供配电系统的节电分析

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供配电系统的节电分析（精选九篇）

供配电系统的节电分析 篇1

1配供电系统节电过程中的三相负荷的平衡以及电压的平衡

关于配供电系统节电过程中的三相负荷的平衡以及电压的平衡, 文章主要从两个方面进行阐述和讨论。第一个方面是配供电系统中三相电压不平衡的危害。第二个方面是减轻配供电系统中三相电压不平衡危害的措施。

1.1配供电系统中三相电压不平衡的危害

1.1.1在配供电系统中三相电压不平衡会对变压器的稳定经济运行产生影响

三相电压如果不对称就会让变压器的运行问题有很大程度的提升, 一旦温度达到一定的高度就会烧坏变压器。同时一旦中性线的电流过大, 零序电流会出现零序测通, 增加了输送电缆的损耗。因此变压器的运行温度提升会在很大程度上减少变压器的运行使用寿命, 一旦出现绝缘问题, 就会烧坏供配电系统的变压器。

1.1.2在配供电系统中三相电压不平衡会加大供配电系统的相线和零线的电能传输消耗

在实际的输送系统中, 如果中性线的截面要小于相线的截面, 这样就会导致线路交接的危害ichuxian电阻, 同时三相电压存在不对称的问题就会大大的增加系统中的线损, 造成了电能的浪费问题, 给供电企业造成运行经济损失。

1.1.3在配供电系统中三相电压不平衡会对照明设备的寿命产生影响

系统中的三相电压不对称就会导致电压的不稳定, 有可能电压过高, 有可能电压过低, 这种情况会严重的损害照明设备的使用寿命。电压的降低导致了照明设备的亮度降低, 电压的升高导致了照明设备的亮度提升, 如此反复会严重的影响照明设备的使用寿命。

1.2减轻配供电系统中三相电压不平衡危害的措施

在电力系统中要想降低电压不平衡带来的危害, 就要有效合理的进行各相的负荷调整。在输送电力设计的过程中就要对电力输送终端的负荷进行全面调查研究, 必须在设计过程中考量三相负荷的平衡问题。除了在设计过程中采取措施之外, 我们还应该使用相应的省电装置来有效的平衡三相电压。使用调节单向电压的方式来抑制过滤波导致的危害。要保障中性线的基面和相线的截面相差不大, 减少连接处的电阻出现。同时设备运行过程中的有效维护也是非常关键的, 总之我们应该采取科学合理的措施来保障三相电压处在平衡的状态之下。

2配供电系统节电过程中应用的节能变电设备及配电设备

在实际电力输送过程中, 我们要逐渐的淘汰变压器能源消耗过大的设备, 尽量使用新型的节能变压器。现阶段较常使用的有两种:第一种是非晶合金的变压器;第二种是干式变压器。采用节能形式的变压器也在一定程度上满足了我国的环保要求, 因此应该大力提倡。

3配供电系统节电过程中的改变配供电系统的功率因数

在系统中, 有功功率不变的前提下, 功率因数的降低会增大无功功率。无功功率对于整个供电系统的电压和电容都有较大的影响。因此在实际的输送电力过程中要合理的改变功率因数, 提升功率因数。功率因数的提升能够有效的减少线路的损耗, 提升电能的有效利用率。

4配供电系统节电过程中的线损降低的具体方式

关于配供电系统节电过程中的线损降低的具体方式, 文章主要从四个方面进行分析和讨论。第一个方面是在电能输送的过程中采用粗截面的导线。第二个方面是在电能输送的过程中科学的选择导线长度。第三个方面是在电力系统工程建设过程中配电室和电气竖井的距离要尽量缩短。第四个方面是在配供电系统中变压器要处于电力负荷的中心位置。

4.1在电能输送的过程中采用粗截面的导线

在输送负荷与距离不变的情况下, 增大导线截面, 可以达到减少线路电阻以降低线路损耗的效果。

4.2在电能输送的过程中科学的选择导线长度

设计施工时, 应尽量做到走直线, 少迂回。负荷进行归类, 变配电所应尽可能靠近负荷中心。

4.3在电力系统工程建设过程中配电室和电气竖井的距离要尽量缩短

建筑电气中要求变配电室要靠近电气竖井, 以使主干线数量和长度减小, 以达到降低输电线路损耗的目的。

4.4在配供电系统中变压器要处于电力负荷的中心位置

实验表明, 用电负荷在距变压器100m处与距变压器300m处, 线路上电能损耗后者比前者增加2倍。如果变压器位于企业或用电负荷附近, 在低压线路上的线损接近零。

5配供电系统节电过程中的有效对和谐波的危害进行抑制

抑制谐波最常用的方法是在变压器低压测或用电设备处添加有无功补偿装置, 在供配电系统内存在非线性负载以及有谐波电流产生的场所, 使补偿装置对特定频率的高次谐波电流呈现较低阻抗, 从而起到就地吸收或部分吸收谐波电流的目的, 抑制揩波。当然, 还可以从谐波产生源、谐波传输途中与谐波接收端等方面来加以抑制。

摘要：作为人类生活中的重要使用能源, 电能已经变得越来越重要。伴随着整个社会的进步和发展以及我国经济的不断复苏, 电能行业的发展已经在很大程度上影响我国的经济发展和社会发展。但是我国的电能分配不是非常的均匀, 有很多的地方会不定期的进行限电, 这就促使我国应该进行电能节约, 保障我国电能的充分供给。文章针对供配电系统的节电问题进行详细的分析和阐述, 希望通过文章的阐述和论述能够为我国的电能节约的发展贡献力量。

关键词：供配电,节电,电力系统

参考文献

[1]陈爱琳.功率因数与节能降损的关系及补偿方法[J].品牌, 2010 (11) .

[2]李华标.乡镇企业供配电系统节能改造措施的探讨[J].科技咨询导报, 2007 (9) :45-47.

[3]马晨鹏.铁路供配电系统节能设计[J].铁路通信信号工程技术, 2011 (1) :77-78.

[4]吴乃进.高层建筑供配电系统节能设计技术要点探讨[J].科技创新与应用, 2012 (19) :127-128.

浅谈供配电系统设计与分析 篇2

本 科 生 毕 业 论 文（设 计）

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题

目： 浅谈供配电系统设计与分析

浅谈供配电系统设计与分析

内容摘要

随着经济的发展和现代工业建设的迅速崛起，对供电系统的设计越来越全面系统。电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。工厂用电量的迅速增长，对电能质量、供电的可靠性能指标也日益提高。而变电所是电力系统中重要环节，变电站能否正常运行关系到电力系统的稳定和安全，尤其是现在居民、企业对供电的安全可靠性要求越来越高，因此设计安全、可靠、优质、经济的变电所是至关重要的。

关键词：供配电系统；设计；分析

I

浅谈供配电系统设计与分析

目 录

内容摘要...........................................................................................................................I 1 绪论..........................................................................................错误！未定义书签。

1.1 课题的背景及意义.......................................................错误！未定义书签。

1.1.1 供配电系统概述................................................错误！未定义书签。1.1.2 供配电系统的意义............................................错误！未定义书签。1.2 国内外发展现状...........................................................错误！未定义书签。

1.2.1 国外供配电系统发展现状................................错误！未定义书签。1.2.2 我国供配电系统发展现状................................错误！未定义书签。负荷预测的方法及特点..........................................................错误！未定义书签。

2.1 单耗法...........................................................................错误！未定义书签。2.2 趋势外推法...................................................................错误！未定义书签。2.3 电力弹性系数法...........................................................错误！未定义书签。2.4 回归分析法...................................................................错误！未定义书签。2.5 时间序列法...................................................................错误！未定义书签。2.6 灰色理论预测法...........................................................错误！未定义书签。2.7 德尔菲法.......................................................................错误！未定义书签。2.8 专家系统法...................................................................错误！未定义书签。2.9 神经网络法...................................................................错误！未定义书签。2.10 优选组合预测法.........................................................错误！未定义书签。2.11 小波分析预测技术......................................................错误！未定义书签。3 高压配电规划..........................................................................错误！未定义书签。

