电力系统审计报告和节能改造技术方案

电力系统审计报告和节能改造技术方案内容摘要：

粒机 3 414 84 二楼萃取配 （维修支线） 3 414 24 区 3 球磨浆 3 区总线 3 415 35 5 号柜粗线总线 3 417 196 141 11 中心配总线 3 417 211 236 106 化工支路 3 416 85 159 134 化工一楼 3 93 197 174 047 机修 3 416 （ A ） 经过调查 山 东 省 莱 州 市 金 兴 化 工 有 限 公 司 电 力 系 统 中 6 万 吨 总 线 、 料库总线、破碎机、吸收等等 ， 发现 电网系统谐波含量较大，导致电流波形畸变严重， 如下图： 6 万吨总线 料库总线 Page： 13 破碎机 吸收 （ B） 电网系统 功率因数低及变化频繁 保存下来的实时图片数据 ，如下图 ： 2 楼配 主风机功率 SO2 发电 培烧 1 段 Page： 14 破碎机无功功率因数 汽机北功率 双酸泵总线 一吸 SO2 压缩机功率 干吸双吸泵功率 Page： 15 化工一楼 化工支路功率 磷氨 2变功率 压缩机功率 压缩机无功功率因数 一系统总线无功功率因数 （ C） 电网系统 谐波含量比较大 ，如下图： Page： 16 吸收 11 次谐波 吸收 7 次谐波 吸收 5 次谐波 中心配 5 次谐波 6 万吨 5 次谐波 6 万吨软化线 3 次谐波 Page： 17 6 万吨软化线 7 次谐波 6 万吨软化线 11 次谐波 诺比工程师对 山东省莱州市金兴化工有限公司 整个电力系统经过调查发现有如下特点： 从福禄克图表可以看出 功率因数低， 最 低 达到了 ， 电流波形畸变严重， 最高 5 次%， 下面具体分析一下 功率因数低和 谐波对用 电系统造成的影响 ：  变压器的损耗 谐波会引起变压器的额外损 耗。 当变压器接近最大负载时，由于过热和绕组中热点出现，这些损耗将会导致早期故障。 随着当前电压系统里日益增高的谐波污染，这个问题也变得日趋严重起来。 变压器损耗源于铁芯中的杂散磁场损耗以及绕组中的涡流和阻抗损耗。 在这几个原因之中，当有谐波电流存在时，最应该受到关注的是涡流损耗，因为它们大约以频率的平方倍数增加。 在工业系统一个典型的生产环境中，变压器的涡流损耗是预期值的九倍左右，几乎是整个负载损耗的两倍。  集肤效应所引起的导线过热 所有的谐波都会引起相线的额外损耗。 集肤效应在 工频 时可以忽略不计，从 3 次 谐波 及以上（ 7 次谐波）开始起作用。 例如，一根直径为 20 毫米的导线在 3 次 谐波 时具有比其直流电阻高 60 ％的视在电阻。 这些增加的电阻，甚至是增加的电抗（由于频率升高）将会导致电压降和电压畸变的增加，最终导致电能质量的严重下降和电能的额外损失。  功率因数补偿设备所产生的问题 谐波频率可能和杂散电感及功率因数补偿（ PFc ）设备组合的谐振频率一致，生成额外的电压或者电流，从而导致过早出现故障  中性线过载 在三相回路中有三根带电相线和一根用来传导三相之间不平衡电流的回流线。 然而，随着3n 次谐波的叠加，中性线里会有很大的 电流流过。 由于在过去很多中性线的截面都是减半的， Page： 18 因此现在即使相线在远低于满负荷的条件下运行，这种形势也可能十分严峻。  保护装置的误跳闸 冲击电流可能会使断路器跳闸。 由于断路器不能正确合计含有基波和各次谐波的电流，因此误跳闸或者在该跳闸的时候根本不跳。 漏电电流可能会达到使漏电保护装置动作的设定值。 针对误跳闸的补救措施绝不能危害到现场人员的安全。 普遍采用的解决方法是多分几个回路，使每个回路所带负载减少，从而降低冲击电流和漏电电流。 经过特殊设计的谐波处理设备应得到使用。 过大的回路规模决不是正确的解决方案。 以 下是《一场由谐波引发的官司 》 危害的 案例： 这篇报道来源于： 2020 年 05 月 09 日的《中国电力新闻网》 事件回放： 某开发区一特钢企业，用电容量为 4000 千伏安，与毗邻的一电子厂共用一条 10 千伏线供电。 开始电子厂上白班；特钢企业用低谷电，双方相安无事。 后来电子厂因业务多改成了三班制。 电子厂改成三班制后发现晚班生产的产品成批不合格，客户纷纷退货，厂里又找不到原因。 供电公司得知情况后，立即派出技术人员现场检查，发现电子厂供电和生产流程没有问题。 接着又对特钢企业进行检查和数据测试，发现该企业私自将中频炉改为电弧 炉，生产过程中产生了高次谐波，形成电压波动和闪变超标。 