节能环保新技术新工艺在配电设备中的应用

张晓光

(上海理工大学管理学院,上海 200093)

节能环保新技术新工艺在配电设备中的应用

张晓光

(上海理工大学管理学院,上海 200093)

目前,我国在大规模电网改造工程中取得了较为显著的成果。大量的厂商以及科研机构不断研发新技术和新产品,不断提出新技术或新原理对配电设备进行更新与升级,从而提高了我国配电设备的智能化与节能化程度。本文对节能环保新技术在配电设备中的应用进行研究,从节能减排的角度入手,对我国配电技术的现状以及未来的发展趋势进行研究。

电网改造 新技术 配电设备

1 引言

随着我国经济的高速发展，经济与环境之间的矛盾日益明显。为了实现可持续发展，降低能源的损耗以及对环境的破坏，我国制定了节能减排发展策略。电力是最重要，也是最昂贵的能源之一，提高能源利用率，减少污染物的排放，是我国节能环保工作中的核心任务。

2 配电设备节能的重要性

将节能环保的新技术应用到配电设备中，主要是为了解决资源与经济发展的矛盾，为人类提供更好的生活环境。在配电设计中使用节能技术，不仅可以提高电能的优化配置率，还能提高单位电量的使用率。随着我国经济的飞速发展，电能的使用率正在逐步提高，而且正在不断开发新技术、新能源。将新技术、新能源应用在配电设计中，不仅能降低能源的浪费，同时还能为经济的可持续发展发挥出积极的推动作用。

配电设计中的节能技术，在节能工作中发挥重要作用，大力开发以水电为主的可再生能源，提高能源转换和利用效率，以最少的资源消耗获得最大的经济和社会收益；建立节约型电力生产供应体系，把资源节约与效益目标相结合，不断加大基础性管理和设备治理力度；加强电力消费管理，提高全社会用电水平，不断提高电能利用率和提高终端用电效率。

3 配电设备节能新技术

3.1 非晶合金变压器

非晶合金材料又叫金属玻璃，它是一种无晶体原子结构的合金，通常在熔融状态下以百万分之一秒的速度冷却得到。它利用国际先进的超冷技术对合金进行冷却，得到了原子排列长程无序、短程有序的非晶合金组织，该合金具有非常多的优点，比如高电阻率、高强度、高硬度、高耐磨性以及高耐腐蚀性等。目前，通常采用铁、镍基合金，因为铁磁体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内实现反转。

由于非晶合金材料的性能较好，因此利用它作为铁芯材料的变压器具有较好的节能效果。据统计，非合金变压器的空载损耗仅为普通变压器的20%左右。有相关人士进行统计，一台非晶合金变压器一年可以节约4000元，而对于大型发电厂而言，这是一笔非常大的开支。

3.2 高压动态无功补偿装置(SVC)

SVC装置的作用就是对无功功率进行补偿，它不仅可以稳定电压、改善电能质量，同时还可以降低线损。因此，SVC在我国电网中具有非常广阔的应用前景。

在交流电路中，电源供给负载功率可以分为无功功率和有功功率两种，只有将两种负载方式按照相应的比例结合，才能保证负载的正常运行。电能在电网中传输，因为传输容量的限制，所以无功功率不能太高，否则会导致电厂跳闸，最后使得整个电网瘫痪，而必须对电力系统进行分级补充，这样就产生了SVC装置。

目前，SVC装置是国际上使用最为广泛，成熟度最高的电力节能产品，在铁道运输、矿山、煤炭以及电力冶金方面得到了广泛的应用。通过对无功量进行快速调整，可以将系统功率因素提高到0.95以上，节能效果非常明显。

3.3 高压变频调速装置

在电动机系统中，变频器是重要的节能设备。一般情况下，驱动1kV以上交流电动机的中、大容量变频器叫做高压变频器。按照国际上的标准来说，如果供电电压低于10kV时，称为中压，如果供电电压高于10kV时，称为高压。

在我国，消耗在电动机上的电量约占总发电量的60%，而高压电机又占了消耗电量的70%，其中大部分损耗都集中在压缩机、泵类以及风机等设备上。因此，应用高压变频器，可以降低30%左右的电量损耗，其技能效果是非常明显的。但是，由于高压变频技术相对复杂，而且价格昂贵，使得普及难度较大。而随着我国市场的不断发展，高压变频器受到了广泛的认可，因此目前处于一个高速增长时期。

3.4 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。

3.5 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，它主要功能就是支托电线、电缆等设备。一般的桥架使用矩形平板钢结构，而节能型轻质高强耐蚀电缆桥架，对不同厚度钢板成型后的抗扭矩以及惯性矩进行了对比优化，将最大限度地利用凹凸瓦楞结构增加的强度和承载优势，保证桥架达到轻质高强，能够节约30%左右的材料。

因为使用凹凸瓦楞，使得结构桥架的散热面积增大，从而形成了上下内外冷热空气交换，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，同规格单位长度重量是传统桥架的70%。

4 结语

总之，围绕安全高效、节能环保方向配电设备的新技术新工艺还要不断创新，在发电厂建设初期就应根据各自的发展规模认真考察、合理规划设计，在发电厂生产和发展过程中要不断进行技术改造、技术创新，这样我们的电力企业才能生机勃勃、健康发展。

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张晓光(1974.10-),性别:男,籍贯:山东,学历:本科,现有职称:工程师,研究方向:项目管理。