電氣節(jié)能技術(shù)優(yōu)化方法探究.doc

電氣節(jié)能技術(shù)優(yōu)化方法探究 凌旺 （山西京玉發(fā)電有限責(zé)任公司，山西右玉037200） 摘要節(jié)電的出路在于堅(jiān)持科學(xué)管理。依靠技術(shù)進(jìn)步，走合理用電、節(jié)約用電、提高電能利用率的道路，大幅度地降低單位產(chǎn)品電耗，以最少的電能創(chuàng)造最大的財(cái)富。改革開(kāi)放之后電力工業(yè)體制不斷改革，在實(shí)行多家辦電、積極合理利用外資和多渠道資金運(yùn)用多種電價(jià)和鼓勵(lì)競(jìng)爭(zhēng)等有效政策的激勵(lì)下，電力工業(yè)實(shí)行“政企分開(kāi)省為實(shí)體聯(lián)合電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度集資辦電”的方針，大大地調(diào)動(dòng)了地方辦電的積極性，使電力建設(shè)在發(fā)展規(guī)模、速度和技術(shù)水平上不斷刷新紀(jì)錄、跨上新的臺(tái)階。電廠作為煤炭的消費(fèi)大戶，對(duì)于社會(huì)環(huán)境的改革和優(yōu)化有著非常重要的作用。對(duì)于電廠而言，如何更好地貫徹節(jié)能法、落實(shí)節(jié)能條例，提高能效具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，要想做好電廠節(jié)能減排，提高發(fā)電效率必須優(yōu)化電氣節(jié)能技術(shù)。 關(guān)鍵詞電氣；節(jié)能技術(shù)；優(yōu)化方法 DOI10.13939/j.ki.zgsc.xx.35.205 國(guó)家對(duì)能源工業(yè)和節(jié)能、節(jié)電非常重視，在“十一五”規(guī)劃中明確提出了單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值能耗比“十五”要降低20。電力在各項(xiàng)能源消耗領(lǐng)域所占的比重較大，強(qiáng)化在用電、配電、供電方面的節(jié)能降耗勢(shì)在必行，本文主要從技術(shù)優(yōu)化、可再生能源發(fā)電、降低綜合線損等方面提出了節(jié)能技術(shù)優(yōu)化的幾點(diǎn)措施。 1優(yōu)化電廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì) 1.1合理估算電容量 在電廠節(jié)能環(huán)節(jié)，合理的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)是電氣節(jié)能的重要前提。對(duì)工程用電容量的合理估計(jì)，能夠確保供電方案的合理性。從設(shè)計(jì)角度來(lái)看，一方面，要加強(qiáng)對(duì)電容量的調(diào)查研究，而不是根據(jù)指導(dǎo)書(shū)閉門(mén)照冊(cè)，通過(guò)實(shí)際調(diào)研獲取一手?jǐn)?shù)據(jù)；另一方面，要進(jìn)行技術(shù)的優(yōu)化，設(shè)計(jì)出估算電容量的技術(shù)和產(chǎn)品，做到真正意義上的節(jié)能。 1.2優(yōu)化變配電站的選址 變配電站地址的選擇是一項(xiàng)綜合、復(fù)雜的工程，也是電力基本建設(shè)的重要部分。從一定意義上講，變配電站地址的選擇是否合理，對(duì)于電廠建設(shè)速度、建設(shè)投資、運(yùn)行的安全性和經(jīng)濟(jì)性都起著至關(guān)重要的作用。在變配電站地址選擇的時(shí)候應(yīng)該根據(jù)電力系統(tǒng)的布局和規(guī)劃要求，盡最大可能接近主要用戶，這樣能夠減少電能的中途消耗、減少輸配電線路的投資，同時(shí)能夠更好地減少電氣設(shè)備發(fā)生故障的概率。 1.3合理設(shè)計(jì)電力需求方內(nèi)部配電系統(tǒng) 電力的輸送對(duì)象是多種多樣的，但是都存在內(nèi)部需求方配電合理性的問(wèn)題。