新型节电器在石化电力系统中的应用.pdf

工 业技 术 齐 鲁 石 油 化 工 ，2 0 1 2 ， 4 0 ( 2 ) ： 1 3 5 — 1 3 7 Q IL U P E T R O C H E M IC A L T E C H N O L O G Y 新型节 电器在石化 电力 系统 中的应用 马斌 ( 中国石化齐鲁分公司橡胶厂， 山东淄博 2 5 5 4 3 8 ) 摘要 ： 介绍 J Y G一2 0 0型系统节电器的工作原理 ， 及其在齐鲁橡胶厂十三变配电所安装 、 使用和节电效果。 关键词 ： 节能降耗节电器谐 波电源质量 中图分类号 ： T M 7 6 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 9— 9 8 5 9 ( 2 0 1 2 ) 0 2— 0 1 3 5— 0 3 为提高电动机及变压器的运行效率 ， 确保用 电设备的安全运行 ， 实现节能降耗 ， 中国石化齐鲁 分公 司橡胶厂 ( 简称齐鲁橡胶厂 ) 十三变配 电所 采用 了北京易雨公 司生产的 J Y G一 2 0 0型系统节 电器。其与传统节电技术相比， 具有全新的科学 理念 ， 在用 电系统中修复电源基波波形 ， 减少 电力 污染对电源质量的影响； 提高功率因数 ， 提高用电 设备效率； 另外有效地抑制电流谐波和电压谐波， 减少其对用电设备寿命 的影 响， 提高设备稳定运 行性 。实际运行效果表明 ， 安装此新型节 电器 ， 可 以降低装置能耗 ， 从而为大规模的投入使用， 提供 技术依据。 1 节电器基本工作原理 图 1 正弦曲线的电流波形 图 2 不规则的电流波形 电能质量即电力系统 中电能的质量 。发 电机 发出来的电流波形 曲线原本是一条符合正弦曲线 的光滑曲线 ( 见 图 1 ) 。由于发 电环境 、 条件 以及 电流在传输过程中受到谐振、 大型开关的开合、 大 型用 电设备的启停 、 大气 中的电磁波等因素的干 扰和影响， 使得原本光滑的波形曲线变成了带有 “ 毛刺” 的“ 锯齿” 状的不规则波形( 见 图 2 ) ， 其流 经电缆和进入用 电设备时， 使得导体中阻抗增加 ， 造成 电缆和用电设备发热 ； 而“ 锯齿” 状 的电流在 流人用电设备时还会使其产生 电噪音 ， 效率低下 ， 具体体现在电压波动、 浪涌冲击、 谐波、 三相不平 衡等 。它们的危 害主要是使电 网设备过热 ， 震 动 和噪声加大， 加速绝缘老化， 使用寿命缩短， 甚至 发生故障或烧毁 ， 更重要 的是导致供用电系统功 率损耗增加。 减少供用 电系统功率损耗的方式主要是有源 滤波和无源滤波 两种方式 。J Y G一2 0 0型 系统节 电器属于无源滤波方式 ， 其核心部分 由多种非金 属高新材料混合构成 ， 属浇注设备 ， 内部没有常规 节 电器所采用的 电子电路模块 ， 以通 电电缆产生 的磁场为激发节 电器工作能量 的动力 ， 在一定 的 时间内 ， 节 电器 内部特殊物质处于激活状态。节 电器能量将通过导线以一种特殊波 的形式 ， 耦合 到供用 电系统 中， 并向系统持续释放能量。经过 1 ～3个月 的激活期后可达稳定的节 电效果。 J Y G一 2 0 0型节 电器 的主要参 数 ： 产 品规格 3 6 0 mm2 6 0 m m 1 0 0 m m， 单品重 5 ． 5 k g ； 使用 电压2 2 0 ～ 1 0 0 0 0 V； 使用环境温度 一 6 O～ 8 0℃， 相对湿度( 不大于 5 0℃)不大于 9 8 ％ ， 大气压强 8 6～1 0 6 k P a ， 使用交流接地系统 ； 安装 台数 =用 收稿 日期 ： 2 0 1 2— 0 2— 0 8 ； 修 回 日期 ： 2 0 1 2— 0 4— 2 4 。 作者简介 ： 马斌 ( 1 9 7 8 一 ) ， 工程 师。2 0 0 0年 毕业于 山东理工 大学电气技术专业， 现在中国石化齐鲁分公司橡胶厂从事电 气技术管理 工作 。