器的选择上,通过准确计算所用电容量来选择合理的变压器容量,同时也尽可能地降低空载损耗(铁损),适当降低主变压器的负载损耗(铜损)。目前的工程中多使用S11型的所用变压器,比过去的S9型变压器损耗更低,产生了较好的节能效果。该院也考虑在以后的工程中逐步使用技术更新、节能效果更好的变压器作为所用变压器。如,非晶合金铁芯变压器、立体三角形卷铁芯变压器等。所用变压器的负载损耗会随着三相负载不平衡度的增加而增大。在三相负载最大不平衡度时,变压器负载的损耗达到三相平衡负载时3倍之多,因此在变电站工程设计的过程中,该院注意将所用电的各个回路的负荷准确统计、合理分配,使所用电相间负荷的不平衡度降至最低,可以有效地降低所用变压器的损耗。在变配电系统的低压侧采用集中补偿的方式能提高建筑中的功率因数,且还能以变配电系统的无功功率作为计算补偿功率因数的依据。建筑中负荷性质产生变化,导致非线性负荷增多,从而造成一定量谐波出现。对于出现的谐波,应根据对配电系统的影响及对某些敏感电子设备的影响来判定是否对其采取抑制措施。谐波次数和谐波分量较难精确计算,因此为了有效对谐波进行抑制,在一些工程中会在运行初始阶段对线路进行测试,从而采取针对性的极为有效的抑制措施。若是有的回路出现过多的谐波,就应在其负载末端设置谐波抑制装置及功率因数补偿装置。还有一些工程中,单相负荷大且集中,这时设计人员应采用单相功率因数补偿及谐波抑制装置。
(2)在变电站照明设计中,沿道路设置庭院路灯,保证正常巡视需要;在屋外配电装置及主变压器场地装设独立低柱万向型投光灯;在需要检修时,采用投光灯照明以保证检修的照度。投光灯采用金属卤素灯,具有发光效率高、省电显著、照明范围大的优点。高压配电室照明装置拟采用壁装投光灯方式,此灯与以往采用的普通壁灯相比,也具有发光效率高、省电的优点。主控制室、通信机房等处照明灯具,采用节能效果好的嵌人式紧凑型荧光栅格灯。通过计算,在满足全站照明要求的条件下最大限度地节约照明负荷。照明灯具及照明光源均选择节能型的设备,
(3)变电站的建筑合理优化设计也能产生节能降耗的良好效果。通过严格控制体形系数,设计时对建筑造型、平面布局、采光通风等进行优化。在总平面布置和建筑设计中还考虑利用冬季日照、夏季自然通风,避开冬季主导风向,可以有效减少变电站的电热和空调负荷;建筑物的平、立面尽量不出现过多的凹凸,控制好建筑高度,并对建筑物进行优化设计,既节约“三材”又节省工程造价。在外坡及门窗设计时,围护结构均采用燕压粉煤灰砂砖取代传统猫土砖,节约土地资源;门窗设计要充分考虑门窗的朝向、面积和遮阳状况,控制窗墙面积比,对需要采光好的房间合理设计采光效果好的窗户以减少室内照明,避免东西向开大窗,保证南北空气对流。主控通信楼外墙窗采用遮阳性和气密性良好的铝合金窗,长时间使用空调的房间窗玻璃采用(6+9+6)厚中空玻璃,美观、保温.同时尽量采用能耗低的空调以降低所用电的能耗。在屋面设计时,采用倒置式屋面做法,屋面设置预制钢筋混凝土板、挤塑型聚苯乙烯保温隔热板,并使用两层三元乙丙防水卷材,既能减少屋面漏雨的几率,方便施工,又能有效降低屋面引起建筑内部温度的波动,降低了能耗,并减少了维护的成本。
(4) 供电电缆线路不断加长,导致电缆的阻抗也不断加大。在配电设计规范标准中对配电线路的电压降做出了明确要求,且其应将电力设备维持在±10%,照明系统维持在±5%。若是照明系统的压降为 5%那么就会造成光源效率下降,降低流明数的输出,从而导致照明效果下降。因而为了更好的确保照明效果,就非常有必要的进行对配电线路线缆的截面积方面的分析,从而确保截面积的选择合宜,最大限度减少线路的损耗。
(5)节能型镇流器选用
现阶段传统型电感镇流器仍被广泛使用,其具有使用寿命长、价格低廉和可靠性高等优点,同时也具有重量重、有噪声、功率因数低、体积大和自身功率耗能大等缺点,且其不属于节能型的镇流器。而新型的电子镇流器具有节能、功耗低、灯光效率高、灯光效率高、体积小、体积小、起动可靠、无噪声、允许出现较大电压偏差等优点,
,但是其也存在缺点那就是价格相对较高。但是相较于传统的电感镇流器,电子镇流器拥有广阔的前景,值得大力推广使用。
(6)采用建筑设备监控系统
在建筑中采用建筑设备监控系统,能更好的确保节能效果,其主要内容就是对建筑中照明设备和机电设备等通过利用直接数字控制技术进行合理有效的监控。为了保证建筑中机电设备的节能运行,应建立优秀的控制器及量身订做的软件系统,这有着举足轻重的作用。建筑设备监控系统是基于节能的基础上而进行设计的,因而在设计过程中,应紧绕节能进行相关工作,并注重该系统的节能功能。且系统通信协议问题在建筑设备监控系统的应用中具有至关重要的作用,因此,为了方便系统的集成和综合管理,其通信协议应是开放式的,这样能让建筑中各类子系统相互联通,还能共享所有的息资源。
3结语
在变电站工程设计中,只要通过精心设计,采用新的节能技术及合理的降耗措施,就可以有效地降低变电站的运行损耗,达到节能效果,同时能够降低电网运行的成本,产生良好经济效益和社会效益。.
