供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的節(jié)電運行技術(shù)

河北省冶金企業(yè)中推廣節(jié)電新技術(shù)新設(shè)備研討會河北省冶金企業(yè)中推廣節(jié)電新技術(shù)新設(shè)備研討會專家材料之五鋼鐵廠供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的節(jié)電運行技術(shù)（教育部電能質(zhì)量工程研究中心—李令冬朱明星）[摘要]本文介紹配電網(wǎng)系統(tǒng)和用電設(shè)備的節(jié)電運行技術(shù)，并初步指出在做運行方式和配電網(wǎng)重構(gòu)計算時應(yīng)以節(jié)電指標(biāo)作為目標(biāo)函數(shù)，安全運行、電能質(zhì)量指標(biāo)作為約束條件，這樣會得到較好的結(jié)果。1概述1.1鋼鐵廠耗能現(xiàn)狀和節(jié)電指標(biāo)鋼鐵行業(yè)是高耗能行業(yè)，2000年鋼鐵工業(yè)總能耗占全國總能耗的10％，用電占全國總用電量的8.36％左右;大型鋼鐵企業(yè)能源成本占總生產(chǎn)成本的30％左右，其中電能成本占總生產(chǎn)成本的10％左右；2000年全國重點企業(yè)噸鋼可比能耗為784kg標(biāo)煤/噸鋼，綜合耗電752kWh/t,日本噸鋼可比能耗為646kg標(biāo)煤/噸鋼，我國計劃2023年、2023年噸鋼可比能耗目標(biāo)分別為685標(biāo)煤/噸鋼、640標(biāo)煤/噸鋼，鋼鐵企業(yè)能耗將達(dá)到國際先進水平。鋼鐵工業(yè)節(jié)能措施鋼鐵工業(yè)節(jié)能措施主要有：（1）調(diào)整企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品品種結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝結(jié)構(gòu)；（2）改造或更新用電設(shè)備和生產(chǎn)工藝；（3）推行供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的節(jié)電運行技術(shù)，我們這里主要介紹的是供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的節(jié)電運行技術(shù)1.3節(jié)電運行技術(shù)本質(zhì)上是一種投資少、收益高的軟件技術(shù)配電網(wǎng)和用電設(shè)備節(jié)電運行技術(shù)主要包括：低電壓偏差運行技術(shù)；變壓器經(jīng)濟運行技術(shù)；配電網(wǎng)重構(gòu)技術(shù)；電加熱設(shè)備的配電功率曲線控制等技術(shù)。節(jié)電運行技術(shù)是對電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)、電網(wǎng)和用電設(shè)備的運行方式、運行參數(shù)進行優(yōu)化的技術(shù)，本質(zhì)是一種軟件技術(shù)。推廣節(jié)電運行技術(shù)不像推廣節(jié)電設(shè)備那樣需要較大的資金支持，它推廣的是先進的節(jié)電技術(shù)理念。因此，推廣節(jié)電運行技術(shù)是一種投資少收益高的工作。2低電壓偏差運行技術(shù)2.1低電壓偏差運行技術(shù)的節(jié)電原理低電壓偏差運行技術(shù)的節(jié)電原理的依據(jù)有以下幾個方面：（1）鋼鐵廠配電系統(tǒng)和用電設(shè)備具有較高的無功電壓靈敏度;（2）配電變壓器運行在一定程度的磁飽和狀態(tài)下，當(dāng)電壓降低時變壓器的勵磁電流減小?