所以說(shuō)，在電力需求方內(nèi)部配電的過(guò)程中，應(yīng)該減少配電級(jí)數(shù)，根據(jù)需求方的特點(diǎn)合理設(shè)計(jì)配電路徑。設(shè)計(jì)中在允許的場(chǎng)合可以采取隔離開(kāi)關(guān)的形式，從而更好地減少配電級(jí)數(shù)，確保電力的合理利用。 2優(yōu)化電廠節(jié)能技術(shù)的推廣 2.1合理選擇變壓器 在電廠變壓器的選擇中，應(yīng)該從變壓器容量、電壓、環(huán)境、電流等方面進(jìn)行考慮，電廠人員應(yīng)該根據(jù)用戶的基本情況選擇變壓器的容量。通常情況下，在正常運(yùn)行過(guò)程中，應(yīng)該把變壓器的效率定在95%左右，如果發(fā)現(xiàn)額度低于90%，那么應(yīng)該及時(shí)更換變壓器。與此同時(shí)，在變壓器的選擇過(guò)程中，根據(jù)線路電源決定變壓器的一次繞組電壓值，確保電力的合理使用。 2.2降低發(fā)電能耗 國(guó)家發(fā)改委明確提出：要求在發(fā)電調(diào)度中要考慮可再生能源和低耗能機(jī)組發(fā)電。所以說(shuō)，電力公司應(yīng)該根據(jù)發(fā)改委的要求制定新的規(guī)劃，以經(jīng)濟(jì)、節(jié)能、環(huán)保為基礎(chǔ)，優(yōu)化調(diào)度能耗機(jī)組發(fā)電，縮減高能耗機(jī)組的使用，加大低能耗發(fā)電。同時(shí)，要加大可再生能源的發(fā)電力度。要充分利用太陽(yáng)能、風(fēng)能、生物能、海洋能等，不斷優(yōu)化電力技能的技術(shù)，積極發(fā)展太陽(yáng)能光伏發(fā)電，不斷優(yōu)化分布式供能系統(tǒng)，降低能源消耗。 2.3優(yōu)化監(jiān)控技術(shù) 隨著當(dāng)前智能化和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，各種監(jiān)控系統(tǒng)開(kāi)始深入到電力節(jié)能領(lǐng)域。通過(guò)優(yōu)化電力監(jiān)控系統(tǒng)，不僅可以確保各環(huán)節(jié)電力的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，同時(shí)還能夠使整個(gè)電氣系統(tǒng)的節(jié)能運(yùn)行成為一種可能。例如，在走廊燈的設(shè)計(jì)過(guò)程中，完全可以采用聲控?zé)?，克服長(zhǎng)明燈，同時(shí)還可以不斷引入新的技術(shù)，如光控、聲控?zé)?，通過(guò)編程控制達(dá)到節(jié)約電能的作用。 3優(yōu)化電廠運(yùn)行中的綜合線損技術(shù) 3.1優(yōu)化電網(wǎng)規(guī)劃 以城市電網(wǎng)運(yùn)行為例，合理規(guī)劃電網(wǎng)能夠起到降低線損的作用。例如，在建設(shè)電網(wǎng)的過(guò)程中，要充分考慮到遠(yuǎn)期、近期地區(qū)的電力負(fù)荷密度、區(qū)外電源受電通道以及節(jié)能降損等情況，因地制宜，從各個(gè)電壓級(jí)別協(xié)調(diào)發(fā)展的角度出發(fā)，建設(shè)高壓配電網(wǎng)。同時(shí)，還應(yīng)該采取積極的措施，采用低噪聲、低能耗設(shè)備，提高電力的利用效率。 3.2做好電力變壓器節(jié)能 首先，要積極做好變壓器降耗改造技術(shù)。電廠相關(guān)方面應(yīng)該采用非晶合金鐵芯變壓器，這種變壓器具有低能耗、低噪聲的特點(diǎn)，并且運(yùn)行的費(fèi)用也相對(duì)較低，所以說(shuō)，要通過(guò)不斷優(yōu)化技術(shù)使用低損耗變壓器；其次，要確保變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。