参考文献:
[1]尹克宁.变压器设计原理[M].中国电力出版社,2003.
[2]胡景生.变压器能效与节电技术[M].机械工业出版社,2007.
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[6]DL/T5155-2002~500kV变电站所用电设计技术规程[s].
【关键词】火力发电厂;厂用电;节能降耗
改革开放以来,我国火力发电工程取得了快速的建设发展,到2011年全国火力发电总量已达3.8万亿kW・h,同比2010年增长13.88%火力发电厂中辅机设备系统非常多,同时受当时建设技术水平和综合建设资金等因素影响,其也是电能消耗,往往厂用电可达到电厂发电总量的9%以上。随着能源供需矛盾日益突出,国家相继出台一系列关于加强节能降耗工作的政策措施,节能降耗工作在火电厂中已被提到前所未有的高度。火力发电厂作为以热能为动力的清洁能源生产场所,其在电能生产各环节中存在大量电能资源损耗,其中也包括大量的无谓电能资源浪费,这在很大程度上影响到火电厂电能生产的社会经济效益,节能降耗是当前火电厂技术升级改造研究的重点,具有非常大的实践应用研究意义。
1 厂用电率及节能概念
厂用电率就是火力发电厂的电站厂用电量与实际机组总发电量间的比值,其数值越小代表热能资源转换利用效率越高。火力发电厂中,由于存在电机、水泵、风机等耗能大户,加上当时建设技术水平和综合投资资金等因素的影响,电厂厂用电率普遍较高,能源浪费严重具有非常大的节能降耗潜力。目前,火电厂机电方面的节能降耗主要措施主要体现在降低厂用电率方面,以提高火力发电机组的综合发电效率。从厂用电率的定义可知,降低火力发电厂厂用电率有两种途径,一是降低发电厂电能生产的厂用总电量;二是提高发电厂的综合发电量,即在电网调度允许的条件下,让机组尽量工作在满负荷运行工况,以提高火力发电厂的综合发电量,达到降低厂用电率的目的。从实际运行维护经验可知,方案二由于受到电网调度、煤炭供应、煤中灰分、煤中水分、市场价格等因素的影响,实际应用效果很难控制。因此,降低火力发电厂日常厂用电总量,以降低电厂单位电能生产成本,提高上网电能的综合竞争力,就成为电厂机电系统节能降耗研究的重要内容。
2 影响火电厂厂用电率的主要因素
2.1 电动机电能利用效率较低
电动机作为火力发电厂辅机系统的重要动力载体,如发电机、主变压器的冷却系统、中央空调系统、鼓风机系统、中/低压空气压缩机系统、节流水泵系统、电梯系统、煤炭拖运等,这些以电机拖动为主的动力系统,构成了整个火力发电厂最主要能耗系统。这些电机拖动设备系统的容量、工作效率、调节运行方式等对厂用电实际消耗总量有着非常大的影响,尤其是很多系统长期工作在额定运行工况中,不仅造成大量的电能资源浪费,同时还可能由于持续发热降低电机绝缘性能缩短其综合使用寿命。
2.2 照明系统能耗大
火电厂是一个结构规模较大、分布站点较广的复杂建筑,其全站厂房及存煤区室内外照明用电设备也较多,在经过多年的使用后,很多照明灯具设备存在老化、光衰严重等问题,不仪严重影响到整个照明系统的照明效果,同时老式手动静态调控方式,使得大量大功率灯具长期处于不必要照明运行工况,导致电能资源被大量浪费。
2.3 电热因素
火电厂由于其特殊的运行环境,必须采用电热等措施为电气设备驱潮和保温。但由于电热设备的运行大多凭借运行维护人员的主观意愿进行判断,随意性较大,电能资源浪费严重。
3 火电厂厂用电节能降耗的技术措施
3.1 提高机组利用率