3.1 高压配电规划要求.......................................................错误！未定义书签。3.2 高压配电中需注意的问题...........................................错误！未定义书签。4 中压配电规划..........................................................................错误！未定义书签。

4.1 引言...............................................................................错误！未定义书签。4.2 主电路设计中压配电网络规划的步骤.......................错误！未定义书签。

4.2.1 负荷预测............................................................错误！未定义书签。4.2.2 变电站的选择及站址确定................................错误！未定义书签。

浅谈供配电系统设计与分析

4.2.3 中压配电系统规划............................................错误！未定义书签。结

浅谈工矿企业供配电系统节电措施 篇3

关键词:供配电输电损失功率因数变压器

中图分类号:TM714.3文献标识码:A文章编号:1674-098X(2011)02(b)-0041-01

引言

随着我国经济的快速发展,能源状况显出日益紧张的局面,一方面能源紧张,另一方面工矿企业由于种种原因造成很大的能源浪费,我们也应该看到以国际发达水平相比还存在着很大的差距。仅仅在用电效率这方面,我们与国际先进水平相差10%。用电的差距就是未来我国进行节能工作的一个重要突破口。进行节电技术改造,能够使企业受到实际的收益回报。同时节电技术均附带着保护社会的作用。这样就能够使运行设备既达到节能的效果,又能够延长设备的使用寿命。因此,工矿企业供配电节电具有重要意义。

1 工矿企业供配电节电措施

(1)减小线路输电损失。首先,尽量减少导线长度。在输电线路的施工设计中,配電箱和低压箱的输出线应尽量走直线。低压线路供电半径不超过200m,负荷密集的地区不超过100m,中等密集地区不超过150m,少负荷地区不超过250m。根据供电半径调整输电线路的长度,实现供电输电线路最优化。其次,增大导线的有效截面积。在载流量稳定且输电线路较长的情况下,可以通过增加导线截面来进行电网设计。增加导线截面积之后,虽然在短期内增加了经济投入,但是从长期来看,可以节约电能,还是很科学的。据统计,在3～5年内,即可收回因增加导线截面而增加的费用。第三,考虑到工矿企业用电的特殊性,将用电负荷进行归类,将普通负荷如空调、冰箱、照明、电热水器等常规设备改用一条线路供电,可以根据季节和消防需要调整供电需求;对企业用电负荷较大的机器用电,用另外一条线路供电,根据工厂用电需求,来选择导线截面和电线长度,来控制输送电量,节约用电,并可以采用相应的措施保障工业用电的可靠性。

(2)提高功率因数。目前,在工矿企业供配电方面,一方面电力供应不足,另一方面发电厂电力又未充分应用。提高企业功率因数,可以从源头减少无功率消耗,充分发挥现有供电设备的能力,减少电量在输送的损失,保证用电设备正常工作,提高生产效率。

提高功率因数的途径主要有:第一,在靠近用电设备的分厂、车间变电所低压母线侧安装移相电容器。对于容量较大的异步电动机应采用就地安装无功补偿装置的方法,而各总降宜适量补充高压集中补偿装置,用以调整供电入口处的功率因数达到电力部门规定要求。第二,根据工矿企业生产过程中负荷的变化,分厂和车间变电所的移相电容器,分成若干组自动投切方式,保证全厂的功率因数在各种工作状况下都能保持较高的数值;第三,根据工矿企业的生产要求,选择合适的容量,使变压器和电动机在经济状态下运行,避免设备空载运行,提高用电设备的自然功率因数;第四,利用同步电动机向电网输出无功,对不要求调速的较大型机械在作经济比较后,优先采用同步电动机。

(3)变压器经济运行节电技术。变压器经济运行节电技术是通过优化理论,定量计算变压器时机运行的一种应用技术,选取变压器最佳运行方式和最佳运行组合,发挥变压器的效能,最大限度地降低变压器的电能损耗。这项技术投资少,使企业用电走向智能化和管理化。变压器经济运行是通过充分发挥变压器效能,择优选取变压器最佳运行区、运行最佳组合以及负载调整的优化,最大限度的降低变压器自身的电能损耗。实施变压器经济运行节电。变压器经济运行节电技术的主要包括:有备用的变电所,性能好的变压器用于日常生产生活运行,性能差的作为备用;并列运行的变压器选择经济的最佳组合;在选择变压器的运行台数时,根据变电所负荷的变化规律来进行;改善外部条件,提高变压器负载侧功率因数,降低运行温度,避免变压器超负荷运;调整变电所之间的变压器和其之间的负载,合理分配达到经济运行的目的,如图1所示。

2 煤炭企业供配电节电措施实例分析

(1)煤炭企业供配电节能的意义。随着经济的发展,我国对于能源的需求逐渐增加。“富煤、贫油、少气”的能源结构,决定了煤炭是我国的基础能源。但是,煤炭行业又是国家确定的9大高能耗行业之一,而且我国煤炭企业的能源利用率极低。煤炭企业用电占全国总用电量的12.43%,因此减少煤炭企业耗能势在必行,节电运行技术是煤炭企业节能的主要措施之一。节电运行技术是一种投资少收益高的技术,它不像推广节电设备那样需要较大的资金支持,它推广的是先进的节电技术理念。因此,在煤炭企业推广节电运行技术是一项投资少收益高的工作。

(2)煤炭企业的供配电节能措施。2005年,对某大型煤炭企业进行全面的电能质量及经济运行评估和改造,主要措施包括变压器经济运行技术,如使用高压用电设备,减少变压器总容量;煤炭企业配电网重构技术,经过详细计算,在原有经验的基础上,降低煤炭厂配电系统的能耗和线损,提高配电系统运行经济效益;电加热设备的配电功率控制技术。经过改造后,按全年工作8000h运行时间计算,可节约电能600万kWh,节约了大量电能,对创建节约型社会意义重大。

3 结论

在当前建立节约型社会的环境下,一方面企业供电不足,另一方面电厂资源得不到合理利用,因此,通过减小线路输电损失、提高功率因数、变压器经济运行节电技术等方面实现企业节约用电是非常有意义的。

参考文献

[1]周杰.浅析供配电系统节电技术措施[J].民营科技,2009(4):196.

[2]李学.工矿企业供用电系统全面节电技术[J].企业平台,2008(4):38～39.

[3]薛冰艳.企业供配电系统节电措施[J].宁夏机械,2006(4):59～61.

[4]方其风.供配电经济运行节电技术分析[J].技术论坛,2003:83～84.

[5]吕维伟.配电系统的自动化分析[J].民营科技,2010(7):29.

企业供配电系统节电措施 篇4

关键词：供配电管理,无功补偿,变压器,经济运行

一、前言

企业做好节电降耗工作意义重大, 只有电力得到了有效利用和效率转换, 才能节约电能。这就需要强化供配电管理, 力求输入输出能耗降到最小, 充分发挥发、供、配电系统能力, 提高能源开发、转换、利用效率, 调动各种积极性, 使节电工作落到实处、取得实效。

二、电力无功补偿意义重大

1. 现实情况

目前许多企业供电系统的无功功率补偿, 主要采取在总变压站进行高压集中补偿方式。在各分厂变电站和用户端, 轻视无功补偿, 功率因数普遍较低。

2. 电力无功的产生

一般工厂主要用电设备是变压器和交流异步电动机等, 这些设备均是根据电磁感应原理工作的, 需建立交变磁场才能进行能量的转换和传递, 而同时这些设备还需要电网供给电感性的磁化电流。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率。在功率三角形中, 有功功率P与视在功率S的比值, 称为功率因数cosφ, 其计算公式为:cosφ=P/S=P/ (P2+Q2) 1/2。在电力网的运行中, 功率因数反映了电源输出的视在功率被有效利用的程度, 因此, 功率因数越大越好。这样电路中的无功功率应降到最小, 视在功率将大部分用来供给有功功率, 从而提高电能输送的功率。无功电流通过输配电设备时将增加电能消耗和电压降。可见设法平衡无功功率消耗, 就可以使视在功率S趋于有功功率P, 提高电利用率。

