節能環保新技術新工藝在配電設備中的應用

張曉光

(上海理工大學管理學院,上海 200093)

節能環保新技術新工藝在配電設備中的應用

張曉光

(上海理工大學管理學院,上海 200093)

目前,我國在大規模電網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構不斷研發新技術和新產品,不斷提出新技術或新原理對配電設備進行更新與升級,從而提高了我國配電設備的智能化與節能化程度。本文對節能環保新技術在配電設備中的應用進行研究,從節能減排的角度入手,對我國配電技術的現狀以及未來的發展趨勢進行研究。

電網改造 新技術 配電設備

1 引言

隨著我國經濟的高速發展，經濟與環境之間的矛盾日益明顯。為了實現可持續發展，降低能源的損耗以及對環境的破壞，我國制定了節能減排發展策略。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，是我國節能環保工作中的核心任務。

2 配電設備節能的重要性

將節能環保的新技術應用到配電設備中，主要是為了解決資源與經濟發展的矛盾，為人類提供更好的生活環境。在配電設計中使用節能技術，不僅可以提高電能的優化配置率，還能提高單位電量的使用率。隨著我國經濟的飛速發展，電能的使用率正在逐步提高，而且正在不斷開發新技術、新能源。將新技術、新能源應用在配電設計中，不僅能降低能源的浪費，同時還能為經濟的可持續發展發揮出積極的推動作用。

配電設計中的節能技術，在節能工作中發揮重要作用，大力開發以水電為主的可再生能源，提高能源轉換和利用效率，以最少的資源消耗獲得最大的經濟和社會收益；建立節約型電力生產供應體系，把資源節約與效益目標相結合，不斷加大基礎性管理和設備治理力度；加強電力消費管理，提高全社會用電水平，不斷提高電能利用率和提高終端用電效率。

3 配電設備節能新技術

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構的合金，通常在熔融狀態下以百萬分之一秒的速度冷卻得到。它利用國際先進的超冷技術對合金進行冷卻，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點，比如高電阻率、高強度、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，因為鐵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實現反轉。

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能效果。據統計，非合金變壓器的空載損耗僅為普通變壓器的20%左右。有相關人士進行統計，一臺非晶合金變壓器一年可以節約4000元，而對于大型發電廠而言，這是一筆非常大的開支。

3.2 高壓動態無功補償裝置(SVC)

SVC裝置的作用就是對無功功率進行補償，它不僅可以穩定電壓、改善電能質量，同時還可以降低線損。因此，SVC在我國電網中具有非常廣闊的應用前景。

在交流電路中，電源供給負載功率可以分為無功功率和有功功率兩種，只有將兩種負載方式按照相應的比例結合，才能保證負載的正常運行。電能在電網中傳輸，因為傳輸容量的限制，所以無功功率不能太高，否則會導致電廠跳閘，最后使得整個電網癱瘓，而必須對電力系統進行分級補充，這樣就產生了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能產品，在鐵道運輸、礦山、煤炭以及電力冶金方面得到了廣泛的應用。通過對無功量進行快速調整，可以將系統功率因素提高到0.95以上，節能效果非常明顯。

3.3 高壓變頻調速裝置

在電動機系統中，變頻器是重要的節能設備。一般情況下，驅動1kV以上交流電動機的中、大容量變頻器叫做高壓變頻器。按照國際上的標準來說，如果供電電壓低于10kV時，稱為中壓，如果供電電壓高于10kV時，稱為高壓。

在我國，消耗在電動機上的電量約占總發電量的60%，而高壓電機又占了消耗電量的70%，其中大部分損耗都集中在壓縮機、泵類以及風機等設備上。因此，應用高壓變頻器，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，由于高壓變頻技術相對復雜，而且價格昂貴，使得普及難度較大。而隨著我國市場的不斷發展，高壓變頻器受到了廣泛的認可，因此目前處于一個高速增長時期。

3.4 內反饋電機斬波串調調速裝置

內饋電機斬波調速裝置通過內饋繞組，將電動機定子傳輸到轉子的部分電流經過斬波和逆變后反饋回定子，使得轉子輸出的機械功率受控，從而達到調速的目的，對電流斬波可以克服移相控制在調速過程中大量產生感性無功功率的缺點。內反饋電機斬波調速技術的主要優勢在可以只在電機的轉子側進行控制，從而回避了定子調速遇到的高電壓與大容量的問題，從而使調速控制及裝置簡化，可靠性提高，成本下降。

3.5 節能型輕質高強耐蝕電纜橋架

電纜橋架是高低壓輸配電網及信息網絡工程的重要組成部分，它主要功能就是支托電線、電纜等設備。一般的橋架使用矩形平板鋼結構，而節能型輕質高強耐蝕電纜橋架，對不同厚度鋼板成型后的抗扭矩以及慣性矩進行了對比優化，將最大限度地利用凹凸瓦楞結構增加的強度和承載優勢，保證橋架達到輕質高強，能夠節約30%左右的材料。

因為使用凹凸瓦楞，使得結構橋架的散熱面積增大，從而形成了上下內外冷熱空氣交換，有利于敷設在橋架內的電纜和導線溫度下降，從而使導電體的電阻率下降，達到線損下降的效果。據測試，節電率達2.05%以上。另外橋架表面采用高耐腐蝕氣相緩蝕(VC1)雙金屬復合涂層作為防腐材料，耐鹽霧試驗超過2000小時，同規格單位長度重量是傳統橋架的70%。

4 結語

總之，圍繞安全高效、節能環保方向配電設備的新技術新工藝還要不斷創新，在發電廠建設初期就應根據各自的發展規模認真考察、合理規劃設計，在發電廠生產和發展過程中要不斷進行技術改造、技術創新，這樣我們的電力企業才能生機勃勃、健康發展。

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張曉光(1974.10-),性別:男,籍貫:山東,學歷:本科,現有職稱:工程師,研究方向:項目管理。