張曉光

(上海理工大學(xué)管理學(xué)院,上海 200093)

節(jié)能環(huán)保新技術(shù)新工藝在配電設(shè)備中的應(yīng)用

張曉光

(上海理工大學(xué)管理學(xué)院,上海 200093)

目前,我國在大規(guī)模電網(wǎng)改造工程中取得了較為顯著的成果。大量的廠商以及科研機(jī)構(gòu)不斷研發(fā)新技術(shù)和新產(chǎn)品,不斷提出新技術(shù)或新原理對(duì)配電設(shè)備進(jìn)行更新與升級(jí),從而提高了我國配電設(shè)備的智能化與節(jié)能化程度。本文對(duì)節(jié)能環(huán)保新技術(shù)在配電設(shè)備中的應(yīng)用進(jìn)行研究,從節(jié)能減排的角度入手,對(duì)我國配電技術(shù)的現(xiàn)狀以及未來的發(fā)展趨勢進(jìn)行研究。

電網(wǎng)改造 新技術(shù) 配電設(shè)備

1 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)與環(huán)境之間的矛盾日益明顯。為了實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，降低能源的損耗以及對(duì)環(huán)境的破壞，我國制定了節(jié)能減排發(fā)展策略。電力是最重要，也是最昂貴的能源之一，提高能源利用率，減少污染物的排放，是我國節(jié)能環(huán)保工作中的核心任務(wù)。

2 配電設(shè)備節(jié)能的重要性

將節(jié)能環(huán)保的新技術(shù)應(yīng)用到配電設(shè)備中，主要是為了解決資源與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的矛盾，為人類提供更好的生活環(huán)境。在配電設(shè)計(jì)中使用節(jié)能技術(shù)，不僅可以提高電能的優(yōu)化配置率，還能提高單位電量的使用率。隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電能的使用率正在逐步提高，而且正在不斷開發(fā)新技術(shù)、新能源。將新技術(shù)、新能源應(yīng)用在配電設(shè)計(jì)中，不僅能降低能源的浪費(fèi)，同時(shí)還能為經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展發(fā)揮出積極的推動(dòng)作用。

配電設(shè)計(jì)中的節(jié)能技術(shù)，在節(jié)能工作中發(fā)揮重要作用，大力開發(fā)以水電為主的可再生能源，提高能源轉(zhuǎn)換和利用效率，以最少的資源消耗獲得最大的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)收益；建立節(jié)約型電力生產(chǎn)供應(yīng)體系，把資源節(jié)約與效益目標(biāo)相結(jié)合，不斷加大基礎(chǔ)性管理和設(shè)備治理力度；加強(qiáng)電力消費(fèi)管理，提高全社會(huì)用電水平，不斷提高電能利用率和提高終端用電效率。

3 配電設(shè)備節(jié)能新技術(shù)

3.1 非晶合金變壓器

非晶合金材料又叫金屬玻璃，它是一種無晶體原子結(jié)構(gòu)的合金，通常在熔融狀態(tài)下以百萬分之一秒的速度冷卻得到。它利用國際先進(jìn)的超冷技術(shù)對(duì)合金進(jìn)行冷卻，得到了原子排列長程無序、短程有序的非晶合金組織，該合金具有非常多的優(yōu)點(diǎn)，比如高電阻率、高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性以及高耐腐蝕性等。目前，通常采用鐵、鎳基合金，因?yàn)殍F磁體非晶合金比其他材料更容易消磁或磁化，而且磁性很容易在其他材料內(nèi)實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)。

由于非晶合金材料的性能較好，因此利用它作為鐵芯材料的變壓器具有較好的節(jié)能效果。據(jù)統(tǒng)計(jì)，非合金變壓器的空載損耗僅為普通變壓器的20%左右。有相關(guān)人士進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，一臺(tái)非晶合金變壓器一年可以節(jié)約4000元，而對(duì)于大型發(fā)電廠而言，這是一筆非常大的開支。

3.2 高壓動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置(SVC)

SVC裝置的作用就是對(duì)無功功率進(jìn)行補(bǔ)償，它不僅可以穩(wěn)定電壓、改善電能質(zhì)量，同時(shí)還可以降低線損。因此，SVC在我國電網(wǎng)中具有非常廣闊的應(yīng)用前景。

在交流電路中，電源供給負(fù)載功率可以分為無功功率和有功功率兩種，只有將兩種負(fù)載方式按照相應(yīng)的比例結(jié)合，才能保證負(fù)載的正常運(yùn)行。電能在電網(wǎng)中傳輸，因?yàn)閭鬏斎萘康南拗?，所以無功功率不能太高，否則會(huì)導(dǎo)致電廠跳閘，最后使得整個(gè)電網(wǎng)癱瘓，而必須對(duì)電力系統(tǒng)進(jìn)行分級(jí)補(bǔ)充，這樣就產(chǎn)生了SVC裝置。

目前，SVC裝置是國際上使用最為廣泛，成熟度最高的電力節(jié)能產(chǎn)品，在鐵道運(yùn)輸、礦山、煤炭以及電力冶金方面得到了廣泛的應(yīng)用。通過對(duì)無功量進(jìn)行快速調(diào)整，可以將系統(tǒng)功率因素提高到0.95以上，節(jié)能效果非常明顯。