3. 电力无功补偿的潜力

企业分厂级变电站和用户端实际功率因数较低, 会使大量无功环流在企业内部循环, 这将使变压器和供电线路电流增大, 有功损耗增加、末端供电质量下降。当导致电压严重降低波形畸变时, 会造成电器设备误动作及设备损坏。电压降低还会使电动机转矩显著下降。大量感性负载还会造成电网供电能力下降。工厂中电力无功主要耗用设备是电动机和变压器。其中异步电动机消耗的无功总耗一般占全厂无功总耗的60%以上, 变压器则占20%以上, 据统计, 当功率因数cosφ由0.7提高到0.9后, 电能总消耗将由8%降低到5%, 即可以节约总电量的3%。分厂、车间级变电站实际功率因数较低, 还会使变压器的供电能力下降。如:1台变压器的额定容量Se为2 000k VA, 当功率因数cosφ为0.6时, 变压器的供电能力Pe=Se×cosφ=2 000×0.6=1 200k VA;当采取补偿措施使cosφ为0.9时, 变压器的供电能力Pe可提高到1 800k VA。同理, 当用电功率一定时, cosφ提高可使选用变压器的额定容量减小;电动机运行功率因数由0.7补偿到功率因数为0.9时, 需电网提高的供用电能力也将减小达20%。

4. 企业提高功率因数的途径

(1) 利用移相电容器产生超前电网电压90°容性电流特性, 与电动机、变压器产生滞后电网电压90°感性电流相抵消 (补偿) 作用, 在用户线路上分别适当并联移相电容器, 可使前端电网上的无功电流大大降低。即原则上无功消耗应从源头补偿, 移相电容器作为一种补偿设备, 宜安装在靠近用电设备的分厂、车间变电所低压母线侧。对于容量较大、运行稳定的异步电动机应采用就地安装无功补偿装置方法。而各总变电站宜适量补充高压集中补偿装置, 用以调整供电入口处的功率因数达到电力部门规定要求。

(2) 为适应工厂生产过程中负荷的变化, 分厂、车间变电所低压母线侧安装的移相电容器, 应分成若干组并采用自动控制投切方式, 以保证全厂的功率因数在各种工作状况下都能保持较高数值。

(3) 根据生产使用要求选择和调整最适宜的设备和最合理的容量, 使变压器和电动机在经济状态下运行, 避免大马拉小车和设备长期空载运行, 提高用电设备的自然功率因数。这样可相应减少无功补偿设备容量投入, 降低无功补偿设备投资。

(4) 利用同步电动机在一定条件下许可向电网输出无功, 起到无功补偿作用特点, 对不要求调速的较大型机械在作经济比较后, 优先采用同步电动机。

(5) 无功补偿容量的合理选择。

当无功补偿容量达到完全补偿时, 此时cosφ=1, 节电效果最大。但此时易发生过补偿, 反而会使节电效果降低。通过计算可以得到, 当所选无功补偿容量为完全补偿容量的70%时, 节电效果仍可达到最大节电效果的91%, 此时cosφ≈0.95。这样即可减少30%无功补偿容量的投资, 又能达到较好的节电效果。所以功率因数值选择0.9~0.95最适宜。

(6) 无功补偿装置产生的作用与效益。

供配电网络电感性负载的无功补偿, 原则上从源头来解决, 是科学和高效的方法, 在发达国已经被普遍接受。但我国还不能有效应用, 主要原因是利益区分模糊所至。为了解无功补偿装置的投资回收期长短, 引入无功经济当量概念:在电力网上的某一点采用无功补偿装置来提高功率因数, 可使有功功率损耗减少, 其节电效果的大小, 用无功经济当量K来衡量。即:K=DP/DQ (k W/kvar) , 经过计算投入无功补偿装置的位置不同, 其无功经济当量K值不同。工厂企业变电所到用电设备无功经济当量K值通常在0.02~0.15k W/kvar。由发电厂220k V或110k V直接供电的企业变电所K=0.02~0.04;经过二级变电供电的企业变电所K=0.05~0.07;经过三级变电供电的企业变电所K=0.08~0.1;用电设备端的K值在0.1~0.15k W/kvar之间。所以补偿越接近用电端节电效果越显著。例如:制品厂2#变压器安装就地补偿装置, 经电平衡测试计算得到数据如表1所示。

补偿后效益十分可观, 可从以下几点进行分析。

补偿后电流下降100A、电压升高10V、无功功率减少132kvar、功率因数提高到了0.95、电机出力增加8k W、根据无功经济当量来计算节电, 取无功经济当量K值为0.1。该变压器年运行8 760h, 年节电量为132×0.1×8 760=115 632k W·h。如果按工业电费0.36元/k W·h计算, 年节电费用41 627元。

由于电流下降, 功率因数提高, 可以提高变压器带负荷能力。

由于电流下降, 还可延缓用电设备的使用寿命, 节约维修费用。

(7) 企业提高功率因数的意义。

从当前现实来看, 一方面电力供应不足, 另一方面发电厂的电力又未能充分利用, 提高企业功率因数可以做到从源头减少无功消耗, 使功率因数达到国家规定的数值, 工厂在消耗同容量有功功率P值时, 使所需要的视在功率S显著下降, 充分发挥现有的供电设备能力。其次可减少电能在输送和利用过程中的损耗, 提高企业的供电质量, 有利于提高生产效率;同时为企业带来显著节电效益, 减少企业的两部电费支出。

三、变压器经济运行节电技术

1. 变压器经济运行概述

变压器经济运行是通过优化理论、定量化计算与变压器实际运行工作状况相结合的一项应用技术。通过检测、计算择优选取变压器最佳运行方式、运行最佳组合以及负载调整的优化、改善变压器运行条件等技术措施, 达到充分发挥变压器效能, 最大限度地降低变压器的电能损耗和提高电源侧的功率因数。该项技术很少投资, 是向智能挖潜、向管理挖潜、实施内涵节电的综合技术。广义上讲企业从受电到用电需要2~5次变压过程, 电能损耗占总用电量3%~8%左右。企业应对在线变压器运行情况进行诊治, 实施变压器经济运行节电技术, 降低电能损耗。尤其在改扩建、设备检修时, 更应列入该项技术同步进行。

2. 变压器经济运行节电技术基本内容

(1) 有备用变压器的变电所, 选择技术特性好的变压器运行。技术特性差的变压器备用。

(2) 并列运行的变压器应优选最佳组合经济运行。

(3) 按变电所负载变化规律, 选择变压器运行台数经济运行。

(4) 负载波动大常年运行的变压器, 可增设小容量的变压器作为调节;或配置两台不等容量的变压器分列运行。

(5) 相邻分列运行的变压器轻载时, 可选择共用的运行方式。

(6) 设计选配、淘汰更新时, 要确定变压器经济运行方式和经济运行区。

(7) 调整负载, 避峰填谷, 实现变压器经济运行。

(8) 改善外部条件实现变压器经济运行, 包括提高变压器负载侧功率因数;降低运行温度、避免变压器超负荷运行。

(9) 调整变电所之间的变压器, 改善特性达到经济运行。

(10) 调整变电所之间的负载, 合理再分配达到经济运行。

(11) 对需多级降压的变配电所, 优先选择大变比的变压器或三线圈变压器。

3. 变压器经济运行节电管理基本内容

变压器经济运行是通过充分发挥变压器效能、择优选取变压器最佳运行区、运行最佳组合以及负载调整的优化, 达到最大限度地降低变压器自身的电能损耗, 是一项内涵节电的综合技术, 主要是向管理挖潜, 通过加强科学技术管理, 实施变压器经济运行节电。企业供、配电系统是一个综合网络工程, 各级变配电所多、变压器数量多、容量大、系统运行复杂。实施变压器经济运行节电技术, 应由技术权威部门牵头, 充实人力物力, 组织分厂、车间齐抓并管, 完善以下考核管理办法。

