基于节能需求的工厂供配电系统设计.pdf

文章编号:()基于节能需求的工厂供配电系统设计彭霞丹(湖南涟钢工程技术有限公司湖南 娄底)摘 要:随着经济的发展与社会的进步工业生产的规模逐步扩大化对于电能的需求也越来越多考虑到工业生产的经济性原则必须采取有效的手段对工厂的供配电系统展开节能控制 本文从工厂供配电系统节能的意义出发详细论述了在工厂供配电系统中进行节能控制所需要遵循的基本原则并且给出了基于节能控制的工厂供配电系统设计方法最后展望了工厂供配电系统节能的未来发展方向 经过试验验证本文所提出的基于节能需求的工厂供配电系统设计方法实现了电能的节约提高了工厂生产经营活动的经济性效益具备进行大规模推广应用的价值关键词:节能需求供配电系统工厂中图分类号:文献标识码:():.:引言随着我国经济的不断发展工业生产对于电能的需求缺口越来越大特别是在一些电力资源较少的地区电力资源的不足会对工业生产造成一定程度的影响 因此必须对现有的电力资源进行科学、合理的分配、运用最大限度降低工厂供配电系统中的能量损失在工厂供配电系统的设计和运用中采取必要的节能措施降低不必要的电能损失为工厂节省非必要的支出促进工厂健康发展 工厂供配电系统节能的意义 实现工厂经济效益提升 对于工厂来说科学、合理的设计和运用供配电系统对于工厂经济效益的提升具有重要意义但就目前情况来看工厂在供配电的设计、运用上仍然存在诸多不完善的地方对工厂供配电系统的高效运用产生了一定程度的影响从而导致供电电费成本支出过大而将节能技术运用到工厂供配电系统的设计中不仅可以保证供配电系统的正常运行电气开关(.)还能够对工厂的电费支出成本进行有效控制做到提质增效为实现经济效益的最大化而助力 实现工厂投资成本降低 在工厂的投资建设中采取节能措施对工厂配电网的建设意义重大不但能够有效降低配电网的建设成本 还可以对工业所需要的煤炭需求进行有效的控制降低煤炭资源的运用成本并且能够使得运用煤炭资源的过程中所造成的环境污染问题得到一定程度的缓解从而降低在环境污染治理方面所需要的资金投入进一步降低了工厂的投资成本 实现节能控制遵循基本原则 经济性原则 在对工厂供配电系统进行设计时如果需要实现节能的效果则必须从经济性原则出发这样就能够保证各项节能措施确实的落到实处实现工厂运营成本的降低电能使用效率的提高进而保证工厂供配电系统的安全、稳定、可靠运行 无功补偿是实现供配电系统节能最常规的一种方式设备投入成本较低设计实现周期短操作流程简单能够以最少的人力投入得到最大的经济产出实现经济效益的最大化 实事求是原则 随着国家大力推进可持续发展战略国家对于环境保护的重视程度日益加深而工厂对于能源的消耗巨大则必须要基于实事求是的原则最大限度降低对环境造成的影响缓解我国日益严峻的能源短缺压力 因此在工厂供配电系统中采用节能措施促进工厂可持续健康发展 优化原则 随着国家大力推进可持续发展战略不断深入和落实绿色发展理念工厂等生产型单位开始逐步意识到节能减排的重要意义因此开始广泛将新技术、新方法、新设备、新材料应用到生产中 例如在供配电线路中采用永磁接触器利用永磁力实现接触器的分合闸大大减小了接触器动作瞬间的电流冲击实现了能量高效利用 基于节能控制的工厂供配电系统设计 三相电路功率 三相电路中的有功功率损耗为:()三相电路中的无功功率损耗为:()/()()其中为相电流 为每相的线路电阻 为每相的线路电抗为三相电路中的有功功率为三相电路中的无功功率 为线电压 为功率因数 从公式中可以看出在工厂有功功率一定的前提下供配电线路中的功率损耗与电压值、功率因数、电缆线路长度以及电缆线路截面积相关因此可以从上述几个角度进行节能控制 高低压配电系统 如果要实现工厂用电的节能控制则必须要保证工厂供配电系统设计的合理性 在进行工厂供配电系统设计时要综合考虑供配电系统的设计合理性和科学性最大限度保证工厂的效益此外还需要根据实际情况合理选择供配电设备对供配电设备进行合理配置并且需要根据线路情况以及负荷情况选择合适的变压器特别需要值得注意的是对变压器进行选型时要选择调压变压器从而保证后续工作的顺利开展另外工厂供配电系统中的低压柜采用稳定式开关柜通过母线槽将变压器与低压柜进行连接从而降低配电网的用电损耗 通过提高用电设备的自然功率因数无法满足要求时通过无功补偿提高工厂供配电系统的功率因数能够实现能量损耗的降低 当有供配电系统的有功功率和电压恒定时提高系统的功率因数则可以得到降低的功率损耗为:(/)()()其中 为有功功率 为线电压为提高功率因数前的功率因数为提高功率因数后的功率因数 用电设备一般情况下都呈现感性特征将电容器并联接入电路中就能够实现无功补偿 按照补偿装置配置的位置划分可以分为集中补偿、就地补偿和分组补偿等按照补偿装置动作的快慢划分可以为动态补偿和静态补偿按照补偿装置的自动化投切划分可以分为固定补偿和自动化补偿 无功补偿方式如图 所示 变压器节能控制方法 普遍情况下工厂所应用的变压器的性能都比较稳定采用多台变压器并列的方式运行从而保证变压器能够实现功能最大化进而保证工厂供配电系统的正常运行 如果要保证工厂用电负荷的科学电气开关(.)