3.3 高壓變頻調(diào)速裝置

在電動(dòng)機(jī)系統(tǒng)中，變頻器是重要的節(jié)能設(shè)備。一般情況下，驅(qū)動(dòng)1kV以上交流電動(dòng)機(jī)的中、大容量變頻器叫做高壓變頻器。按照國際上的標(biāo)準(zhǔn)來說，如果供電電壓低于10kV時(shí)，稱為中壓，如果供電電壓高于10kV時(shí)，稱為高壓。

在我國，消耗在電動(dòng)機(jī)上的電量約占總發(fā)電量的60%，而高壓電機(jī)又占了消耗電量的70%，其中大部分損耗都集中在壓縮機(jī)、泵類以及風(fēng)機(jī)等設(shè)備上。因此，應(yīng)用高壓變頻器，可以降低30%左右的電量損耗，其技能效果是非常明顯的。但是，由于高壓變頻技術(shù)相對(duì)復(fù)雜，而且價(jià)格昂貴，使得普及難度較大。而隨著我國市場的不斷發(fā)展，高壓變頻器受到了廣泛的認(rèn)可，因此目前處于一個(gè)高速增長時(shí)期。

3.4 內(nèi)反饋電機(jī)斬波串調(diào)調(diào)速裝置

內(nèi)饋電機(jī)斬波調(diào)速裝置通過內(nèi)饋繞組，將電動(dòng)機(jī)定子傳輸?shù)睫D(zhuǎn)子的部分電流經(jīng)過斬波和逆變后反饋回定子，使得轉(zhuǎn)子輸出的機(jī)械功率受控，從而達(dá)到調(diào)速的目的，對(duì)電流斬波可以克服移相控制在調(diào)速過程中大量產(chǎn)生感性無功功率的缺點(diǎn)。內(nèi)反饋電機(jī)斬波調(diào)速技術(shù)的主要優(yōu)勢在可以只在電機(jī)的轉(zhuǎn)子側(cè)進(jìn)行控制，從而回避了定子調(diào)速遇到的高電壓與大容量的問題，從而使調(diào)速控制及裝置簡化，可靠性提高，成本下降。

3.5 節(jié)能型輕質(zhì)高強(qiáng)耐蝕電纜橋架

電纜橋架是高低壓輸配電網(wǎng)及信息網(wǎng)絡(luò)工程的重要組成部分，它主要功能就是支托電線、電纜等設(shè)備。一般的橋架使用矩形平板鋼結(jié)構(gòu)，而節(jié)能型輕質(zhì)高強(qiáng)耐蝕電纜橋架，對(duì)不同厚度鋼板成型后的抗扭矩以及慣性矩進(jìn)行了對(duì)比優(yōu)化，將最大限度地利用凹凸瓦楞結(jié)構(gòu)增加的強(qiáng)度和承載優(yōu)勢，保證橋架達(dá)到輕質(zhì)高強(qiáng)，能夠節(jié)約30%左右的材料。

因?yàn)槭褂冒纪雇呃?，使得結(jié)構(gòu)橋架的散熱面積增大，從而形成了上下內(nèi)外冷熱空氣交換，有利于敷設(shè)在橋架內(nèi)的電纜和導(dǎo)線溫度下降，從而使導(dǎo)電體的電阻率下降，達(dá)到線損下降的效果。據(jù)測試，節(jié)電率達(dá)2.05%以上。另外橋架表面采用高耐腐蝕氣相緩蝕(VC1)雙金屬復(fù)合涂層作為防腐材料，耐鹽霧試驗(yàn)超過2000小時(shí)，同規(guī)格單位長度重量是傳統(tǒng)橋架的70%。

4 結(jié)語

總之，圍繞安全高效、節(jié)能環(huán)保方向配電設(shè)備的新技術(shù)新工藝還要不斷創(chuàng)新，在發(fā)電廠建設(shè)初期就應(yīng)根據(jù)各自的發(fā)展規(guī)模認(rèn)真考察、合理規(guī)劃設(shè)計(jì)，在發(fā)電廠生產(chǎn)和發(fā)展過程中要不斷進(jìn)行技術(shù)改造、技術(shù)創(chuàng)新，這樣我們的電力企業(yè)才能生機(jī)勃勃、健康發(fā)展。

[1]黃集賢,陳旋.集中控制下500kV無人值班變電站管理模式的探討[J].廣西電力,2007年02期.

[2]劉向陽.電力設(shè)備行業(yè)運(yùn)行情況及市場機(jī)遇[J].電器工業(yè),2008年11期.

[3]郭基偉,謝敬東,唐國慶.電力設(shè)備管理中的壽命周期費(fèi)用分析[J].高電壓技術(shù),2003年04期.

[4]張興平,孫紅星.農(nóng)村電網(wǎng)改造項(xiàng)目社會(huì)評(píng)價(jià)的必要性及主要內(nèi)容[J].電力技術(shù)經(jīng)濟(jì),2002年03期.

[5]夏書軍,程志武,周曉東.自動(dòng)化技術(shù)在電力系統(tǒng)配電網(wǎng)中的應(yīng)用[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品,2010年02期.

張曉光(1974.10-),性別:男,籍貫:山東,學(xué)歷:本科,現(xiàn)有職稱:工程師,研究方向:項(xiàng)目管理。