(1) 明确管理机构, 建立考核制度。

(2) 确定全面开展变压器经济运行的方案。

(3) 对在线变压器运行情况进行检测计算, 建立档案。

(4) 由系统受电的变压器的电源侧, 均应装设有功电度表、无功电度表、功率因数表等测量仪表。

(5) 组织对变压器进行经济运行调整。

(6) 各变电所要标明变压器经济运行方式和运行区域图表。

(7) 各变电所要建立变压器经济运行技术档案和运行纪录。

(8) 各运行单位每半年进行一次经济运行分析, 并将结果存档。

(9) 当用电量发生大的变化、变压器台数、容量发生变化时, 应重新校验变压器经济运行数据。

(10) 各变电所要每月计算变压器经济运行节电效益。

(11) 考核全年经济运行时间不得少于全部运行时间的80%。

四、其他管理

第一, 应避免设备空载运行, 以节约电能和减少设备磨损。

第二, 应选择匹配的电机, 避免大马拉小车现象, 同时减少大量的电能损耗。

节电技术在供配电系统中的应用研究 篇5

虽然我国电力行业起步较晚, 但发展速度非常快, 是我国的主要动能来源。随着社会经济快速发展, 能源短缺问题越来越受到关注, 环境污染和资源浪费越来越严重, 不符合可持续发展的观念。针对这种现状, 必须充分意识到能源的不可再生性, 采取相关措施减少能源的浪费。在供配电系统中, 应用相关的节电技术, 选择合适的节电变压器, 降低线损和配电损耗, 解决资源浪费和环境污染问题, 实现配电系统的经济运行。

1 节电技术的概述

20世纪50年代, 我国开始借鉴国外的节电技术进行节电, 取得了满意的效果, 节电主要是通过电容器的无功补偿实现;70年代, 节电技术发展为以晶闸管斩波为主;80年代以变频技术为主, 到了90年代, 以抑制浪涌技术为主。目前, 有些节电技术还在持续被使用, 为了更好地做到节能环保, 还需对节能技术进行进一步的研究。电力是我国的主要动力能源, 要对其进行重点保护和科学使用。我国的很多发电厂还依赖火力进行发电, 而煤炭燃烧会带来非常严重的环境污染, 因此, 非常需要发展节电技术, 减少环境污染, 实现可持续发展。节电技术在我国有着非常广阔的应用前景, 其通过在源头上实施节电处理, 具有非常大的市场发展潜力。

2 在供配电系统中节电装置的选择

2.1 正确选择和使用节电干式变压器

将线圈和铁芯没有浸没在绝缘液体中变压器定义为干式变压器。干式变压器的优点有安全、节电、检修和维修简单方便, 被广泛应用于电力系统中。其中以SG (B) 11-R系列的新型卷铁芯干式变压器最为突出。其优点主要体现在以下几个方面: (1) 其硅钢片有磁化性质, 卷铁芯利用其磁化特性实现涡流损耗的大幅度减少, 以此来减少变压器在空载时的电能损失。 (2) 使用45°全斜进行铁芯硅钢片的接缝, 刚好可以让磁通按照硅钢片的接缝方向, 在很大程度上减小了变压器空载时产生的激磁电流, 从而达到节能效果。 (3) 其铁芯是由优质冷轧晶粒沿着硅钢片缠绕而成, 最明显的优点是不会产生接缝, 构成一个全密封的整体, 当负荷超过额定载荷的时候, 该铁芯的具有很强的抗冲击能力。

2.2 选择合适的电缆

电缆对于整个供电系统的节能具有非常大的关系。供配电系统中选择电缆时, 首先要考虑的是经济效益、安全性和可靠性问题, 正确选择电缆, 不仅能有效地节约电力能源, 还能减低建设资金。电缆导线的截面积、线路资金投入与线损之间有着十分密切的联系, 关系为:随着电缆的截面积增大, 其投入使用的资金也增加, 线损会减少, 安全系数加大;相反, 电缆的截面积减小, 其投入使用的资金就会减少, 线损会增大, 导致电缆的安全系数变小。进行电缆的选择时, 要严格按照经济电流密度和导体载流量来进行电缆截面积的选择。电缆的选择方式有很多, 按照不同的方式选, 导线截面积和线路资金投入以及线损都会不同。要保证电缆实现节能就要正确选择合适的电缆, 因此, 在进行供配电系统的配置时, 一定要综合考虑导体的经济电流密度和载流量, 选择最合适的电力电缆。

2.3 选择容量合适的供配电变压器

要使整个配电系统实现节电运行, 就要选择容量合适的供配电变压器, 在进行选择时, 主要可以从如下几点进行分析: (1) 要确保供配电变压器的实际负荷量比理论负荷量大; (2) 尽量精确算出相关的参数; (3) 将计算结果进行比较, 综合考虑, 选择运行效率较高的供配电变压器。表1为关于供配电变压器运行效率与负荷率的关系表, 仅供参考。

3 供配电系统中的节电方法

3.1 提高功率因数

通过提高供配电系统的功率因数进行无功补偿作为电力行业的节能课题, 越来越受到公众的重视。无功功率不仅关系着供配电网的电压, 还限制了供电容量, 使供配电系统的线损增加。对供配电系统进行无功补偿, 不仅能改善供配电网的电压, 加强供电性能, 实现节电节能。很多供配电网络中使用的电设备都是电感性负荷, 例如变压器、电动机, 它们会产生无功电流滞后问题, 无功电流经过系统的高低压线路传送到用电设备终端, 在无形中加大了功率损耗。因此, 要将电容箱安装在供配电网络中, 通过其内部的静电容器实现无功补偿, 电容器能产生超前的无功电流, 用于抵消滞后无功电流, 以减少系统的整体无功电流, 除此之外, 还可以提高功率因数。功率因数从0.7增加到0.9, 线路损耗减少40%左右, 在实际应用中, 功率因数的值要符合当地的供电需求, 如果没有明确规定, 一般可为:高压用户不低于0.9, 低压用户不低于0.85。

进行无功功率补偿, 可采用以下两种方法:

(1) 就地补偿:负荷平稳, 容量较大, 应单独对其常用的电力设备的无功负荷进行就地补偿。此外, 在设计过程中, 使用的电力设备的功率因素要尽可能高, 比如说配有节能电感或者电子式镇流器的荧光灯和步电动机等。

(2) 集中补偿:把电容器柜安装在变配电系统的低压侧实现集中补偿。应使用自动调节式的补偿装置进行集中补偿, 用于预防出现过补偿现象时导致无功负荷倒送。此外, 宜使用自动循环投切的电容器组。

3.2 降低线路损耗

(1) 高层建筑中的变配电室应该与电气竖井相靠近, 以此来减小电缆和主干线的长度。而面积较大的建筑物, 尽可能地将电气竖井设置在两端或者中部, 减小水平电缆的长度。

(2) 减少导线长度:在具体的设计和施工过程中, 应尽量做到配电箱出线和低压柜出线同路, 走直线, 少设置弯线, 尽量避免走同头线。变配电所的设置要尽量接近负荷中心, 一般来说, 低压线路的半径在200m之内, 负荷密集地区半径在100m之内;负荷中等密集地区半径在100m之内, 少负荷地区半径在250m之内。通过这些减小电缆长度, 使供电距离减到最小。

(3) 增大导线截面积:进行长度较长的线路的铺设, 在符合载流量热保护配合、稳定、电压降要求的基础上, 尽管增加导线截面积会增加线路费用, 但可以节约电能, 减少年运行费用, 通过预算, 在2~3年之内可以收回增加导线截面积的投资成本, 所以, 总的来说还是值得的。

3.3 平衡三相负荷

在供配电网络系统的低压线路由于受到高次和单相谐波的影响, 导致配电网系统存在三相负荷不平衡的问题, 长期下去, 容易影响供配电系统的正常运行, 造成一定的危害。主要体现在几个方面: (1) 影响电机和变压器的安全运行; (2) 增加相线和零线的电能损耗; (3) 影响电力设备的正常运行, 缩短照明灯寿命; (4) 增大高次谐波的干扰, 影响通信质量。为了解决配电网系统中的三相负荷不平衡引起的电能损耗问题, 要及时对三相负荷进行相应的调整, 一般要求配电变压器出口处的电流不平衡度不超过10%, 支线和干线首端的不平衡度不超过20%, 而中性线的电流强度应小于额定电流强度的1/4。

4 结束语

综上所述, 将节电技术应用于供配电系统, 正确选择节电干式变压器、电缆和输电线路, 提高功率因数、降低线路损耗, 提高社会效益和经济效益, 确保节电效果和电网质量。

参考文献

[1]万国军.试论节电技术在供配电系统中的应用[J].黑龙江科学, 2013, 11:90.