，F(xiàn)場測試表明，當(dāng)電壓降低1％時，變壓器的無功功率相應(yīng)減少3％～6％；（3）鋼鐵廠負(fù)荷中約75％是電機負(fù)荷和電加熱負(fù)荷及空調(diào)負(fù)荷，而這些負(fù)荷功率的靜態(tài)特性表明，當(dāng)電壓降低時，鋼鐵廠有功功率變化很少，而無功功率變化很大。負(fù)荷電壓靈敏度的靜態(tài)模型可以表示為如下的指數(shù)形式：（1）鋼鐵工業(yè)主要用電設(shè)備的靜態(tài)特性參數(shù)及U/U0由1.05降到1.0時，P/P0和Q/Q0變化如下表所示：栽設(shè)備姜工業(yè)搏電機閘樣錄頸蒼坊電弧挑爐侮中央揮空調(diào)攻室用傭空調(diào)頃煉爐增鼓風(fēng)蓋機湊工業(yè)棵電視扁熒光隊燈斷P淡V乳0.綢05謠0.僵08崇2.攪3衡0.杰2疾0.廁5揮0.嚼08盤2.跡0芽1.揮0挑Q首V蛾0.酬6耀1.夾6狹4.寬6蘇2.竟2政2.超5偏1.牌6銅5.獲2棵3.舒0遇P/謠P代0毯竹里討基筐挨善1.策00均2須1.信00衛(wèi)4理1.秘11禿9哭1.雷01茫1.船02越5熊1.竊00讓4臭1.任10塑3航1.灶05引0狼鞋參喚皺廊新1.煮00沖0宋1.緣00窩0慘1.鄭00蠅0耐1.紙00寨0震1.瓦00熟0吉1.抵00決0鄰1.削00廁0由1.違00淘0辣Q/慘Q洞0激努東慈乳用湯略1.句03俊0份1.鄙08舞1論1.師25羊2乒1.緞11踢3弱1.吼13白0哈1.綱08娃1羅1.蝦28叫9程1.絕15練8牧努鹿暢冬純伏1.豆00僅0塘1.炮00繳0男1.郊00眨0芒1.溝00妄0楊1.帳00娃0排1.害00佩0布1.室00餅0童1.燥00怪0頂降低拔運行啟電壓鄰，有合功功孤率變姜化較燃小，岔但無包功變丑化較嗎大。歡對于批鋼鐵穴工業(yè)膏負(fù)荷建平均勁來說獄，當(dāng)炭供電舅電壓螺大于渡額定避電壓窯時，蔽電壓勁降低綠5％澆，無哈功功框率可果減少拖8％工左右乳，設(shè)秋備有纖功功晃率減歸小很咬少，白降至塘額定侍功率潛，不全會影珠響生孤產(chǎn)，稅但無模功電漂流產(chǎn)快生的枕線路灰損耗債減少耀了，野同時稀也減保少了雹無功足補償纏設(shè)備債的投惰入。稅2.狡2律推行網(wǎng)低電法壓偏銹差技屠術(shù)應(yīng)棒注意初的問攀題襯在供業(yè)配電悠系統(tǒng)秘中推重行低披電壓款偏差射技術(shù)聚的條攜件和顧電壓卵調(diào)整峽范圍圾：供迅電電則壓較膊穩(wěn)定無，電代壓波郊動范故圍較遭??；及電壓簽波動糊范圍歇在1板0％菜左右累，則醉用電迷設(shè)備秩終端費電壓獵偏差宇應(yīng)整觸定在扇+0度％和著-1哪％之淘間；鑼電還壓波費動范批圍在響5％識左右雜,則跑用電爺設(shè)備肥終端龜電壓交偏差揪應(yīng)整薯定在錢0％慰和-貪2％在之間并。腹上個墊世紀(jì)昌80宿年代亮，由妄于供聯(lián)電不特足，釋輸配叢電技朋術(shù)落輸后,肌電壓址波動懲很大圓，特傷別是份往負(fù)仇方向然波動決大，側(cè)用戶府為了左保證祖設(shè)備熊的正壤常供賢電，徑在供約電設(shè)廳計上童，不遮得不宜把設(shè)盡備終烈端電責(zé)壓調(diào)返的很婚高。玉到了沈本世生紀(jì)，蘿電力科充足床，電養(yǎng)壓穩(wěn)莊定，找但很俗多用瘦戶還舟保留腎原來彼設(shè)計億思想算，致嘆使電升力設(shè)劇備運馬行電言壓較曠高，未使有救功損饒耗和速無功袖損耗京大大斬增加姑，因拐此大惱力推撥廣配餃電網(wǎng)錄和用灣電設(shè)禮備的咸低電奏壓偏渠差技珠術(shù)勢投在必旱行。東案例勉一槽美國籠電科輝院(陜EP筒RI熱)資揭助的斧節(jié)能豪性降城低運玉行電曠壓研糖究項摟目中唱，曾穴經(jīng)測慮試了王許磚多電障動機表和包犯含電巡動機膨的用李電設(shè)赤備特同性，娃主要箱結(jié)論幸如下陡：努電動第機的晨無功查電壓瑞靈敏窩度隨踢著負(fù)鼻荷水捏平的繁增加剪下降休，對臟于一晃臺2鴉0H弱P(緩1H萌P=啦74過5.頓7W半)谷23倘0V政的三徑相感族應(yīng)電沾動機埋，當(dāng)床負(fù)荷世轉(zhuǎn)矩吐恒定逃時，海對應(yīng)伴于負(fù)撲荷為跨0.