可視化節能——多元優化供電節電新技術2015.10可視化節能可視化節能科技2前言、背景變壓器相關知識國家相關政策多元優化供電節電新技術內容解決我國能源問題的重要途徑是節能降耗，通過優化機電產品設計，降低配變運行能耗水平，達到節能降耗的要求。電力是人民生產、建筑、生活各個領域的主要動力來源。各行各業如公用建筑、工礦企業、海岸石油鉆井平臺、船舶、油田等都需要大量的高壓電氣設備，尤其對損耗低、性能好、質量優的新型節能型變壓器更是十分青睞。前言3背景變壓器相關知識5配電變壓器：電壓等級6?35kv，容量6300kva以下，直接向終端用戶供電的電力變壓器，廣泛應用于工業、農業、城市社區等綜端領域。配電變壓器是電能傳輸設備，使用最為廣泛，由于變壓器只要掛網運行，本身需要消耗一部分電能，包括空載損耗和負載損耗（空載損耗一直存在）。據統計，我國輸配電損耗占 發電量的6.6%左右，其中配電變壓器損耗占到40％?50%

。以2013

年

發電量5.32萬億千瓦時計算，配電變壓器電能損耗約1700

億千瓦時，相當于三峽電站2013

年全年發電量(約1000億千瓦時)的1.

7

倍，電能損耗十分嚴重。變壓器——介紹67我國80年代以前生產的“64”、“73”標準系列變壓器，以及80年代后生產的S7系列變壓器都是高損耗變壓器。90年代到2000年陸續生產S8、S9、S10系列變壓器。2000年以后生產出S11及SC(G)10系列干式變壓器。目前陸續生產出S12、S13、S14、S15及非晶合金變壓器。變壓器——型號8按相數分：單相變壓器、三相變壓器按冷卻方式分：干式變壓器、油浸式變壓器按用途分：電力變壓器、儀用變壓器、試驗變壓器、特種變壓器按繞組形式分：雙繞組變壓器、三繞組變壓器、自耦變電器按鐵芯形式分：芯式變壓器、非晶合金變壓器、殼式變壓器變壓器——分類目前市場主要有兩種類型的變壓器，比S11變壓器更加節能、環保。他們分別是：SH15非晶合金變壓器。采用非晶合金帶材作為鐵心材料，能在S11變壓器基礎上，降低約60%的空載損耗。

生產廠家主要是 置信電氣、西安特變、山東達馳、沈陽變壓器廠、特變。目前國家電網正在推行SH15型變壓器的使用。S13、S14和S15系列超低損耗變壓器。通過使用優質的硅鋼片（新日鐵）和優化的電磁設計，能夠降低空載損耗30%，降低負載損耗分別是15%和30%。

國內各大知名變壓器廠家都具備這樣變壓器的生產能力，其中ABB公司的S14的變壓器已 通過型式試驗，并在電網上運行。變壓器——分類910變壓器的損耗包括空載損耗和負載損耗。空載損耗：變壓器空載時的鐵心損耗它是變壓器磁路中磁滯損耗與渦流損耗之和，在額定電壓下與負載變化無關.負載損耗：變壓器帶上負載后其電流與繞組電阻所產生的損耗它隨負載的增加而加大。一般來說，在變壓器通電以后，空載損耗是一個穩定的數值，而負載損耗則與變壓器所帶的負載有關，且與負載率平方成正比例關系。變壓器——損耗11變壓器——年投資收益率公式在評價變壓器節能方面時，年投資收益率是一個很重要的經濟指標其公式如下：△B=C

Th

(△Po+1.1△Pk×L2)其中：△B——變壓器節能年收益，元；C——電價，按照0.86元/kWh計算Th——全年運行小時數，取8760小時Po——與S7型變壓器比空載損耗差（忽略溫度變化的影響），kW△Pk——與S7型比負載損耗差（忽略溫度變化的影響），kWL——變壓器負載率，分別去0.2、0.5、0.7分別計算比較。變壓器—高效節能配電高效節能油浸式配電變壓器12高效節能干式環氧樹脂澆注配電變壓器高效節能油浸式非晶合金配電變壓器高效節能干式環氧樹脂澆注非晶合金配電變壓器變壓器——小結隨著我國機電行業新材料、新工藝的不斷更新和提高，配電變壓器的空載損耗不斷下降，從SJ系列到64、73系列，再到S7、S9系列，直至近些年的新型的非晶合金變壓器的推出，配變空載損耗幾乎將至極限。為此，降低配電負載損耗的新思路——新型節能型配變。在容量限額嚴格按照國家系列標準的前提下，重新設計配變