要想確保變壓器的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，就要強(qiáng)化用電管理、加強(qiáng)供電，最終可以達(dá)到提供功率和節(jié)能的最終目的；最后，優(yōu)化電網(wǎng)無(wú)功配置。大量無(wú)功電流在電網(wǎng)中會(huì)導(dǎo)致線路損耗增大，變壓器利用率降低，用戶電壓跌落。無(wú)功補(bǔ)償是利用技術(shù)措施降低線損的重要措施之一，在有功功率合理分配的同時(shí)，做到無(wú)功功率的合理分布。 3.3加強(qiáng)電廠用電側(cè)管理技術(shù) 在電廠用電管理中，強(qiáng)化側(cè)管理技術(shù)能夠給電廠帶來(lái)直接的經(jīng)濟(jì)效益，研究掌握負(fù)荷管理技術(shù)，采用先進(jìn)的技術(shù)終端提升用電效率，對(duì)實(shí)現(xiàn)電力需求側(cè)管理的目標(biāo)意義重大。首先，要注意改變用戶的用電方式。通過(guò)改變用戶的用電方式，減少季節(jié)性的電網(wǎng)峰荷，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，節(jié)約電力建設(shè)投資，優(yōu)化供電成本；其次，要不斷提升終端用電的效率。通過(guò)選用高效的用電設(shè)備、采用能源替代方法等提高電力高效運(yùn)行，改變消費(fèi)行為，最終降低能耗，提高終端的用電效率；最后，電氣布置及接線優(yōu)化。從電氣設(shè)備布置而言，盡量將需要散熱的設(shè)備放在通風(fēng)良好的場(chǎng)所，保證電氣各環(huán)節(jié)布置的合理性，以最大限度地減少機(jī)械通風(fēng)，確保電力的技能。 4提高功率因素的意義 4.1減少線路功率損耗，提高電網(wǎng)輸電效率 （1）降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出。 （2）降低輸、變電設(shè)備的供電能力。 （3）造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加。 （4）造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。 供配電線路的有功損耗為： 從式中可以看出，當(dāng)線路輸送的有功功率一定時(shí)，線路有功損耗與其成反比，所以提高功率因數(shù)，可大大降低損耗。 4.2提高功率因數(shù)，可減少電壓損失 正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，還需要取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。 供配電線路的有功損耗為： 采用補(bǔ)償電容提高功率因數(shù)后，電壓損失U減小，改善了電壓質(zhì)量。 4.3提高電力網(wǎng)的傳輸能力，提高設(shè)備利用率 4.4降低設(shè)備容量 以變壓器為例，0.4kV線路功率因數(shù)提高后，線路電流減小，視在功率也減小，變壓器傳輸能力是用視在功率衡量，因此也降低了變壓器的負(fù)載率。因此，改善功率因數(shù)是充分發(fā)揮設(shè)備潛力，提高設(shè)備能力的有效方法。 5供配電系統(tǒng)節(jié)電電動(dòng)機(jī)節(jié)電 5.1電動(dòng)機(jī)的無(wú)功就地補(bǔ)償 將就地補(bǔ)償裝置安裝在電動(dòng)機(jī)附近，并直接與電動(dòng)機(jī)連接在一起的補(bǔ)償方式?；\式電動(dòng)機(jī)通常采用并聯(lián)電容器就地補(bǔ)償方式。無(wú)功就地補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)及注意事項(xiàng)如下表所示。 5.2電動(dòng)機(jī)的合理選型和節(jié)能改造 5.2.1電動(dòng)機(jī)的合理選型 （1）選用節(jié)能型電動(dòng)機(jī)，淘汰高能耗的老式電動(dòng)機(jī)。 （2）合理選擇電動(dòng)機(jī)的型號(hào)。