[2]雷登峰.供配电系统中节电技术的浅析[J].科技视界, 2014, 16:266.

[3]李丽萍.节电技术在供配电系统中的应用[J].煤炭技术, 2012, 04:62~63.

首都体育馆供配电系统分析 篇6

首都体育馆始建于1966年,曾承担过1986年世界杯体操比赛,1990年第5届世界羽毛球锦标赛,1990年第11届亚运会体操比赛,2001年第21届世界大学生运动会体操、排球、篮球比赛,2002年世界杯短道速滑比赛,2003年世界四大洲冰上花样锦标赛,2005年羽毛球苏迪曼杯赛等世界顶级赛事。

首都体育馆包括比赛馆、综合训练馆、首都滑冰馆、运动员公寓以及相关配套设施等。其比赛馆为2008年奥运会排球预赛及决赛场馆。此次奥运改造工程涉及比赛馆、综合训练馆以及部分配套设备机房,新建售票厅和存包房。

2 负荷分析

2.1 负荷等级

本次改造工程主要用电负荷等级为一级用电负荷。在奥运会比赛期间,本工程中的比赛厅照明、重要人员活动区域照明、应急照明、计时记分系统、计算机系统、通信系统、扩声系统、新闻转播、安全防范系统、消防设施等为一级负荷中的特别重要负荷。

2.2 负荷统计

本次改造工程用电负荷统计见表1。

3 供配电系统

3.1 改造情况概要

首都体育馆的供配电系统在1989年举办第11届亚运会时曾进行过较大规模改造,后又根据使用要求陆续增加了若干变压器,运行至2005年时已逾16年。原有10kV供配电系统为三路10kV市政电源进线,三段10kV母线分段运行并通过可自动投入的联络开关构成环形网络。在1999年为举办澳门回归庆典活动,会同供电部门进一步完善了10kV配电系统的保护。其中首体一路、首体二路引自紫竹院开闭所,首体三路引自文教开闭所。原有系统内共设11台变压器(含滑冰馆两台),总装机容量为1.23万k V A。

本次奥运改造工程只涉及比赛馆、综合训练馆、部分配套设备机房以及新建售票厅和存包房等,不涉及其余配套用房及滑冰馆。经实地调查和反复论证,确定本次改造维持安装容量不变、主结线方式不变、计量方式不变、保护方式不变;全部更新10kV配电屏、直流操作电源和中央信号屏和大部分配电变压器,同时对配电室进行土建改造,以满足举办奥运会比赛的要求。

由于首都滑冰馆不在本次奥运改造项目范围内,且改造资金有限,故引至该馆的两条10kV线路和该馆内设置的两台1250kVA干式电力变压器继续使用。其余变压器全部更新为节能型干式电力变压器,并根据奥运会和赛后使用要求重新安排装设位置。

3.2 变电所数量及位置

馆区内原有总变配电室位于比赛馆外北侧90m处,分为上下两层。二层设置10kV配电系统,一层设置4台1600kVA油浸式电力变压器和低压配电系统,承担综合训练馆、运动员公寓和全部附属用房的供电;比赛馆变电室与总变配电室贴邻,内设3台1000kVA油浸式电力变压器和低压配电系统,承担比赛馆全部照明、动力、空调及冰场制冷负荷;滑冰馆变电室设置于滑冰馆内地下室。

由于首都体育馆区场地较大,原有变配电室距比赛馆和综合训练馆等用电负荷中心较远。特别是本次改造后,冰场制冷系统和空调冷源系统由于制冷工质的改换,可以直接设置在两馆的地下室内。若沿用原供电系统的变压器集中设置、基本采用低压供电的方式会明显造成今后供电可靠性较低、线路电压损失较高、系统能耗较大等后果。因此本次改造的重点任务之一就是将10kV电压引入到比赛馆和综合训练馆内,以提高供电质量、降低电能损耗、节约有色金属。经综合考虑,本次供配电系统改造中变电室的设置如下:

(1)比赛馆

在比赛馆东北和西南角楼梯平台下分别设置1#、2#变配电室。分别安装两台10/0.4/0.23kV～1600kVA干式配电变压器和两台10/0.4/0.23kV～800kVA干式配电变压器,总安装容量共计4800kVA,承担比赛馆全部照明、动力、空调负荷和冰场制冷负荷。

(2)综合训练馆

在综合训练馆首层设置3#变配电室,内设两台10/0.4/0.23kV-1250kVA干式配电变压器,承担综合训练馆全部照明、动力、空调和冰场制冷负荷。

(3)其他

在对原比赛馆变电室进行土建改造的基础上,设置4#变配电室(总变配电室)。内设10kV配电系统和两台10/0.4/0.23kV～1250kVA干式配电变压器,承担其他附属建筑及室外的用电负荷。

本工程设置的四处变配电室位置见图1。

本次改造工程变压器总装机容量为9800kVA,加上滑冰馆变配电室原有两台1250kVA变压器,总装机容量仍为1.23万kVA,与改造前一致。

3.3 10kV供电方案

3.3.1 10kV配电系统一次线路

1 0 k V配电系统为小电阻接地方式,仍采用原“二站三线”供电方案,且三段母线连成环状接线。其中201、202原引自紫竹院站,现改为由动物园站电缆引入,203由文教站电缆引入。三段母线分别由三路10kV电缆受电,母联断路器均为断开状态。

其配电系统单线图见图2。

为保证本工程用电负荷的可靠性,经与供电部门协商,基本原则如下:

(1)当一段电源失电时,自动投分本段母线进线断路器、采用一次重合闸装置自动投合左侧母联断路器,由其左侧电源承担两段10kV母线的全部负荷。

(2)10kV配电系统设置电源合环。为保证电源合环的正常操作,设置电压监测及环路电流过电流保护。

高压配电采用铠装中置式真空断路器高压配电屏,定时限保护,直流操作。柜内采用综合继电保护装置,其具体保护方案见表2。

1#、2#、3#变电所不设10kV配电保护,仅设置用于变压器检修维护的10kV开关电器。

3.3.2 10kV配电系统二次线路

为了便于说明系统运行和保护的逻辑关系,10kV配电系统主结线可简化为图3。

可以看出,主结线形式为单母线分段,三路电源连成环状。正常运行时,201断路器带4#母线负荷,202断路器带5#母线负荷,203断路器带6#母线负荷,245、246、256断路器断开。

1)10kV进线采用RCS-9611H进线保护测控装置,保护方面具备:二段定时限过流保护、二段定时限零序过流、加速段保护功能(闭锁备自投)。进线保护设无压掉保护,由装于分段柜的RCS-9651-BJK来实现,判据为本侧进线PT和母线PT均无压。

测控方面具备:

(1)遥信开入采集,装置遥信变位,各保护信息(包括:断路器位置、手车位置、弹簧未储能等)遥信;

(2)正常断路器遥控分合;

(3)Ua、Ub、Uc、U0、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、I0、P、Q、F等14个模拟量的遥测;

(4)开关事故分合次数统计及事件SOE等;

(5)电度脉冲输入。

2)10kV出线采用RCS-9611A-BJ保护测控装置,保护方面具备:三段式定时限过流保护、三段式定时限零序过流、加速段保护功能。

测控方面具备:

(1)遥信开入采集,装置遥信变位,各保护信息(包括:断路器位置、手车位置、弹簧未储能、接地刀闸位置等)遥信;

(2)正常断路器遥控分合;

(3)Ua、Ub、Uc、U0、Uab、Ubc、Uca、Ia、Ib、Ic、I0、P、Q、F等14个模拟量的遥测;

(4)开关事故分合次数统计及事件SOE等;

