2003年以來,由于國民經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展,以及國際加工產(chǎn)業(yè)新格局的形成,一些高能耗低效益的加工業(yè)逐步轉(zhuǎn)向國內(nèi),這無疑進(jìn)一步加劇了能源緊張這一矛盾。發(fā)生在我國許多省市的“電荒”已成為相當(dāng)普遍的嚴(yán)重問題,盡管我國電力建設(shè)超常規(guī)增長,電力供應(yīng)仍嚴(yán)重不足。為此,節(jié)省能源及節(jié)約用電引起了全社會的高度重視,采取各種有效節(jié)電的技術(shù)措施顯得尤為重要。
降低供配電系統(tǒng)的線損及配電損失,最大限度的減少無功功率,提高電能的利用率,是當(dāng)前建筑電氣領(lǐng)域中節(jié)電的重要課題之一。為了實現(xiàn)這一目標(biāo),采取了如下措施:選擇及合理使用節(jié)電配電變壓器、減少線路損耗、提高功率因數(shù)、平衡三相負(fù)荷、抑制諧波等技術(shù)措施,不僅節(jié)電10%~20%或以上,同時安全可靠,綠色環(huán)保,改善了用電環(huán)境,凈化了電路,還有效地延長了用電設(shè)備的使用壽命。
1 選擇及合理使用高效節(jié)電非晶合金配電變壓器
在工業(yè)與民用建筑中大多采用干式變壓器,因為干式變壓器具有許多優(yōu)點,特別是非晶合金干式配電變壓器具有高效節(jié)電、安全可靠、綠色環(huán)保等優(yōu)點。非晶合金變壓器是采用非晶合金代替硅鋼片作為鐵芯材料的新型節(jié)電變壓器,它比硅鋼片鐵芯變壓器的空載損耗下降70%以上,空載電流下降約80%,是目前節(jié)電效果最理想的配電變壓器,因此,非晶合金變壓器的推廣使用,對節(jié)約電能和環(huán)境保護(hù)具有重要的意義。
以SCRH15非晶合金變壓器為例,該產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)特點有如下幾點。
1.1 鐵芯
(1)采用日本日立金屬非帶材,三相三柱式形式制作而成,在直流電場強度下進(jìn)行退火處理,以獲得低鐵損及低激磁電流的優(yōu)異特性,鐵損比常規(guī)產(chǎn)品低70%~80%.
(2)結(jié)構(gòu)簡潔,在結(jié)構(gòu)上,不采用將鐵芯作為主承重結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)設(shè)計方案,而采用以線圈為骨架的基本結(jié)構(gòu),這樣可使鐵芯不受壓力。鐵芯夾緊用薄板或成型框架結(jié)構(gòu),機械強度高。
(3)鐵芯表面以特殊樹脂涂裝,以防止?jié)駳饧案g。
(4)抗高次諧波,可采用Dyn11、Yyn0接線。
1.2 低壓箔繞線圈
(1)采用進(jìn)口優(yōu)質(zhì)銅箔及H級絕緣材料繞制在成型絕緣筒上,層絕緣采用NOMEX紙,改善徑向短路力承受能力,VPI真空壓力浸漬成堅固整體,上下端部采用樹脂端封,防塵、防潮、防鹽霧能力強。
(2)引線銅排、銅箔經(jīng)專用設(shè)備采用氬弧焊接,提高了鐵芯的空間利用率,增強產(chǎn)品的抗短路能力,消除螺旋角,減小軸向受力。
(3)線圈機械強度高,局放降低。
1.3 高壓纏繞線圈
(1)高壓線圈直接套繞在低壓線圈上,裝配時繞組支撐在單獨的繞組系統(tǒng)上并壓緊固定,這樣可以使鐵芯不受壓力,減少了變壓器短路時徑向的內(nèi)縮和擴(kuò)大,從而有效地保證了變壓器的抗短路能力。采用多層分段圓筒式,縱向多氣道結(jié)構(gòu),抗熱抗沖擊能力強,耐突波能力強。
(2)采用NOMEX紙包扁銅線做導(dǎo)體,以NOMEX紙做層絕緣,以H級材料作端部絕緣經(jīng)VPI真空壓力浸漬高溫烘焙固化成型,上下端部采用樹脂端封,防塵、防潮、防鹽霧力強。
(3)線圈機械強度高,散熱性能好。
該產(chǎn)品的性能特點如下:
(1)高效節(jié)電——產(chǎn)品由于采用非晶合金鐵芯制作及創(chuàng)新的三相三柱制造工藝,鐵損大幅度下降,空載損耗約為常規(guī)干變的25%左右。投資非晶合金鐵芯雖然初期投資較高,但是非晶合金變壓器由于其超高效率、節(jié)約能源的特性,在平均負(fù)載60%的情況下,3~5年內(nèi)可回收額外投資,在變壓器30年壽命中可節(jié)約可觀的電費支出。
(2)可靠性高——產(chǎn)品滿足國家標(biāo)準(zhǔn)GB1094.11-2007、GB/T22072-2008以及IEC60076-11標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品為H級(工作溫度180°C)耐熱等級,而它的主要絕緣材料卻是C級(工作溫度220°C)的,留有較大的裕度;能承受惡劣條件的儲存、運輸;能在惡劣條件下(包括氣候、地理環(huán)境)正常運行;有比一般干式變壓器更強的過負(fù)載能力;有很好的抗短路能力;變壓器在正常使用情況下可免維修。
(3)安全性好——變壓器在使用中不會助燃,能阻燃、不會爆炸及放出有害氣體,變壓器在使用時,不會對環(huán)境和其它設(shè)備特別是對人身造成危害。
(4)環(huán)保性好——產(chǎn)品在制造、運輸、儲存、運行時不會對環(huán)境造成污染;產(chǎn)品在使用壽命結(jié)束后,線圈可以回收,資源可以重新利用,不會對環(huán)境造成危害;另外創(chuàng)新的鐵芯結(jié)構(gòu)及先進(jìn)的制造工藝,確保非晶變壓器噪音低于現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)4~5dB,成功攻克了非晶合金變壓器噪音大的難題。
高效節(jié)電給投資非晶合金變壓器帶了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。從表1可以看出,SCRBH15系列非晶干式變壓器負(fù)載損耗略低于普通10型干式變壓器,但是空載損耗平均比普通干式變壓器空載損耗低70%左右,是目前空載損耗最低,最為節(jié)電型變壓器,節(jié)電效果非常顯著,帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益。
下面對非晶合金15型與常規(guī)10型系列同容量變壓器在經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行比較(以1250kVA為例),經(jīng)濟(jì)效益10年運行電量是衡量變壓器節(jié)電效果的主要指標(biāo),計算公式為:
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