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供配电系统节能产品及技术介绍

2014-07-02    来源:中国节能网
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[ 导读 ]:供配电系统节能主要体现在提高供配电设备效率和输送效率,除了采用供电线路合理布局和变压器容量合理选择确保经济运行等有效措施外,选用高效变压器,采用无功补偿装置等节…

供配电系统节能主要体现在提高供配电设备效率和输送效率,除了采用供电线路合理布局和变压器容量合理选择确保经济运行等有效措施外,选用高效变压器,采用无功补偿装置等节能产品和装置也是减少输配电损失的重要手段。另外采用装置清除电网中的高次谐波,改善三相不平衡和抑制浪涌等手段,提高供电质量也可以提高供电效率。但是现在这类产品很多,质量又参差不齐,由于供配电系统运行负荷变化较大,这些节能装置的节能效果很难得到正确评价,因此用户应当根据高次谐波和三相不平衡等指标进行对比测定,对产品进行考核验证。

1.1  S11高效变压器

与目前常用的S9型变压器相比S11型变压器的空载损耗下降30%,空载励磁电流下降70%,噪声下降10dB。S11变压器打破了传统的叠片式铁芯结构,其采用高导磁取向的冷轧硅钢片卷绕成封闭形,故空载损耗和励磁电流也因此用材量大幅下降。变压器采用全密封结构,运行的可靠性和使用寿命大大提高。

1. 2  非晶态磁性材料变压器

非晶态导磁材料具有磁导率高、电阻率大和铁损小等优点,采用非晶态合金作为铁芯材料的配电变压器。其空载损耗可比同容量的硅钢铁芯变压器降低 60%~80%,目前非晶态变压器容量1600kVA以下主要作为配电变压器,用于工矿企业、农村电网、配电系统,但由于受制造工艺的限制,非晶态变压器产品目前的容量还较小,不能作为电力变压器使用在输变电系统。

1.3  节能型轻质高强耐蚀电缆桥架

电缆桥架是高低压输配电网及信息网络工程的重要组成部分,用来支托电线、电缆和管缆汇线。传统桥架一般采用矩形平板钢结构,外表采用热镀锌作为防止大气雨水腐蚀的保护层。节能型轻质高强耐蚀电缆桥架,根据材料力学原理和采用轻钢结构设计时,对不同厚度钢板成型后的惯性矩和抗扭矩进行了分析比较,筛选优化,最大限度地利用凹凸瓦楞结构增加的强度和承载优势,使桥架达到轻质高强,可节材30%左右。由于采用了凹凸瓦楞,结构桥架的散热面积增大,并可形成的上下内外冷热空气交换,非常有利于敷设在桥架内的电缆和导线温度下降,从而使导电体的电阻率下降,达到线损下降的效果,据测试节电率达2.05%以上。另外桥架表面采用高耐腐蚀气相缓蚀(VC1)双金属复合涂层作为防腐材料,耐盐雾试验超过2000小时(热镀锌国家标准为240小时),同规格单位长度重量是传统桥架的70%。该技术已获国家专利技术九项,产品获多项国家级推荐,是国家建筑设计规范推荐的许可产品。

1.4  无功补偿电容装置

低压动态式无功补偿电容装置是采用晶闸管作为开关,投切电力电容器组、可以根据用电负荷的变化及时进行无功补偿。确保电源的功率因数始终负荷标准要求,具有显著的节能效果。系统中采用了特定的电感器,可有效减少谐波的发生,有效吸收大部分谐波电流,达到谐波治理的目的。

1.5  电磁调速异步电动机

电磁调速异步电动机是由普通鼠笼式异步电动机、电磁滑差离合器和电气控制装置三部分组成。其中电磁滑差离合器又由电枢、磁极和励磁线圈三部分组成。电枢为铸钢制并与鼠笼式异步电动机的转轴相连接联动,被称为主动部分;磁极做成爪形结构,装在负载轴上,被称为从动部分。当励磁线圈通过电流,爪形结构形成很多对磁极。此时若电枢被鼠笼式异步电动机拖着旋转,那么它便切割磁场相互作用,产生转矩,于是从动部分的磁极便跟着主动部分电枢一起旋转,前者的转速低于后者,因为只有当电枢与磁场存在着相对运动时,电枢才能切割磁力线。磁极随电枢旋转的原理与普通异步电动机转子跟着定子绕组的旋转磁场运动的原理没有本质区别,所不同的是:异步电动机的旋转磁场由定子绕组中的三相交流电产生,而电磁滑差离合器的磁场则由励磁线圈中的直流电流产生,并由于电枢旋转才起到旋转磁场的作用。该产品可广泛地运用于电力,石油化工,机械,纺织,橡胶,轻工,食品,冶金,楼宇空调等需要变工况运行的场合。尤其适合于需要调速的风机,水泵类中小功率、要求滑动、短时低速运行负载的调速运行。