(5)电度脉冲输入。

3)10kV分段采用RCS-9651-BJK备用电源自投保护测控装置,保护方面具备:

(1)4种方式的分段开关自投供能(采用鉴定两侧无压,任一侧有压);

(2)设经复合电压闭锁的二段定时限过流后加速及不经复合电压闭锁的零序后加速保护。

测控方面具备:

(1)遥信开入采集,装置遥信变位,各保护信息(包括:断路器位置、手车位置、弹簧未储能等)遥信;

(2)正常断路器遥控分合;

(3)Ia、Ic、P、Q、COS等5个模拟量的遥测;

(4)开关事故分合次数统计及事件SOE等;

(5)电度脉冲输入。

盘面所装设压板为:保护合闸压板、保护跳闸压板、无压跳201(202、203)压板、闭锁备自投压板、装置检修压板。

无压跳及备自投具体逻辑为:

A.正常方式(以2#进线为例):201、202、203合,245、256、246分:

2#进线失电(进线PT无压、母线PT无压):202无压掉闸,母联245自投,201经245供5#母线,201合闸供4#母线,203合闸供6#母线,256、246分闸。

B.非正常方式(以2#进线为例):

202开关检修:201、203、245合,246、256分

(1)1#进线失电(进线PT无压、母线PT无压):201无压掉闸,母联246自投,此时203带全站负荷。

(2)3#进线失电(进线PT无压、母线PT无压):203无压掉闸,母联256自投,此时201带全站负荷。

10kV分段隔离采用RCS-9611H保护测控装置,设合环保护,保护出口启动一中间继电器作为扩容接点并经合环选跳压板选跳主开关。当1#、2#进线合环,经由装于245-5柜上的合环选掉压板选掉202或245;当2#、3#进线合环,经由装于256-6柜上的合环选掉压板选掉203或256;当1#、3#进线合环,经由装于246-6柜上的合环选掉压板选掉201或246。其合环过程见图4。

3.4 低压配电系统

变压器低压母线采用分段运行方式,两段变压器母线间设置自动联络开关。一般用电负荷采用树干式配电方式,部分较重要的负荷以及大型用电设备采用放射式配电方式,全部重要负荷、大型显示屏和消防设备等均有配电室引出专用供电线路,双路供电并在末端互投。

3.5 赛时自备应急电源

根据国家规范中对特别重要负荷的供电要求,本工程奥运期间将由有关赞助商提供移动式发电机作为应急备用电源。因此,本设计在比赛馆变电室和综合训练馆变电室均设置了应急电源配电系统并预留备用电源连接端口,以保证供电系统的可靠运行。移动式发电机总容量应不低于2000kW,安装于比赛馆东北侧室外场地内。

4 小结

本工程10kV为三路电源引入,三路电源连成环网,由左侧电源作为本段电源的备用,且任何一路电源能负担全部一级负荷。此方案较常见的两用一备的方案能更好的保证供电可靠性。

北京地区的民用建筑大多为10kV供电,但大多数10kV配电网络采用“闭环接线,开环运行”的供电方式[2]。本次改造10kV母线保留了合环操作,增强了10kV配电网络的供电可靠性。但合环操作必须经供电部门同意,并且需要设置合环保护。

参考文献

[1]首都体育馆奥运工程设计大纲[R].

供配电系统的节电分析 篇7

钢铁产业在我国工业中是比重非常大的一个产业部门, 而电能则是钢铁企业进行生产活动的重要能源, 伴随着钢铁产业的不断发展壮大, 电能的消耗也在不断增长, 据相关统计部门的统计, 在钢铁产业生产中对于电能的损耗量达到全国用电总量的百分之二。但是, 当前钢铁企业在生产过程中, 供电及配电系统中的一些主要用电设备没有真正地充分利用能源, 造成了很大的浪费, 能源的有效利用率较低。而现今的能源需求非常多, 供不应求, 面对这种情况, 为了使钢铁产业的产量不受影响, 同时减少对于能源的损耗, 节能技术的发展显得更加重要。

二、当前企业对于配电网在生产中所应用的节能技术

钢铁企业生产中供电及配电系统分为用电设备和供配电网两大部分。根据系统的组成特点可以分为两个论点进行论证:一是大力推广先进节能设备的应用, 提高设备对能源的利用率, 在这方面主要以电机类设备以及变压器的节能应用为例进行说明;二是将节能技术应用到钢铁企业生产中来降低能源的损耗, 本文主要讲述了企业中常用的一些节能技术, 如变频调速以及无功补偿技术等;以下对各项节能措施进行简单介绍。

(一) 电力变压器的节能。

变压器作为电力系统中最重要的电力设备, 一直是电气科研人员关注的焦点。据相关数据显示, 我国变压器的总耗电量占系统总发电量的十分之一, 用电比重相当高。如损耗每降低百分之一, 每年就可节约上百亿度电。我国变压器的发展从20个世纪80年代以来先后经历了JB1300-73/JB500-64标准的高能耗变压器、S7系列低损耗配电变压器、S9系列配电变压器及S10、S11 (S13) 系列。近几年来, 钢铁厂内部的变压器普遍以S11系列为主, 该系列配电变压器具有以下特点:一是节能效果显著。空载损耗比S9、S10系列变压器及SC9、SG10、SC (B) 9、SG (B) 10干式变压器下降了45%左右, 负载损耗下降了32.4%左右;二是设计合理, 过载能力强;三是绝缘性能好, 抗突发短路能力强;四是油箱上取消了储油柜, 由波纹油箱的波翅代替油管作为散热元件, 可随变压器油体积的胀缩面胀缩, 从而使变压器内部与大气隔绝, 防止和减缓油质劣化和绝缘受潮, 增强运行可靠性;五是低噪声的环保绿色产品;六是防腐、防尘、能在环境比较恶劣的条件下使用, 在正常使用条件下, 免维护保养。

实践表明, 采用优化设计的新型节能配电变压器或按新型节能变压器要求改造老变压器, 虽然稍微多花费一些成本, 但换来的是常年使用的负载损耗大幅度降低 (新设计的配电变压器额定容量并没有增加, 这必须经过当地供电部门的容量测试。这是十分重要的前提) , 所增加的投资, 回收年限不超过2年;如果计入配电变压器损坏带来的损失和因停电所造成的经济损失, 其节能效益就更可观了。

(二) 电动机的节能。

三相异步电动机是钢铁企业终端负荷的主要动力源, 几乎是钢铁生产中最大的耗电设备, 统计显示, 2010年我国电机耗电约为2万亿千瓦时, 占全国用电总量的60%和工业用电量的80%, 是输变电系统中名副其实的耗能大户。因此电机的节能降耗无疑是电网节能的重中之重。可以对电机起动及拖动控制略用一些简单的控制方法或技术, 降低电机能耗, 达到节能控制效果。比如, 为电机配备软起动或变频控制装置;为电机设计数字化控制器, 监测电机运行状态, 动态调节电机能耗, 以实现电机节能等等, 这些都对电机自身的各项指标提出了更高的要求。

目前, 处于生产运行中的相当多的异步电动机还处于非经济运行状态, 电机的启动方式及容量选取不当是非经济运行的主要原因。针对电机的非经济运行情况, 国家相关部门已经先后发布了《三相异步电动机负载率现场测试方法》、《三相异步电动机经济运行》、《中小型三相异步电动机能效限定值及节能评价》等标准, 为电动机的经济运行提供了依据。节能电机的选取也越来越受到相关部门的重视。有机构做过计算, 如果将所有电动机效率提高5%, 则全年可节约电量达765亿千瓦时, 这个数字接近三峡2008年全年发电量。近几年, 钢铁生产中机械调速电机、电磁调速电机及节能拖动装置三种高效节能电机已经存在, 并且在逐步推广。稀土永磁无铁芯电机———代表电机行业未来发展方向的一种新型特种电机已在包括钢铁企业在内的各个工业部门崭露头角。它采用无铁芯、无刷、无磁阻尼、稀土永磁发电技术, 改变了传统电机运用硅钢片与绕线定子结构, 结合自主研发的电子智能变频技术, 使电机系统效率提高到95%以上, 具有得天独厚的优势, 发展前景相当广阔。由于其有着其他节能电机无法比拟的优点, 加上近年来国家在政策上的扶持, 稀土永磁无铁芯电机将会成为今后节能电机领域的主流。

