马钢电力系统电压偏差运行技术的应用.pdf

2 0 1 3 年第5 期 总 第 1 5 9 期 冶 金 动 力 ME r A L L U R G I C A L P O WE R 1 7 马钢电力系统电压偏差运行技术的应用 李宁辉 ( 马鞍山钢铁股份有限公司第一能源总厂， 安徽马鞍山2 4 3 0 0 0 ) 【 摘要】钢铁行业是高耗能行业， 降低用电成本有一定空间， 有必要推行配电网和用电设备节电运行技 术， 低电压偏差运行技术很适合配网系统中应用， 具有明显的节电效果。 【 关键词】配电网； 供电压偏差； 节电 【 中图分类号】T M 7 2 6 【 文献标识码】B 【 文章编号】1 0 0 6 — 6 7 6 4 ( 2 0 1 3 ) 0 5 — 0 0 1 7 — 0 2 Appl i c a t i o n o f M a s t e e l ’ S Po we r Sy s t e m Vo l t a g e De v i a t i o n Op e r a t i o n Te c h no l o g y L I Ni n g hu i 0 v o ． J E n e r g y S o u r c e s P l a n t o f M a a n s h a n I r o n& S t e e l C o ． ， L t d ． ，Ma a n s h a n , An h u i 2 4 3 0 0 0 ,C h i n a ) 【 A b s t r a c t 】S t e e l i n d u s tr y i s a in d u s t ry th a t c o n s u m e s h i g h e n e r g y ． T h e r e i s c e r t a i n s p a c e i n r e d u c i n g p o we r c o s t ．I t i s n e c e s s a r y t o c a r r y o u t d i s t r i b u t i o n n e t wo r k a n d p o we r s a v i n g 叩一 e r a t i o n t e c h n o l o g y o f e l e c t r i c i t y e q u i p me n t ．Th e l o w v o l t a g e d e v i a t i o n o pe r a t i o n t e c hn o l o g y i s s u i t a b l e f o r t he di s t r i bu t i o n n e t wo r k s y s t e m a nd ha s o b v i o u s p o we r s a v i n g e ffe c t ． 【 K e y w o r d s 】d i s tr i b u t i o n n e tw o r k ； v o l t a g e d e v ia t io n ； p o w e r s a v i n g 1 前言 钢铁行业是高耗能行业 ， 2 0 0 0年钢铁工业总能 耗 占全 国总能耗的 1 0 ％ ，用 电占全 国总用电量的 8 ． 3 6 ％左右； 大型钢铁企业能源成本占总生产成本的 3 0 ％左右 ，其 中电能成本 占总生产成本 的 1 0 ％左 右 ，降低用 电成本有一定空间，为此有必要推行配 电网和用电设备节电运行技术， 其主要包括： 低电压 偏差运行技术； 变压器经济运行技术； 配电网重构技 术； 电加热设备的配电功率曲线控制等技术。 2 低电压偏差运行技术的节电原理 其节电原理是利用( 1 ) 钢铁厂配电系统和用 电 设备具有较高的无功电压灵敏度 ； ( 2 ) 配电变压器运 行在一定程度的磁饱和状态下 ， 当电压降低时 ， 变压 器 的励磁电流减小。 现场测试表明 ， 当电压降低 1 ％ 时 ， 变压器的无功功率相应减少 3 ％ ～6 ％； ( 3 ) 钢铁 厂负荷中约 7 5 ％是 电机负荷和 电加 热负荷及空调 负荷， 而这些负荷功率的静态特性表明， 当电压降低 时钢铁厂有功功率变化很少，而无功功率变化很 大。 负荷电压灵敏度的静态模型可以表示为，指数 形式 ： P 0 Q Q 0 ( ~ 0 ) 降低运行电压， 有功功率变化较小， 但无功变化 较大。 对于钢铁工业负荷平均来说 ， 当供电电压大于 额定电压时， 电压降低 5 ％， 无功功率可减少 8 ％左 右 ， 设备有功功率减小很少 ， 降至额定功率 ， 不会影 响生产 ， 但无功电流产生的线路损耗减少 了， 同时也 减少了无功补偿设备的投入。 推行低电压偏差技术 的条件及电压调整适用范 围为( 1 ) 供电电压较稳定 ， 电压波动范围较小； ( 2 ) 电 压波动范围在 1 0 ％左右 ， 则用电设备终端电压偏差 应整定在 + 0 ％和 一 1 ％之 间； ( 3 )电压波动范围在 5 ％左右， 则用电设备终端电压偏差应整定在 0 ％和 一 2 ％之间。 