結構，在空載損耗不高于國家相關標準的同時，大力降低配變負載損耗。13國家相關政策14內容15變壓器——國家相關政策《配電變壓器能效提升計劃（2015-2017年）》變壓器使用企業主要任務要求：推廣高效變壓器：到2017年底，累計實現推廣高效配電變壓器6億千伏安。其中，新建增量推廣不低于3.5

億千伏安。淘汰高耗能變壓器到2017年底，基本完成S9(1997年前投運)及以下型號高耗能配電變壓器淘汰任務。同時，鼓勵企業主動淘汰運行時間不到

20

年、但運行經濟性差的S9系列配電變壓器。變壓器——國家相關政策作為節能減排的重要措施，國際上很多國家都出臺了配電變壓器能效提升政策。我國也出臺了多項政策，推動高效配電變壓器應用和產業發展。2012

年，

發布了《節能減排“十二五”規劃))，明確要求“十二五”期間降低電力變壓器損耗，其中空載損耗降低10-13%，負載損耗降低

17-19%。2013

年，

和 委共同發布了 《三相配電變壓器能效限定值及能效等級))(GB20052-2013)，比2006版標準對配電變壓器能效指標提出了更高要求。2015年8月工信部、質監局和發改委共同下發了《配電變壓器能效提升計劃（2015-2017年）

》。16變壓器——限制范圍《GB

20052-2013

三相配電變壓器能效限定值及能效等級》中規定了目前限制使用的變壓器型號。配電變壓器能效限定值是指在規定的測試條件下，配電變壓器空載損耗和負載損耗都必須達到的值。本標準于 開始實施，標準中的第4.3條規定了配電變壓器的能效限定值，即油浸式配電變壓器和干式配電變壓器的空載損耗和負載損耗值均應不高于表中3級的規定。17變壓器——限制范圍油浸式配電變壓器能效等級表中3級的損耗值為S11型油浸式配電變壓器的損耗值，即損耗大于S11型的油浸式配電變壓器都將淘汰，例如S7型、S9型、S10型油浸式配電變壓器。干式配電變壓器能效等級表中3級損耗值為SC(B)10型干式配電變壓器損耗值，即損耗大于SC(B)10的干式配電變壓器將淘汰，例如SC(B)7、SC(B)8、SC(B)9型干式變壓器。淘汰變壓器：損耗大于S11型的油浸式配電變壓器和損耗大于SC(B)10的干式配電變壓器，都屬淘汰范圍。S7、SL7型配電變壓器已列入國家工業和信息化部發布的《高耗能機電設備（產品）淘汰（第一批）》中明確要求淘汰。SCB8干式變壓器被列入第二批淘汰，同時正在制定第四批淘汰。18多元優化供電節電新技術19技術理念：環保節能，立竿見影，實用見效。結合國家節能減碳政策，提升變壓器能效。提高用電質量，節約用電資源。優化用電設備，提高供電效率。系統運行平穩，用電設備更加安全，減少供電容量和用電量。多元優化供電節電新技術20！為企業解決的問題多元優化供電節電新技術2122為企業解決的問題：供電能力已不能滿足用電需求的企業優化后，企業無需增容或少增容，節省了增容費用和基本電費。新建，擴建，改建，需要新增、新建或改建供電系統的企業對原來的配電系統進行改造后，利用現有的配電設備及配電房，即可實現更大的供電能力。可以不需要再建專門的配電房，供電設備可按用戶要求放置，即可節省地方和投資。供電末端電壓波動較大，供電系統經常有故障的企業通過優化輸電方式，使供電電壓平穩，設備運行更加安全，減少維修。多元優化供電節電新技術23為企業解決的問題：低壓供電線路過長，要投入大量的低壓電纜或母線的企業配電設備可放置在距離用電量大的設備附近，線損減少，可以節約大量的低壓銅排或電纜。負荷不平衡的企業優化變壓器參數與用電負載參數相匹配，這樣供電系統既能夠提高供電效率，減少損耗，又能夠增加帶負荷的能力，達到多供少損的效果。使得無功功率降低，提高了供電效率。多元優化供電節電新技術24為企業解決的問題：耗電量過大，電價過高的企業針對綜合負載曲線找出最佳的經濟運行參數，并按最佳的經濟運行參數進行調整。調整后全廠用電量將降低約5%?10%。沖擊電流過大，瞬間供電能力跟不上的企業采用高標號有取向硅鋼，設計制作的節能變壓器，大大減少了磁阻，空載損耗大大降低，提高了變壓器功率因數，同時也降低了負載損耗，過載能力大大提高，改善了電網的供電品質。多元優化供電節電新技術……為企業實現的目標！多元優化供電節電新技術2526節約電度電費10％左右所有企業的用電設備最后都可以等效成一個綜合負載。綜合負載代表了企業的設備特性、用電狀況、運行工況和用電特性。綜合負載耗電功率與供電參數會有一個對應的負荷曲線。針對綜合負載曲線找出最佳的經濟運行參數，并按最佳的經濟運行參數進行調整，調整后將降低用電消耗量。多元優化供電節電新技術節約基本電費10％左右供電系統經多元優化后，節省受電變壓器容量20％～50％，甚至