火力发电厂其厂用电节电降耗,应从加强设备运行管理、设备技术升级改造等多方面全面开展。电厂运行调度人员在平时实践工作中,要详细记录各种运行工况数据,并在实际运行调度过程中不断积累经验知识,掌握发电机组的运行特性,尽量减少机组停机时间,提高机组利用效率,减少电网倒供电量。由于电气设备在启动过程中会消耗大量的电能资源,因此,应在设备启动前对整个机组机电设备进行全面优化,如:采用电泵对锅炉进行上水冲洗处理,待冲洗合格后再进行点火操作,这样通过合理进行启动前的优化处理可以有效降低电厂厂用电量。
3.2 及时发现机电设备缺陷,提高设备运行可靠性
由于机电设备自身存在的缺陷,往往会造成厂用电浪费。如:当供气/供水管路存在漏气/漏水时,可能造成机组辅机系统不能按照设计要求达到额定运行工况,进而造成频繁循环抽油、打气等恶性循环发生,造成用电量急剧增加,引起厂用电率上升。针对火电厂机电设备在运行过程中可能存在的上述设备缺陷问题,在实际运行维护过程中一定要从设备缺陷源头上进行彻底解决,通过完善的修复和技术升级整改,加强对发电机组辅机设备系统的保养和维护,这样既可以确保发电机组安全稳定的运行,同时又可以提高这些辅机系统的电能综合利用效率,减少厂用电用电量,提高火电厂电能生产经济效益。
3.3 利用新技术和新设备
采用变频调速节能控制系统,对火电厂中的水泵、风机、电梯等系统进行节能升级改造,确保电机拖动系统长期处于最优运行工况,降低电能资源的无谓浪费,以降低厂用电用电量。为了确保火电厂内所有机电设备的高效稳定运行,节省厂用电及空调用水量,应采用全厂微机监控系统对所有设备进行在线运行工况的动态监控,及时发现设备系统中存在的安全隐患,便于运行维护人员制定科学合理的处理对策。另外,微机监控系统可以根据发电机组的投运台数,自动调整辅机系统、空调系统在最佳状态,节约厂用电用电量,达到节能降耗的目的。
3.4 提高燃煤质量
针对当前火力发电厂用煤供应紧张问题,电厂应从着手寻找优质煤源等方面人手,结合技术、管理多方面措施提高燃煤的综合质量水平,以降低制粉单耗,减少单位电能生产成本。同时,应加强对煤炭的质检和管理工作,并充分利用电厂流动资金结合电厂需求提高电厂的煤炭储量,确保机组能够满发,提高电厂运营经济效益。
3.5 采用节能型设备
火电厂照明系统节能升级改造过程中,推荐采用新型高效节能光源,并配置先进的照明自动控制系统,通过系统智能自动化的调控,合理调配资源,以达到节约照明用电,达到节能降耗的目的。同时在整个电厂节能改造过程中应采用先进的节能设备,如采用低能耗S11或S13节能变压器、高效节能电动机、节能变频空调等,采取这些节能先进设备措施虽然其价格相对较高,当其所获得的节能效果也是相当可观的。
3.6 加强现场非生产用电管理
非生产用电主要包括生活区用电和进场公路用电。要求火电厂向员工发出绿色节能倡议,积极开展如“节能降耗从我做起”等活动,从实际生活、生产中树立较强的“节约用电,人人有责”的观念意识,尽量选用节能灯具,并形成人离灯息等良好习惯,推动节能降耗工作在各环节中顺利开展,有效提高火电厂在新电力市场环境中电能生产的综合竞争实力。
4 结语
在新的电力市场环境中,火力发电企业必须在电能生产、运营等环节中充分节约有限电能能源,减少单位电能的综合使用成本,充分利用有限能源,创造出最大经济效益,提高自身综合实力才能维持火力发电企业长期可持续稳健发展。尤其对于已建成的火电厂而言,在实际运行维护中要非常注重厂用电系统节能技术管理措施的合理利用,在体现节水、节电的同时,有效提高电能生产经济效益,确保火电厂安全可靠、节能经济的进行电能生产发展。
【参考文献】
[1]徐甫荣.发电厂辅机节能改造技术方案分析[J].电气传动自动化,2004(01):01-02.