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电力系统节能方式浅析

 设备负荷率低的原因主要有两个。一是选择设备的能力通常根据一定时间内出现的最大负荷来考虑,即设备在一定时间段内高负荷运转,其他时间由于生产运转状况的变化负荷下降,负荷率低;二是设计拖动设备时,考虑拖动能力、保险系数等因素,拖动设备、辅助马达也大于理论值。

来源: 瑞泽能源 发布时间: 2021-04-26 08:52:15 浏览次数:

  一,电力系统的主要问题。

  1.1电气设备负载率低。

  设备负荷率低的原因主要有两个。一是选择设备的能力通常根据一定时间内出现的最大负荷来考虑,即设备在一定时间段内高负荷运转,其他时间由于生产运转状况的变化负荷下降,负荷率低;二是设计拖动设备时,考虑拖动能力、保险系数等因素,拖动设备、辅助马达也大于理论值。

  低负荷率对能耗的影响主要表现在以下几个方面:

  (1)电机和变压器损耗的比例增加,三相异步电机的损耗主要包括恒定损耗(包括铁芯损耗和机械损耗)、负载损耗(铜损耗)和杂散损耗。负载损耗取决于负载电流和绕组中的电阻值,随负载变化而变化;恒定损耗和杂散损耗与负载无关,所以电机的轻载会增加自身损耗的比例。电机额定功率越大,恒定损耗的比例越大。

  变压器的有效损失由铁损失和铜损失构成。铜损失的大小与变压器负载率的平方成正比,但铁损失的大小只与外部电压和频率有关,与负载的大小无关,因此变压器轻负载时自身消耗的有效功率的比例很大。

  (2)系统功率因数大幅下降。三相异步电机是感性负载,运行时消耗的功率包括有效功率和无效功率。负载的变化直接影响有效功率的大小,但对无效功率的影响很小。在实际运行中,供电电机的总电流是有效电流和无效电流的矢量和,电机满负荷运行时,有效电流大,功率因数高,负荷下降时,有效电流小,无效电流几乎不变,功率因数下降。

  1.2配电线路布局不合理。

  部分供电线路走向不合理,井排线路远离配电室,能耗损失大。

  1.3电网质量影响电力消耗。

  1.3.1电压波动对电机各种损耗的影响。

  电压波动会影响电机的各种损耗。当电机满负荷或高负荷运行时,运行电压降低,电机扭矩降低,转差率增大,定子和转子的铜消耗增加,电机总损耗增加;当电机负荷率低时,由于电机的铁消耗与电压的平方成正比,电压升高会增加铁消耗,同样的损耗也会增加。

  1.3.2高次谐波电流对异步电机及配电线路损耗的影响。

  电网中有很多电气设备是非线性负载,会产生高次谐波电流,注入供电网络,从而在系统阻抗上产生相应频率的高次谐波电压,使系统电压波形变形。高次谐波对电气设施影响很大。对于电机来说,会产生频率较高的旋转磁场,使杂散损耗急剧增加,局部过热甚至烧坏电机;对于变压器来说,减少变压器铁心的磁通量,增加变压器绕组中导线的趋肤效应,即最常见的铁损耗和铜损耗增加,工作温度升高,效率降低:对于导线和电缆来说,电阻会随着频率的增加而增加,由于导线中的趋肤效应,谐波会增加用户自己供电系统中导线的附加损耗。特别值得注意的是,这种谐波也会增加三相供电系统中的中性线的电流,导致中性线过载。

 

  二,解决方案。

  2.1提高电气设备的负载率。

  2.1.1减少电气设备本身的损失。

  马达方面:一是合理选择,更换容量小的电机,提高负荷率;二是更换节能马达,如YX系列马达,高滑差马达,稀土永磁马达,淘汰高能耗老式马达;三是采用调速技术,降低马达转速节能。

  变压器:首先,调整变压器的负载率。第一,降低变压器容量;第二,集成负载,提高变压器负载率;第二,使用节能变压器。最近广泛使用的变压器有S11和SH11系列,以及新型变压器S13系列。

  2.1.2提高系统功率因数。

  将设备负载率调整到最佳值,可以提高设备本身的功率因数。此外,通过安装无功补偿装置,可以提高系统的功率因数,减少配电线路的损耗,节约电能。

  2.2改变配电线路的布置方式。

  改变供电路径,减少供电半径;用电负荷尽可能靠近电路的开始。

  2.3加强电网质量控制。

  第一,谐波理。分为有源滤波器和无源滤波器两种。通常的手段是采用d、yn11配线组的配电变压器,能够有效地减少3、9次谐波的设置滤波器过滤5、7、11次谐波。

  二是电压管理。对于线路末端电压低、负载率高的电气设备,提高电压,达到需求值,对于线路初端电压高、负载率低的电气设备,降低电压,在经济的电压范围内运行。

 

  三,现阶段各种方案的可行性分析。

  3.1提高设备负荷率。

  在变压器方面,首先是节能变压器的选择。本文对S9,S11,S13,SH11变压器的能耗情况进行了理论计算,50kV-A和630kV-A变压器的负荷率按40%和75%计算,结果表明:以目前的电价和变压器价格,更换S7变压器的投资回收期较长,不符合国家对更换节能变压器5~7年回收期的要求:新选择的变压器,S13变压器的投资回收期最短,SH11变压器的投资回收期最长,但节能效果最好,如果价格降到合理的范围,则应优先选择。第二,调整变压器,使负荷率达到合理的范围。大容量低负荷的变压器可以换成小容量的变压器,而接近的变压器可以共享一个容量大的变压器。提高系统功率因数。

  3.2改变配电线路布局。

  在配电系统的设计和施工中,变配电室应尽可能靠近负载中心。虽然增加导线的截面积增加了线路成本,但由于节约了电能,运行成本也降低了。从长远来看,增加导线截面的投资是值得的。在供配电系统的设计和施工中,应尽可能减少导线连接点的数量,注意搭接点的搭接质量,确保导线接触紧密。

  3.3加强电网质量控制。

  (1)谐波控制。

  (2)控制电压,减少压降。压降大的线路主要有三种实施方法:一是缩短供电半径,线路分段运行;二是提高进线功率因数,在线路末端安装无功补偿装置;第三,末端电压升高后,降低变电站的出线电压。

 

  四,几点认识。

  (1)电机、变压器、配电线路是保证其正常运行的配套设施。如果能通过系统优化改进工艺流程,优化设备选型,减少电气设备本身的损耗,也能节约配电系统的能源。可以说工艺节电,节电效果是连锁的。

  (2)电机、风机、泵与工艺流程的合理匹配对系统节能至关重要。最佳负载率是经济运行。当设备耗电量大,负载变化范围大或无法最佳匹配时,可采取变频调速等技术措施,节约电能,使其在合理的能耗区工作。

 

瑞泽能源是一家专注节能环保产业的高新技术企业,拥有自主知识产权的“5S”流体输送系统高效节能技术、电能质量优化节电技术、循环水零排放技术,在水泵节能、风机节能、空压机系统节能、供水系统节能、循环水系统节能、中央空调系统节能、电机系统节能、配电系统节能和循环水水处理等领域得到广泛应用,公司依托三元流技术设计的三元流叶轮,用于水泵、风机、离心式空压机的节能改造,技术应用可靠,业绩优良。

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