电话 ： 0 5 3 3—7 5 4 4 4 3 8 ； E—ma i l ： ma b i n一 2 0 0 0@ 1 6 3 ． t o m 。 齐鲁石油化工 Q I L U P E T R O C H E MI C A L T E C H N O L O G Y 2 0 1 2年第 4 0卷 电系统最大负荷／ 2 0 0 ， 不足 2 0 0 k W 按 2 0 0 k W 计 算 ； 使用寿命 1 0 a以上 。 2新型节电器的应用 2 ． 1 节电器的安装 国内同行业其他有源或无源无功节 电装置 ， 都要求与电气设备一次线有直接连接 ， 要提供 电 源并 占用一定场地空 间。而 J Y G一 2 0 0型系统节 电器 自身不带 电源 ， 也不从 电力 系统索取 电源。 无论是安装还是拆卸 ， 均不会损坏输 变电电缆 的 外绝缘 ， 无需停 电。 J Y G一 2 0 0型节电器安装维护简单 ， 适用于变 电所 已经投用且现场电气设备不宜变动 的场所 ， 但要求现场电气装置长期处于稳定运行状态 。参 照齐鲁橡胶厂各个变 电所 日常记 录， 十三变配 电 所的电流与 电压最稳定 ， 符 合 J Y G一2 0 0型节 电 器的安装使用条件 。十三变配 电所变压器有 2台 规格型号为 S 6的容量为 1 0 0 0 k V A的变压器 ， 变 压等级均为 6 k V ／ 0 ． 4 k V。节 电器现场安装作业 如图 3所示 ， 从节 电器内部引出 3根导线 ， 以变压 器为节能单位 ， 缠绕在 高低压变压器次级出线电 缆外表皮 ， 或配电开关柜出线支回路电缆上 ， 用专 用胶带密封 ， 不介入 电力 系统。作用范 围为当前 导线缠绕的电缆 内部导体所连接的所有 闭合电路 ( 即： 变压器二 次侧到若干个负 载为单元 回路 ) 。 1台节 电器的安装过程在 2 h内即可完成。 2 0 0 8年 7月在十三变配电所共安装 7台 J Y G 一 2 0 0型系统节电器 ， 其 中 1号变压器支路 主进 线上安装 2台 ， 第一精馏塔 回流泵 回路安装 1台 ， 第二精馏塔 回流泵回路安装 1台； 2号变压器支 路主进线上安装 1台， 溶剂进料泵 回路安装 1台 ， 第一萃取塔 中间泵回路安装 1台。 图 3 J Y G一 2 0 0型节 电器安 装示 意 2 ． 2 应用效果 为了准确测量节电器在变压器总用 电量的节 电效果 ， 要在变压器高低压两侧安装 电表分别对 电能进行计量。十三变配电所 1号 、 2号 变压 器 高压侧原有 2块电表 ， 仅需在 0 ． 4 k V低压侧进线 上分别安装 1 块电表 ， 以便计量 电能。同时 ， 为了 准确测量单台用 电设备 9 0 k W 的溶剂进料泵运行 时的节 电效果 ， 在其 回路处也安装 了 1块 电表。 表 1 列出安装节 电器前后变压器高 、 低压侧 电能 表部分统计数据 。 表 1 安装 节电器前后 2台变压器高低压侧计量数据 ( 2 0 0 8年 ) 注 ： 高压 电表倍率 1 0 0， 低压电表倍率 1 6 0 0 。 计算安装节 电器前统计时间内2台变压器高 低压用 电量之和 高、 J ： 寓=( 4 9 03 7—4 8 4 8 6)1 0 0+( 4 7 4 5 8— 4 7 1 0 2 )1 0 0= 9 0 7 0 0 ( k W h ) 帏=( 9 2 7 ． 9 5—8 9 3 ． 8 4)1 6 0 0+( 7 3 4 ． 5 6— 7 1 2 ． 3)1 6 0 0=9 0 1 9 2 ( k W h ) 安装节 电器前 2台变 压器平均 每天 损耗 电 量 ： ( 9 0 7 0 0—9 0 1 9 2 )1 6 82 4= 7 2 ． 5 7( k W h ) ， 同理 ， 安装节电器后 的电量为 5 6 ． 1 6 k W h 。 可见电量损耗明显下降。 