(三) 无功补偿技术。

目前, 钢铁厂电力系统采用的无功补偿技术主要分为就地补偿与集中补偿。单独就地补偿是将电容器置于配电箱内, 放在电机等电力设备附近。主要适用于负荷稳定, 不可逆且容量较大的异步电动机补偿, 具有针对性。集中补偿主要针对高低压配电所, 一般由一定数量的电容器构成的电容器组和电抗器串联再与主母线连接。它的优点是价格较低、维护简单、工作可靠。缺点是补偿是有级的、定时的, 因而补偿精度差, 跟随性不强, 不能适应负荷变化快的场合。因为它不能及时响应无功功率的波动, 所以又被称为静态补偿技术。

钢铁厂配电网的主要特征之一是非线性, 存在分布广的高次谐波, 而谐波对并联电容器运行有很大影响, 并联电容器对谐波具有放大作用, 严重时甚至产生谐振, 对系统及设备的安全运行造成威胁。需要合理配置电容器和串联电抗器, 避免发生谐振, 控制其谐波电流放大, 保证并补装置和整个电网的安全运行。随着电力电子技术的发展, 静态无功补偿器以其可连续调节、性能好、响应快等特点, 近10年得到了快速发展, 并且新型无功补偿技术开始在配电系统中挂网试运行, 从静态补偿到动态补偿, 从有触点补偿到无触点补偿, 逐步取得了运行经验。

静止型无功设备大致可分为静止型动态无功补偿装置 (static var compensation, 简称SVC) 与静止无功发生器 (static var generator, 简称SVG) 。SVG与SVC相比, 有以下优势:一是SVG运行范围比SVC大;二是SVG一般采用多重逆变器方式, 基本上无谐波污染;三是SVG无须大容量的交流电容器和电抗器, 占地面积较小;四是SVG损耗小、效率高;五是SVG装置体积小, 移动灵活。由于SVG与SVC相比有显著的优越性, 将是今后钢铁企业、电网和电力系统中供配电节能潜力技术的发展趋势, 亟待大力推广。

(四) 供配电网线损。

据相关数据统计, 钢铁厂配电网线路损耗率在3%以上, 严重者可达到10%左右甚至更高, 它不仅耗费了巨大的电能而且长时间运行时还会给设备造成巨大的危害。对此采取的措施就是增加导线横截面积, 出于经济方面考虑, 以往扩大导线载流面积的原则是选取满足要求的最小截面积, 其实则不然, 加大导线横截面积所增加的经济效益远比理论上计算的要多, 因为加大横截面积后, 导线在传输电能过程中温升会下降, 所造成的无功损耗也会下降。长年累积其节省下来的电能相当可观。因此, 尤其对于长距离的输电线路, 扩大导线横截面积无疑是降低供配电线损的有效途径。

三、结语

随着经济的飞速发展, 电力的供应也逐渐紧张, 企业想进行生存与发展, 必须建立起比较完善的节能机构和措施。应用相对先进的降损节能技术措施不但可以提高企业经济效益, 减少电费支出, 而且对有限能源的节约利用及环境保护也极为有利。因此应当引起钢铁厂相关供、用电部门的高度重视。值得考虑的是, 在采用传统有效的降损节能措施的同时, 应鼓励加大高科技节能设备及材料的一次性投入, 以获得较高的长期收益。当然, 根据不同配电网实际情况, 选择适合本地供配电网降损的综合技术方案, 也尤为重要。

摘要：近几年, 钢铁企业为了降低在生产中所投入的电能, 达到减少生产成本的目的, 不少企业开始着手使用一些先进的电能节耗技术。本文对现今钢铁企业常用的电能节耗技术进行了综合性的概述, 包括电力变压器节省电能技术、无功补偿节能技术以及一些常用节能电力装备的操作情况, 并与实践相结合, 综合分析了节能技术的发展前景及趋势。

关键词：钢铁企业,节能技术,供配电系统

参考文献

[1] .谭俊源.静止无功补偿技术探讨[J].华电技术, 2008

中波发射台供配电系统的分析与改造 篇8

贵州省新闻出版广电局七六三台始建于1976年3月, 是贵州省属的中功率中波发射台, 一直以来承担着中央人民广播电台1套节目 (756KHZ) 和贵州省人民广播电台1套节目 (927KHZ) 的发射任务。多年来由于申请资金等方面原因, 我台发射机的供电系统外部电力供电由626中波专线和农用电提供用电, 一旦发生这两路供电的断电, 台里将面临无电可用的状态, 为发射机的安全播出埋下了极大的隐患。在这种情况下, 为发射机的供配电系统增加柴油发电机组作为后备电源是十分必要的。近几年本台为新增柴油发电机组向省广电局申请资金及进行采购竞争性谈判, 到2016年7月终于引进160KVA柴油发电机组, 目前处于调试安装阶段。以下对中波发射台供配电系统各部分做个简要介绍。

1. 中波发射台配电系统要求

根据国家广播电影电视总局建标126-2009《中、短波广播发射台建设标准》的部分条文说明, 以下简称《标准》。

1.1 供电等级要求

《标准》第33条要求:为了保证发射任务的顺利完成, 确保发射台的负荷等级为一级, 根据我国国情, 中波台宜采用两路外部电力供电, 至少一路为专线供电。

1.2 配电容量需求

《标准》第34条要求:根据发射机的用电要求和以往对发射台日常用电的统计, 发射总功率50KW以下的发射台, 供电容量在200KVA~500KVA之间;发射总功率在50KW~3000KW时, 一般采用10 KV高压供电;当发射机总功率大于3000KW, 发射台用电容量大于8000 KVA, 宜采用35KV高压供电;如果外电线路压降超过10%, 宜采用高外电电压等级。

1.3 后备电源的需求

《标准》第38条要求:由于发射台控制系统已进入到数字化时代, 为防止停电造成发射台自动化系统数据丢失, 控制系统的供电应加装UPS不间断电源。

2. 中波发射台配电系统的组成

2.1 高低压配电组成

中波发射台配电系统高压部分主要有外供电线路、跌落保险、高压切换装置组成:低压部分主要有变压器、非稳定切换及分配配电柜、稳压器 (主、备) 、稳压切换及分配配电柜、电缆等组成。本台新增了柴油发电机组, 如图1。

2.2 高低压切换及分配

双回路10KV高压交流电经跌落保险开关后, 送到高压切换装置, 根据情况可选其中一路为主供电回路, 当主回路停电后, 可切换另一路高压供电。变压器将10KV高压降为380V, 送入低压切换和分配配电柜。在非稳定低压配电柜里, 非稳压分两路输出:一路经低压切换开关送到两台稳压器, 两台稳压器的稳压输出再送到稳压切换和分配配电柜 (任何时候只有一台稳压器有电) , 在内部通过切换后分别为控制室和各个发射机提供稳压电源;另一路经分配板分别为机房照明、机房空调、办公室生活提供非稳压电源。

2.3 高低压配电的技术要求

2.3.1 变压器的选用

S11型的节能型变压器为中波发射台所采用, 其接线组采用Dyn11型接线。一般采用非曲折型变压器、晶合金型变压器;变压器的容量可以按照100、160、200、250、315、500、630KVA考虑, 不适合超过800KVA。氧化锌避雷器被装设在10KV配电变压器高压侧, 它的接地装置必须与接地网确保可靠的连接。另外变压器的整体外壳也应与接地网确保连接可靠。接地电阻的接地网均小于4Ω。变压器的室外部分应在人不可触及的地方安装, 中性点的接地务必与接地系统单独连接, 通过箱变外壳禁止与接地系统单独连接。变压器的绝缘防护处理务必用于高压接线端子与低压接线端子。变压器的引线和套管穿心螺栓的连接, 为了防止接点的松动发热造成损害务必用双螺母将引线紧固。