性则需要确定变压器的数量即工厂供配电系统在满足用电负荷的情况下变压器的数量要尽量少这样既能够保证降低能源消耗又能够实现经济效益最大化如果供配电系统所能够提供的负荷量较低则需要根据实际情况调整变压器的数量 在进行变压器选型的时候必须要选择具备节能功能的变压器在高效提供高质量电能的时候还能够降低能源的消耗不算完善工厂供配电系统的功能图 无功补偿方式 在进行工厂供配电系统变压器的时候要根据实际情况考虑适用性更具工厂用电负荷的实际情况根据不同的用电需求如果负荷量较大可以在工厂供配电系统中配置两套变压器系统用电低峰季节采用容量较小的变压器用电高峰季节采用容量交大的变压器 从而保证工厂生产活动的顺利进行 输电线路节能控制方法 通常情况下发电厂向工厂传输电能的过程中会在输电线路上造成一定的能量损耗因此必须在输电线路上采取有效的措施进行节能控制减少不必要的能量损耗实现工厂经济效益的提高 需要根据工厂用电的实际情况将能量消耗较低的用电设备配置在同一条输电线路上并且根据实际的用电情况适当调整对于能量消耗较高的用电设备需要采用短而粗的输电线路减少能量的损耗 对于一些对供电稳定性要求较高的用电设备而言在进行供配电系统设计的时候可以采用较粗的输电线路在保证能量输送的前提下达到节约电能的目的 当输送的电能不变时提升输电线路电压时降低的功率损耗百分比计算公式为:(/)()其中为提升输电线路电压时降低的功率损耗百分比为输电线路提升电压前的电压值为输电线路提升电压后的电压值 实例分析 工厂供配电系统的电压与系统容量、用电设备运行特性、供电距离等多种因素存在相关联关系提升工厂供配电系统的供电电压能够实现能量损耗的降低实现经济效益的最大化 选取某工厂的供配电系统进行节能技术研究得到不同电压等级下提升工厂供配电系统电压后降低的功率损耗百分比数据如表 所示表 提升工厂供配电系统电压后降低的功率损耗百分比升压前电压()升压后电压()功率损耗降低百分比()从表中数据能够明显发现提升供配电系统电压后能量的损耗有所降低 结论 在对工厂供配电系统进行设计时必须基于节能的角度出发也是促进工厂供配电系统逐步趋于完善的基本要求 这样不仅能够实现工厂供配电系统功能的完善运行安全性、可靠性、稳定性的提高还可以降低能量的消耗 特别需要注意的是对于工厂供配电系统来说节能体现在工厂供配电系统中的方方面面必须进行综合考虑多方面深入研究达到节能减排的目的实现经济效益最大化推动工厂生产经营活动的发展参考文献 张福利.建筑电气节能设计问题的有效解决措施.房地产世界():.李莉芳沈飞.绿色建筑电气节能设计与能源管理系统可行性研究及解决方案.现代建筑电气():.李相怡.如何进行高层建筑供配电系统节能设计实践.智能城市():.刘侠.基于 变配电所供配电系统的设计重点与难点分析.大众标准化():.(下转第 页)电气开关(.)优化前 用接地开关电场强度最大值为 /优化后其电场强度最大值为/下降了 大大提高了其绝缘可靠性 /型式试验验证 自主研制的 /混合气体 按照/、/、/在机械工业高压电器产品质量检测中心高参数通过了绝缘、温升等整套型式试验验证图 /绝缘样机布置 结论 ()/混合气体和纯 气体相比具有绿色环保、液化温度低、绝缘性能好及经济等优点 ()体积占比为时的/混合气体的击穿强度要达到纯 气体的击穿强度压力应为纯 气体的 倍()在雷电冲击耐受电压 下 用 接 地 开 关 优 化 后 的 电 场 强 度 最 大 值 为/较优化前下降了 大大提高了绝缘可靠性 ()自主研发的 /混合气体 在机械工业高压电器产品质量检测中心顺利通过了绝缘、温升等整套型式试验验证 目前该 可应用于国网公司新环保 电站及现有 在运电站改造参考文献 高凯李莉华.气体绝缘输电线路技术及其应用.中国电力():.():.汪蔝邱毓昌张乔根.混合气体绝缘的发展动向.绝缘材料():.().().收稿日期:作者简介:王坤男中级工程师从事高压开关设备的研发和管理工作(上接第 页)黄正荣魏佳北李阿雷等.高速公路隧道照明及供配电节能的思考.工程技术研究():.王晓伟王笑颜唐韶华等.超高层建筑中新大厦供配电系统设计.建筑电气():.陈晓明王彬项炳泉等.地铁车站供配电与照明系统节能分析与节能措施的研究.安徽建筑大学学报():.杨旭.工厂供配电设计中的节能方法和措施的研究.城市建设理论研究(电子版)():.扆雷峰.高层建筑电气工程供配电系统设计的分析.中国住宅设施():.周龙武.供配电系统总体规划节能措施与变配电设计节能技术.科技资讯():.龚志华王光辉.从节能角度浅谈工厂供配电设计.有色金属设计():.陈洪元张晓冬程海涛.论电力系统供配电的节能优化.现代工业经济和信息化():.收稿日期:作者简介:彭霞丹(.)女湖南娄底人硕士学历中级职称研究方向:主要从事工厂电气设计电力系统供电设计、工业 控制等电气开关(.)