3 马钢老区原有 状况 马钢一能源供电分厂共有 3 5 台变压器，总容量 1 6 4 2 M V A ， 其中有 3 1 台具备有载调档能力， 4 台为 无载调档变压器， 需要停电调档。 根据变压器节电运 行规则 ， 变压器平均负载率在 3 0 ％～ 6 0 ％， 且平均功 率因数大于 0 ．9 2 为节电运行，否则视为不节电运 行 。中压系统母线平均电压偏差小于 3 ％视为节电 运行 ， 否则视为不节 电运行。 3 ． 2 2 0 0 5年马钢股份公司与相关 单位开展合作 ， 1 8 冶 金 动 力 MFr AL I 】 I { GI CA L P OWER 2 0 1 3 年第5 期 总第 1 5 9期 邀请上海宝钢安大电能质量有限公司对 马钢电力系 统进行了全面的测试 ， 根据测试结果 ， 马钢供电分厂 符合节电运行规则的变压器共有 1 O台， 总容量 4 4 3 MV A，占2 6 ． 9 ％，不符合节电运行规则的变压器有 2 1台，总容量 1 1 1 6 MV A，占 6 7 ． 9 ％( 其他未作测 试 ) ； 1 1 段中压供电母线符合节 电运行 有 2 0 段 中 压供 电母线不符合节 电运行 。变压器二次 电压偏差 运行较为普遍 ， 且最大达 1 5 ． 7 3 ％。 4 实施情况 根据宝钢安大电能质量有 限公 司对马钢电力系 统进行了全面的测试和评估 ，电压偏差运行技术有 必要在马钢电力系统中开展及应用。 自2 0 0 6年 1月份 ， 供 电分厂开始对各变电所的 主变的有载进行有载降压调档 ，使 电压值在符合国 标 的前提下 ， 达到最佳节能效果 ， 仅至当年年底 ， 共 进行有载调档 4 0 0余次 ，另有 2 次对两变电所无载 变压器进行无载调档。 5 实施过程 中兼顾的问题 ( 1 ) 由于受系统电压波动及负荷影响， 电压的高 低并非一成不变 ， 而电压的控制受变 电所值班人员、 用户及调度对降压的认识，人为因素对电压控制的 影响较大， 如用户一旦遇到电压负偏差时 ， 往往向调 度提出升高电压要求 ， 而遇电压较高时， 却几乎不提 出异议 ， 影 响了及时对电压进行调整。因此 ， 当系统 出现电压波动时， 增加了调压次数 。 ( 2 ) 关注高压大容量电机的启动， 认为用户侧 6 k V电压若能控制在 6 ． 0 ～ 6 ． 1 k V， 1 0 k V若能控制在 1 0 ． 0 — 1 0 ． 1 k V， 则线损的控制较为理想。但受用户设 备性质以及线路压降的影响当总降压站电压控制 在 6 ． 0 - 6 ． 1 k V或 1 0 ． 0 ～ 1 0 ． 1 k V时 ， 有些用户侧 电压 常达不到 6 ． 0 k V或 1 0 ． 0 k V， 若遇大电流启动或进 口电机( 如制氧机 ) 启动时因设置的低电压保护动作 值较高， 对电压质量要求较高， 电压又会显得偏低， 甚至可能会影响到设备的正常启动。 ( 3 ) 因系统功率因数对线损的影响非常大， 加之 无功潮流的流向并非合理。尽管电压降低后能适 当 提高功率 因数 ， 降低线损 ， 如某一总降压变电所电压 降低后其 1 1 0 k V电源进线功率因数由平均 0 ． 8 4 升 至 0 ． 8 7 ， 但功率因数提高的作用有限 ， 难 以从根本上 达到电能零损耗。因此 ， 在考虑降低线损措施时， 应 将提高功率因数纳入一并考虑 ，使系统运行达到最 佳合理化。 ( 4 ) 对于某些总降压站所 ， 由于主变二次有二种 电压( 亦即三卷变 ) 且有长线路时 ， 难 以将 6 k V和 1 0 k v电压都控制在理想的合理范围内。 6 调压取得 的节能效果 调整前与调整后功率因数与上一年同期 比较见 表 1 。 表 1 调整前与调整后功率因数与上一年同期比较 调 调 粝视 在 功 率 羹-1-1~8 1~8 S／kV A 黥 碧 枉 节 电 量 (1【W h) 名 称 月 份 月 份 量 Q v 嚣 n ： IJn 无功经济当量 =0 ．0 4 表 1 数据为马钢同期系统调压前功率因数之比 较 ， 从表 1近似看出， 1 — 8月节 电 2 4 8 1 8 9 6 k W h ， 按 当期工业 电价 0 ． 5 2元 ／ k w h计算 ， 节 电效益为 1 2 9 万元 ， 全年节电 1 9 3 万元。 另外还减少电容器固定投 资 1 5 0万元。 7结论 通过与同期电力系统运行参数 比较 ，全年节电 2 1 2万元 ， 效果 明显 ， 随着 电压偏差运行技术的长期 深入使用， 运行电压调整到位， 节电效果更加明显， 当然，如果将电压偏差运行与无功补偿装置配合起 来应用 ， 取得的节电效果会更加显著。 收稿 日期 ： 2 0 1 3—0 1 —1 7 作者简介 ： 李宁辉 ( 1 9 6 3一) ， 男 ， 大专学历 ， 工程师 ， 现从事高压电气 设备运行技术管理工作。