1.6  内反馈电机斩波串调调速装置

内馈电机斩波调速装置通过内馈绕组,将电动机定子传输到转子的部分电流经过斩波和逆变后反馈回定子,使得转子输出的机械功率受控,从而达到调速的目的,对电流斩波可以克服移相控制在调速过程中大量产生感性无功功率的缺点。内反馈电机斩波调速技术的主要优势在可以只在电机的转子侧进行控制,从而回避了定子调速遇到的高电压与大容量的问题,从而使调速控制及装置简化,可靠性提高,成本下降。

内馈电机斩波调速能够满足6~10kV电压、用电负荷变化较大的绕线转子的高压电机调速要求,效率高,运行可靠而经济性较好,可适用于市政给排水、电力、热力、冶金、石油、化工、建材以及煤炭等领域,尤其适用于风机、水泵等负荷特性的调速节能。

1.7  变频器

根据电动机转速或负荷要求,变频技术首先将工频交流电整流为直流,然后利用逆变技术将直流电逆变为适当频率的交流电,驱动电动机运行。变频装置有多种类型,例如电流型变频、电压型变频以及脉冲宽度调节(PWM),采用的元件有大功率晶闸管(GTR)、大功率绝缘栅型晶体管(IGBT)。新型的变频器普遍都带有简单的PID 自动控制系统和少量的PLC控制功能,为实施简单自动控制提供了便利的条件。市场上的变频器产品有风机水泵专用型、通用型、矢量控制型等多种品种供用户选择。

1.8  高压变频调速装置

高压变频调速装置用于高压电机的调速。可以分3kV、6 kV和10 kV等不同的电压等级,容量从200kVA至9600kVA不等。一些高压变频器产品采用功率单元串联多电平输出,不产生高次谐波、不需要输出变压器和滤波装置、对电机无特殊要求,具有运行稳定、输出波形好、输入电流谐波含量低,以及效率高可达到良好的节能效果。另外单元串连多电平以及独特的dv/dt限制电路可以降低输入输出谐波,完善的保护和限制功能使装置不因过流、过压、过温和短路等工况而损坏,强过载能力使系统除了完全胜任额定运行,还可以不受负载扰动的影响。大型辅机(水泵、风机等)设计往往都存在大马拉小车的现象,导致辅机和驱动异步电动机都工作在低效率区域内运行,造成大量能源浪费,采用高压变频进行调速可达到良好的节能效果。

目前高压变频调速装置正迅速在发电厂、自来水厂、污、水处理厂、冶金、钢铁、化工、石油、矿井、水泥等企业中的风机、水泵、压缩机设备上推广,节电率一般为25%~40%。

1.9  高效电机

高效节能型电动机效率高,用材省,例如Y2电动机虽然平均效率低于Y系列,但在大功率区间效率高于Y系列;材料用量相对也较少。我国目前实际运行的电动机中,以0.55~100 kW的三相异步电动机为主,其中相当于20世纪70年代末世界水平的Y系列占到70%,相当于20世纪80年代末水平的Y2系列占到10%。与国外先进水平相比,目前我国的电动机在能源效率、使用寿命、运行可靠性、材料用量以及噪声和振动方面都还存在差距,特别是效率低于国外平均水平的约3-5个百分点。

1.10  家用电器智能化待机节电插座

家用电器待机节电插座是一种可以用红外线遥控或手动控制的智能化待机节电装置。节电器的一头插入电源插座,另一头作为家用电器电源插座将电源与家用电器断开,家电在待机时仅有节电器控制部分消耗极微量电能。待机能耗降到0.5W以下。在要激活受控家用电器时采用该家电未用的红外遥控器可以启动节电器,使家用电器接通电源,投入运行。家电待机后经20秒左右的延迟时间后与电源完全断开。目前在市场上有3种专用的待机节电插座,分别为空调待机节电插座、电脑待机节电插座以及通用家用电器待机节电插座。

 


 
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