2.3.2 低压配电设施的选用

低压配电柜宜选用防护等级不低于IP30的抽屉式配电柜。为满足长期负荷的需要, 根据变压器的低压出线的截面容量和负荷情况, 优先选用铜制导线。高质量的框架式万能断路器应用在低压配电柜的总开关和联络开关上, 该断路器应不设置失压脱扣, 不配置漏电保护, 并且具备三段电流保护。高质量的塑料壳断路器应用在低压的分路开关上, 该断路器应具备短路、过负荷功能, 不设置失压脱扣功能, 不配置漏电保护。配电室内的配网自动化、电压监测装置、GPRS装置等应安装于配电柜内。

2.3.3 分支线路的要求

以能方便检修, 减少停电范围, 明确分界点为要求, 配电室的T接点设备应对线路和后端设备起到保护、拉合负荷、隔离的作用。容量在500KVA以下的变压器, T接点的安装使用跌落式熔断器、避雷器、刀闸、故障指示器各一组;容量在500KVA及以上的变压器需安装SF6断路器 (带定值可调、保护) 、避雷器、刀闸、故障指示器各一组。容量在小于等于100KVA变压器的熔丝额定电流可选取2~3倍配电变压器高压侧额定电流, 容量在100KVA以上的变压器的熔丝额定电流可选取1.5~2倍配电变压器高压侧额定电流。

3. 配电系统的接地

保护性接地是为了防止配电设备的构造、金属设备的外壳等带电后危及人身及设备安全所采取的接地措施。在三线交流供配电系统中, 变压器的中性线有三种:中性点不接地、中性点直接接地、中性点经阻抗接地。

中性线 (N) 的作用:一用在接用额定电压为相电压的单相用电线路中 (220V照明电) , N作为零线使用;二用于传输三相电路中的单相电流和不平衡电流;三减少了中性点的负荷漂移。

保护线 (PE) 的作用:在线路系统中所有外露设备如金属外壳、金属构架等, 当发生故障时, 这些外露部分可能带上电, 如果通过保护线接地, 可减少触电危险, 保障人生安全。

保护中性线 (PEN) 的作用:它具有中性线 (N线) 和保护线 (PE线) 的功能, 系统“零线”, 俗称地线。

低压配电系统的接地形式:在低压配电系统中, 按接地形式和外露设备可导电部分的不同接法, 有TN-C (三相四线制) 、TN-S (三相五线制) 、TN-C-S、TT、IT五种。

4. 对原高、低压配电系统增加柴油发电机组的原因及改造方案

原有配电系统的缺陷原因是投入较大且安全性不高, 主要有:出于对中波发射台发射质量的考虑, 选址多在周边基本上没有高大建筑有农田的郊外, 因此都是架空线引入的电源, 受环境影响供电的可靠性较差;若高压配电系统出现故障且无法局部停运检修, 没有后备的发电机给发射设备供电, 则会影响安全播出和正常工作;当发射机的UPS容量过大时, 投入使用后便无法完全地退出服务, 且投运的成本较高, 给以后维护保养带来了困难。

提出的改造方案有:有长时间且安全可靠供电的备用电源, 可减弱架空线受自然环境影响的限制。有成本及供电时间局限性的UPS不宜作为发射机长时间的备用电源。柴油发电机组虽然结构复杂, 真正使用时易产生各种问题, 但作为配电系统的备用电源是较好的选择。高压系统部分:高压配电适合采用互为备用的两路外供电10KV作为常供电源。高压断路器所选用的真空开关, 应附有弹簧储能直流操作, 装设的进线断路器要有过速断保护、流保护、零序保护以及两段温度保护 (警告、跳侧) 。低压系统部分:所有变配电室变压器侧宜使用单母分列运行方式, 当某一路线停电时, 通过分配负荷后人工手动合上母联。可靠的电气联锁应用在线路开关与母联开关, 柴油发电机的线路开关与切换开关上。柴油发电机的优点在于, 在重要输出回路装设有电压电流检测报警时, 若检测到发射机供电回路失压5~10s能自启动。配电系统的重要负荷应使用双路全对称方式供电, 末端应设置带有双路自动切换的装置。设备的安全保护方式宜采用TN-S系统。

5. 结束语

作为最基层的县级广播电视台保障, 操作简单、供电安全的供配电系统十分必要, 因为它是安全播出的重要保障。在安装调试过程中难免出现这样或那样的问题, 这需要更多的广播电视专业技术人员参与进来提出更加合理的方案。

参考文献

供配电系统的节电分析 篇9

随着工业生产水平的迅猛发展和居民生活要求的不断提高,双电源TN供配电系统在实际应用中已相当普遍。但双电源TN供配电系统还存在一些容易被忽略的问题,给用电安全埋下隐患。为此,如何确保双电源TN供配电系统的安全、可靠性,成为一个非常重要的课题。

1 应用实例分析

在应用实例一中(如图1所示),当2台变压器分列运行时,低压母线联络开关断开;当2台变压器并列运行时,低压母线联络开关闭合。在以上两种情况下,供配电系统均能正常运行,不存在安全隐患。但是,当其中一台变压器停运,另一台变压器单独运行,而低压母线联络开关断开时,运行中的变压器一旦发生短路或接地故障,而保护装置未能切断电源的情况下,由于工作零线(N)的导通作用,在停用的变压器上就可能会形成一定的电压。如果系统工作接地电阻失效,此电压会超出所允许的安全电压,极可能导致人身触电事故的发生。

在应用实例二中(如图2所示),当2台变压器单独、分列或者并列运行正常时,供配电系统及用电设备均能正常运行,不存在安全隐患。但是,当其中一台变压器在运行过程中发生接地或短路故障而保护装置未能切断电源时,同样由于工作零线(N)的导通作用,则在另一台变压器和TN-C制电网内的用电设备外壳上就可能会形成超出安全电压范围的危险电压,引发人身触电事故。

在应用实例三中(如图3所示),供配电系统虽然采用TC-S制电网,但由于采用的是三相三极断路器或隔离开关,仍然存在安全隐患。当其中一台变压器停用时,由于工作零线(N)导通作用,供配电系统中有杂散电流流过,不利于供配电系统的安全运行,其大小与三相负荷的不平衡度有关。当杂散电流超过一定值时,不仅会引起变压器过热,而且很可能会使工作零线呈现出危险的对地电压,引发人身触电事故。

2 改进方案

通过分析三个应用实例存在的问题,分别给出以下改进方案。

对于应用实例一,首先将2台变压器低压端处以及低压联络母线上的三相三极断路器或隔离开关更换为三相四极断路器或隔离开关,使工作零线(N)与三相电源线(L1、L2、L3)同时接通或断开;其次将保护接地线(PE)与工作零线(N)在2台变压器低压端断路器或隔离开关的前端连接,使保护接地线(PE)与工作零线(N)保持常通,如图4所示。

对于用实例二,除将2台变压器低压端处的三相三极断路器或隔离开关更换为三相四极断路器或隔离开关外,还必须将TN-C制电网内的用电设备按照TN-S制电网接线,将用电设备的工作零线(N)与保护地线(PE)严格分开,并保持其相互独立。

对于应用实例三,只需将用电设备的2个电源引入点处的三相三极断路器或隔离开关更换为三相四极断路器或隔离开关,就可以消除系统内的杂散电流。

3 结束语

为确保双电源TN供配电系统的安全、可靠性,必须做到:

(1)变压器或发电机的中性点不直接接地,N母线应通过PE母线或PEN母线间接接地。

(2)变压器或发电机的中性点至主配电盘内的N母线或PEN母线应全部绝缘。

(3)从N母线或PEN母线至PE母线只允许在主配电盘内一点接地。

(4)PE母线除了在总接地端子或进线处接地外,可在多处重复接地。

(5)两电源间的连线不可直接接到用电设备。

(6)馈电回路全部采用TN-S制配线,电源通断应使用单相两极、两相三极、三相四极断路器或隔离开关。

参考文献

[1]苏文成.工厂供电[M].第2版.北京:机械工业出版社, 2002

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