因整个用电系统 中的设备存在切换现象 ， 且 小功率电机台数多 ， 难 以保证节 电器安装前后用 第 2期 马斌 ．新 型节 电器 在石化电力系统 中的应用 电负荷完全一致 ， 导致 总用电量波动较大 ， 故 以运 行时不做人工调整的溶剂进料泵数据作为主要考 核依据。考核点用电量数据见表 2 。 表 2 节 电器安装前后溶剂进料泵用电数据 ( 2 0 0 8年 ) 由表2 数 据可计算 出节 电率为 ( 1 8 2 9 ． 1 8— 1 7 0 8 ． 2 5)1 8 2 9 ． 1 8=6 ． 6 1 ％ 一 。 十三变配电所年用电量约 4 8 0 0 0 0 0 k W h ， 按 0 ． 5 2 ( k W h ) 计算 ， 产 生效 益 1 6 ． 5 0万 元 。 安装节电器后 ， 十三变配电所 2台变压器 的 功率 因数也得到了提高。安装节电器前后功率因 数如表 3 。 由表 3数据计算 可得出， 安装节电器前后 ， 功 率因数从 0 ． 8 4提高到 0 ． 8 5 。 通过对计量结果 的分析， 说明节 电器在克服 谐波、 浪涌等有害波的同时， 能对电流的集肤效应 及瞬变引起的电流 电压尖峰值进行整合 ， 还原基 波 ； 降低系统 的附加损耗和基本损耗 ， 对供用 电设 备的温度 、 震动和噪音都有不同程度 的降低 。 3 存在问题及建议 J Y G一2 0 0型系统节 电器使用环境对 电气装 置的稳定性要求较高。在电气波动幅度较大的装 置 ， 电磁场波动较大 ， 不适于应用此 型号节 电器。 在投运的前 3个月 ， 电能节电呈现渐进缓慢增长 ， 3个月后趋于稳定 ， 短时间内不 易观察变化情况 。 在现场安装前要对现场设备的功率进行准确的计 算 ， 长期记录电压及电流 ， 为合理选用此型号节 电 器提供依据 。需要安装 电能表进行电能计量 ， 才 能准确计量节能效果 。 表 3 节电器安装前 后 2台变压器 的功率 因数 4结语 通过在齐鲁橡胶厂十三变配电所的实际运行 证明， J Y G一 2 0 0型节电器在装置负荷较为稳定的 条件下能够降低电能损耗 ， 减少无功消耗 ， 提高功 率因数。使系统的供电质量得到提高的同时延长 了供用电设备的使用寿命 ， 起到 了节能降耗的作 用 。 参考文献 [ 1 ] 华君玮 ．电工学 [ M] ．北京： 高等教育 出版社 ， 2 0 08： 1—1 91． [ 2 ] 赵影 ．电机与电力拖动[ M] ．北京： 国防工业出版 社 ， 2 0 1 0 ： 9 9—1 2 8 ， 1 6 0—1 8 1 ． APP LI CATI oN oF A NEW ENERGY S AVER D 咖咖CTRI C PoW ER S YSTEM oF PETRoCHEM CA L FACToRY M a Bi n ( R u b b e r P l a n t o f Q i l u B r a n c h C o m p a n y ， S I N O P E C， Z i b o S h a n d o n g 2 5 5 4 3 8 ) Ab s t r a c t ： T h i s p a p e r d e s c r i b e d t h e w o r k me c h a n i s m o f J YG 一2 0 0 t y p e s y s t e m e n e r g y s a v — e r ，i t s i n s t a l l a t i o n ， u s a g e a n d e n e r g y—s a v i n g e f f e c t i n N o ． 1 3 s u b s t a t i o n o f Q i l u R u b b e r P l a n t ． Ke y wo r ds： e n e r gy s a v i n g；e n e r gy s a v e r ；h a r mo n i c；p o we r q u a l i t y