選擇電機(jī)除了滿足拖動(dòng)功能外還應(yīng)考慮其經(jīng)濟(jì)運(yùn)行性能。 （3）合理選擇電動(dòng)機(jī)的額定容量。當(dāng)負(fù)載率在70%100%時(shí)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)；當(dāng)40%70%時(shí)，為一般運(yùn)行區(qū)；當(dāng)40%時(shí)為非經(jīng)濟(jì)運(yùn)行區(qū)。 5.2.2合理設(shè)計(jì)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)和運(yùn)行方案 （1）對(duì)于大中型電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)方案設(shè)計(jì)也有節(jié)能潛力可挖，若采用全壓直接起動(dòng)方式，則要求電力系統(tǒng)有足夠大的容量，而實(shí)際運(yùn)行時(shí)，電力系統(tǒng)負(fù)載率很低，影響供電效率，并且用直接起動(dòng)方式易燒電機(jī)或影響電網(wǎng)其他設(shè)備運(yùn)行。對(duì)于這類電機(jī)可采用降壓等起動(dòng)方式，既可以改善電機(jī)起動(dòng)性能，又可以降低電機(jī)起動(dòng)對(duì)電網(wǎng)容量的要求；既節(jié)約能源，又節(jié)約一次性投資。 （2）對(duì)于大型風(fēng)機(jī)、短時(shí)滿載運(yùn)行而長(zhǎng)期處于輕載運(yùn)行的電機(jī)，選擇時(shí)應(yīng)考慮調(diào)速運(yùn)行方案，節(jié)能效果相對(duì)調(diào)節(jié)風(fēng)門(mén)方式顯著。 5.2.3老式電動(dòng)機(jī)的節(jié)能改造 （1）更換電動(dòng)機(jī)的外風(fēng)扇，將電動(dòng)機(jī)的外風(fēng)扇更換為節(jié)能型的。對(duì)于不同型號(hào)的電動(dòng)機(jī)，有對(duì)應(yīng)型號(hào)的節(jié)能型風(fēng)扇產(chǎn)品可供選用。主要用于單方向運(yùn)轉(zhuǎn)的2極和4極電動(dòng)機(jī)，改后可提高效率1.35%2.55%。 （2）采用磁性槽泥代替原來(lái)的槽楔，用磁性槽泥進(jìn)行電動(dòng)機(jī)節(jié)能改造后，可降低電動(dòng)機(jī)的鐵心損耗和附加損耗，提高效率，但起動(dòng)轉(zhuǎn)矩會(huì)下降10%20%，因此僅適用于空載或輕載起動(dòng)的電動(dòng)機(jī)。 5.3電動(dòng)機(jī)的調(diào)速節(jié)能 從調(diào)速時(shí)的能耗觀點(diǎn)來(lái)看，有高效調(diào)速方法與低效調(diào)速方法兩種：高效調(diào)速指調(diào)速時(shí)轉(zhuǎn)差率不變，因此無(wú)轉(zhuǎn)差損耗，如多速電動(dòng)機(jī)、變頻調(diào)速以及能將轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法（如串級(jí)調(diào)速等）。有轉(zhuǎn)差損耗的調(diào)速方法屬低效調(diào)速，如轉(zhuǎn)子串電阻調(diào)速方法，能量就損耗在轉(zhuǎn)子回路中；電磁離合器的調(diào)速方法，能量損耗在離合器線圈中；液力耦合器調(diào)速，能量損耗在液力耦合器的油中。一般來(lái)說(shuō)轉(zhuǎn)差損耗隨調(diào)速范圍擴(kuò)大而增加，如果調(diào)速范圍不大，能量損耗是很小的。 參考文獻(xiàn): 1趙傳霖，吳文傳，張伯明.基于多Agent的能量管理系統(tǒng)支持平臺(tái)J.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，xx（13）. 2張文亮，劉壯志，王明俊，等.智能電網(wǎng)的研究進(jìn)展及發(fā)展趨勢(shì)J.電網(wǎng)技術(shù)，xx（13）.