钢铁厂供配电系统和用电设备的节电运行技术.doc

河北省冶金企业中推广节电新技术新设备研讨会
专家材料之五
钢铁厂供配电系统和用电设备的节电运行技术
[摘要]本文介绍配电网系统和用电设备的节电运行技术,并初步指出在做运行方式和配电网重构计算时应以节电指标作为目标函数,安全运行、电能质量指标作为约束条件,这样会得到较好的结果。
1 概述
钢铁厂耗能现状和节电指标
钢铁行业是高耗能行业,2000年钢铁工业总能耗占全国总能耗的10%,%左右;大型钢铁企业能源成本占总生产成本的30%左右,其中电能成本占总生产成本的10%左右;2000年全国重点企业吨钢可比能耗为784kg标煤/吨钢,综合耗电752kWh/t,日本吨钢可比能耗为646kg标煤/吨钢,我国计划2010年、2020年吨钢可比能耗目标分别为685标煤/吨钢、640标煤/吨钢,钢铁企业能耗将达到。
钢铁工业节能措施
钢铁工业节能措施主要有:(1)调整企业组织结构、产品品种结构和生产工艺结构;(2)改造或更新用电设备和生产工艺;(3)推行供配电系统和用电设备的节电运行技术,我们这里主要介绍的是供配电系统和用电设备的节电运行技术
节电运行技术本质上是一种投资少、收益高的软件技术
配电网和用电设备节电运行技术主要包括:低电压偏差运行技术;变压器经济运行技术;配电网重构技术;电加热设备的配电功率曲线控制等技术。
节电运行技术是对电网的结构、电网和用电设备的运行方式、运行参数进行优化的技术,本质是一种软件技术。推广节电运行技术不像推广节电设备那样需要较大的资金支持,它推广的是先进的节电技术理念。因此,推广节电运行技术是一种投资少收益高的工作。
2 低电压偏差运行技术
低电压偏差运行技术的节电原理
低电压偏差运行技术的节电原理的依据有以下几个方面:(1)钢铁厂配电系统和用电设备具有较高的无功电压灵敏度;(2)配电变压器运行在一定程度的磁饱和状态下,当电压降低时变压器的励磁电流减小。现场测试表明,当电压降低1%时,变压器的无功功率相应减少3%~6%;(3)钢铁厂负荷中约75%是电机负荷和电加热负荷及空调负荷,而这些负荷功率的静态特性表明,当电压降低时,钢铁厂有功功率变化很少,而无功功率变化很大。
负荷电压灵敏度的静态模型可以表示为如下的指数形式:
(1)
钢铁工业主要用电设备的静态特性参数及U/,P/P0和Q/Q0变化如下表所示:
设备
工业
电机
泵、风扇和其他电机
电弧炉
中央
空调
室用
空调
炼炉
鼓风机
工业
电视
荧光灯
PV








QV








P/P0
U/U0=








U/U0=








Q/Q0
U/U0=








U/U0=








降低运行电压,有功功率变化较小,但无功变化较大。对于钢铁工业负荷平均来说,当供电电压大于额定电压时,电压降低5%,无功功率可减少8%左右,设备有功功率减小很少,降至额定功率,不会影响生产,但无功电流产生的线路损耗减少了,同时也减少了无功补偿设备的投入。
推行低电压偏差技术应注意的问题
在供配电系统中推行低电压偏差技术的条件和电压调整范围:供电电压较稳定,电压波动范围较小;电压波动范围在10%左右,则用电设备终端电压偏差应整定在+0%和-1%之间; 电压波动范围在5%左右,则用电设备终端电压偏差应整定在0%和-2%之间。
上个世纪80年代,由于供电不足,输配电技术落后,电压波动很大,特别是往负方向波动大,用户为了保证设备的正常供电,在供电设计上,不得不把设备终端电压调的很高。到了本世纪,电力充足,电压稳定,但很多用户还保留原来设计思想,致使电力设备运行电压较高,使有功损耗和无功损耗大大增加,因此大力推广配电网和用电设备的低电压偏差技术势在必行。
案例一
美国电科院(EPRI)资助的节能性降低运行电压研究项目中,曾经测试了许多电动机和包含电动机的用电设备特性,主要结论如下:
电动机的无功电压灵敏度随着负荷水平的增加下降,