精7P但u肌(1雞Pu懶=1包7.悟01辟繩k剃VA銅)束、1濕.0同Pu矩、州1.銹2P單u的載Qv棵在額莫定電變壓附尼近分廣別為皂1.撇8、屑1.料4和烤1.磁0；任若負(fù)奉荷轉(zhuǎn)常矩隨劍轉(zhuǎn)速耀變化決，則騰有相漆應(yīng)的嚷Qv陵分別鳳為1防.9渡、1矩.5懼和1懇.3哈。疼在重波負(fù)荷燃條件岔下，扇當(dāng)電童壓低疏于0喇.9費Pu慕時，繳電動炸機會數(shù)發(fā)生巷堵轉(zhuǎn)畜，吸晚收大甲量無炒功功斬率，無導(dǎo)致容電壓曬進一歡步下叨降。栽并且耐，一亦臺電朋機的躁堵轉(zhuǎn)昏還會沃使相拐鄰電歲壓也器發(fā)生闊堵轉(zhuǎn)傭現(xiàn)象碌，出建現(xiàn)電片壓崩局潰現(xiàn)情象。誤由以伶上結(jié)晴論可懲以看膜出，太電動照機負(fù)吉載系網(wǎng)數(shù)不終宜過怕低，租當(dāng)負(fù)郵載系瘋數(shù)低屑于3汁0%壓時，咱可以撤將獅△突型接見法改靠為Y悲型接寧法，即以提遺高功到率因覺數(shù)，好降低愉損耗供；析在應(yīng)俯用低且電壓欣偏差借運行價技術(shù)畫時，癥必須醉在電欲壓比旅較穩(wěn)幼定前皇提下佳降低冶運行依電壓董，且覺運行哲電壓黨不小胡于0慌.9品5P航u?；拾咐欢?0依05屆年，鉆我們嚇對年輸產(chǎn)1曾00街0萬西噸鋼勿的某粥大型贊鋼鐵販公司愿進行片全面斤的電軋能質(zhì)武量及伶安全廣經(jīng)濟棟運行螞評估雜，該催公司竄6k趨V、號10媽kV陸、3笑5k現(xiàn)V供瓣電母骨線電紐壓普委遍偏摘高(鳥+5臘%到殼+1齡0%育)，迫電壓季波動叢大都督在5跡％以辣內(nèi)，蝕因此三我們型建議姑將電傲壓偏蹦差調(diào)敗整在酒+0死%。懷調(diào)整聞后，組全公物司無斷功損杜耗減陣小約鬼50劣MV符ar重，功層率因紹數(shù)提仆高了罵，無追功當(dāng)再量按財照0質(zhì).0訊1k借W/歪kV泳ar狂計算灰，照脾明設(shè)終備、俗線路母及變柱壓器圈有功燃損耗租也因鋪此減瞞少5獲00拌kW尚，并掃減少葬50貼MV螺ar怒的無這功補暫償設(shè)本備(構(gòu)價值駐50漂0萬扁元)迎的投瞇入，壟無功皂補償嫩設(shè)備里的有汁功損隨耗設(shè)得為補感償容億量的掉0.缸5%戚，因嚼此減燦少無和功設(shè)煮備的冒損耗誕約2倉50法k蝶W，斜總有侄功損絨耗減懸少7急50匹kW鵲，全勒年按趙70闖00鉗小時休運行累時間返計算懶，節(jié)恐電5姓00三萬k側(cè)Wh嬸以上田。稀3俗變壓躁器的遣經(jīng)濟述運行特3.脹1愿鋼鐵腥廠配嗽電變懶壓器桑存在行著巨細(xì)大的跌節(jié)電而潛力句10版00膚萬噸橡鋼鐵鍛廠用桐電功縣率在劃50汪0M壇W左慚右，箭變壓胳器的團平均炭負(fù)載瓜率為歐50崗％，喂配電亦變壓共器總跡容量拴應(yīng)在客20拋00駕MV濤A，披設(shè)各極級變絮壓器牧的平兔均運責(zé)行效待率為牧99幕％，醫(yī)變壓作器有拾功損濾耗為步10亞MW槐，如即果將陰變壓鑰器的呈運行靜效率伴提高答0.身2%頁，則絲可節(jié)鏟電2量MW砍，杏全年臭按照擾80稈00咳小時哪運行余時間嶼計算狹，可撤節(jié)約帶電能睡16訂00滲萬度疊電。充鋼鐵軌廠配賽電變昆壓器用的無菠功損牌耗：傻高壓墾(2獄20膀kV賤/1龍0k辜V)灣變壓錄器為本負(fù)載伏容量坐10待％左撲右，只中壓叢變壓絡(luò)器為傳負(fù)載資容量賢的5盟％左坑右，僑平均當(dāng)在8聚%左論右，外10書00干萬噸奮鋼的攜鋼鐵浴廠配含電變等壓器估總無精功損惡耗在定80越MV臉ar劑左右宏。鼓3.特2叨使用爪高壓房用電暗設(shè)備籍，減旱少變手壓器麻總?cè)葙v量智使用舉高壓貪用電呼設(shè)備宮，減雜少變鉛壓器火總?cè)輳d量是歪減小源變壓融器損女耗最捎有效眠的措萄施，勝10梯00梳萬噸云鋼的東鋼鐵照廠配螺電變章壓器襯容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