。基本電費占總電費的10％～20％，這部分又能節省電費10％左右。基本電費的 方式：按用戶接裝變壓器設備的最大容量計算。基本電費=接裝變壓器的容量kVA×30元/kVA/月。多元優化供電節電新技術2728節省投資20%?50%優化后，企業無需增容或少增容，節省了增容費用和基本電費。對原來的配電系統進行改造后，利用現有的配電設備及配電房，即可實現更大的供電能力。可以不需要再建專門的配電房，供電設備可按用戶要求放置，即可節省地方和投資。配電設備可放置在距離用電量大的設備附近，線損減少，可以節約大量的低壓銅排或電纜。由于采用更為合理的輸電方式，電能損耗大大降低。多元優化供電節電新技術了解

的技術！——知己知彼，百戰不殆多元優化供電節電新技術29多元優化供電節電新技術企業用電狀況企業運行工況企業用電特性計算出的最佳供電參數“量身定制”針對企業負載特性的節能高效變壓器3031多元優化供電節電新技術特性一：變壓器的參數與用電負載參數相匹配：使供電系統既能夠提高供電效率，減少損耗，又能夠增加帶負荷的能力，達到多供少損的效果。使得無功功率降低，提高了供電效率。特性二：變壓器采用三相電流平衡技術：利用對稱分量提取出不平衡電流的瞬時負序分量，通過極間阻抗補償負序電流分量，促進三相電流平衡，解決了動力設備負序做功現象。32多元優化供電節電新技術特性三：高效消除諧波：在變壓器繞組中合理加入電抗，高效消除諧波，避免動力設備額外發熱，減小轉矩脈動及設備上的機械應力，從而減少電能損耗。由于諧波造成的變壓器鐵芯中的磁通量的減少和變壓器繞組中導線的集膚效應加大，也就是最通常的鐵損、銅損增加，必然造成變壓器工作溫度上升，形成惡性循環，降低效率。由于移相大大擬制諧波，減少了變壓器發熱，提高供電效率。變壓器的次級為雙繞組。對雙繞組進行移相設計，這樣可以大大擬制諧波。多元優化供電節電新技術特性四：使用新技術新工藝：采用高標號有取向硅鋼，設計制作的節能變壓器，大大減少了磁阻，空載損耗大大降低，提高了變壓器功率因數，同時也降低了負載損

耗，過載能力大大提高，改善了電網的供電品質。特性五：利用新技術提高供電系統的品質和用電效率系統運行更加平穩，對用電設備更加安全，并達到減少供電容量及用電量的目的。在變壓器中適當位置，加入磁 ，達到抑制諧波損耗，減少漏磁的目的，從而使得設備更節能。33多元優化供電節電新技術特性六：采用自動尋優控制器信息化技術設定好尋優目標值，在運行過程中，可以實現自動尋優，即圖中曲線最低點，從而達到多供少損、節能的目的。針對綜合負載曲線找出最佳的經濟運行參數，并按最佳的經濟運行參數進行調整。Pmin：綜合負載消耗功率

U：供電電壓Z：變壓器參數34技術服務流程：收集、整理用戶相關信息、分析制定合理實施方案完成建設、安裝和調試培訓操作多元優化供電節電新技術多元優化供電節電新技術小結：通過對企業的綜合負載，量身定制新型 供配電變壓器；運用信息化尋優控制器技術，得到最優參數；結合有多年經驗的

，根據企業的實際情況分析，制定出有針對性的全面系統優化方案；保證供用電系統能夠長期、穩定、安全運行，用電設備運行更加安全、 更長；實現節電技術目標，實現供電系統和用電系統的經濟運行。36技術的專利和案例！37多元優化供電節電新技術所獲專利服務案例荷美爾食品荷美爾食品公司與 首都農業

的合資企業。遇到的問題：因生產需要，新增加日立主機等用電設備，原來2個變電所供電變壓器已滿足不了用電需求，已經增容了1臺500kVA的箱式變壓器，但負載還未帶滿，存在負載匹配不平衡的問題。經多元優化節電改造后：供電用電系統負荷分配合理，電耗降低，減少電費。每年節省的電費為：65.76萬元多元優化方案節約投資：53萬元服務案例630KVA變壓器低壓供電用電設備400KVA變壓器低壓供電用電設備高壓供電原有供配電：由2個變電所組成。1#變電所由2臺630kVA油浸式變壓器組成。2#變電所由1臺400kVA油浸式變壓器組成。還有1

臺

500kVA

歐式箱變。其中2

臺630kVA變壓器、1臺400k