直接造成了电子厂产品不合格。 原因找到后，公司当即与开发区管理会联系，并向企业下达整改通知书，但特钢企业没有引起足够重视，继续生产。 最后公司采取果断措施，对该企业实行停供电。 电子厂也随即以管理不到位为由向法院起诉，要求供电公司给予巨额赔偿。 案件分析： 特钢企业擅自改变设备已是不对，接到整改通知后仍继续生产更是错上加错，而供电部门接到报告后立即赴现场测试，并下达整改通知，乃至停止供电，处置及时，合乎程序。 符合《中华人民共和国电力法》第三十二条关于161。 176。 对危害 供电、用电安全和扰乱供电、用电秩序的，供电企业有权制止161。 177。 和《江苏省电力保护条例》第二十八条（一）161。 176。 用户的非线性阻抗特性的用电设备接入电网运行所注入电网的谐波电流或者引起公共连接点电压正弦波畸变率超过国家规定标准时，在供电企业通知后，用户不予改正的161。 177。 可以中断供电之规定。 在此问题上，供电公司无过错，因为特钢企业改换的设备属自有财产，法律没有赋予供电企业帮助企业管理设备的责任和义务，所以电子厂起诉供电公司找错了诉讼对象。 《中华人民共和国电力法》第六十条规定161。 176。 因用户或者第三人的过错给电力企业或者其它用户造成 损害的，该用户或者第三人应当依法承担赔偿责任161。 177。 启示 : 由谐波引发巨额索赔案，在省内尚属首例。 因此，从省市公司到地方政府非常重视此事。 市中 Page： 19 院开庭一审后地方政府出面协调，电子厂获得特钢企业 200万元赔偿 后撤诉。 需要说明的是，这些问题的存在与整个国家的发展过程与经济现状有着直接的关系，并不是需求侧某一个管理人员或者技术人员的技术水平和管理水平引起的。 诸如此类，还有 IT 设备及程控设备死机、灯光频闪、 PLC 死机、数据网络堵塞等等问题，都是现实环境中存在的普遍问题，需要说明的是，这些问题的存在与整个国家的 发展过程与经济现状有着直接的关系，并不是需求侧某一个管理人员或者技术人员的技术水平和管理水平引起的。 第二章 解决方案描述 节电保护系统功效 ● 直接节电效益 此供配电系统节能检测后，经过设计与实际运行裕量和变压器、线路和综合电能效率分析，针对以下几方面进行节能改造后，直接效益目标如下： • 一次变压线损率约为 %， 高于国家要求。 • 谐波导致系统线路的损耗约 2%4%左右。 从 配电网安全及节电方面综合考虑，建议从 谐波含量大的 6 万吨软化线及 吸收 布控福诺斯进行 电能质量治理节电规划设计，消 除系统谐波，针对 其他 的 功率因数较低，无功功率较大 的电能质量问题 采用诺比电能质量控制专家 诺电霸 PF 和 HF 进行治理。 通过改造 线路 的对应治理效能分析，综合系统各浪费层面和空间裕量分析，预计综合节电率 在 （ 7177。 3） %左 右 ,系统谐波总畸变率下降 75%左右，电能质量完全符合该电压等级国家标准。 ● 保护功效（间接经济效益）： 通过综合电能质量改造节电工程实施以后，除直接的电力成本降低，还会产生 30100%的间接效益，这来自于系统的稳定性提高、 设备故障率减少， 系统效率提高后增容扩容的资金投入减少。 在节约成本提升产能的同时 ，减少了维修维护费用，从而提升了企业竞争力。 所以，对企业、国家以及社会而言，此节能项目的实施，意义深远，势在必行。 设计思路 ● 由于 汽机北、 SO2 压缩机、 6 万吨 水 泵总线、北培风机、一吸酸泵、二吸酸泵、磷氨 2变、一系统总线、主风机、压缩机、中心配总线、化工支路、化工一楼 等等支路 的 功率因数较低，无功功率较大 的线路 采用诺比电能质量控制专家 诺 电霸 PF 和 HF 进行布控治理 ；在 6 万吨软化线 和吸收 支路 谐波含量大的线路 采用 福诺斯 进行治理 ； 以提高功率因数 和 消除谐波 达到节能的目的。 ● 因改造系统工艺要求和电气环境 标准较高，设计时以不改变原设备状态为基本原则； ● 降低谐波污染和瞬间电网波动，又能达到节能和延长设备使用寿命的双重效果。 Page： 20 NOBLE 电力系统节能综合解决方案拓扑图 第三章 方案设计 设计目标 在进行电能质量治理系统设计的时候，依照企业对该系统的基本需求，本着架构合理、安全可靠、回收合理、产品主流、低成本、低维护量作为出发点，并依此为企业提供先进、安全、可靠、高效的系统解决方案。 本项目力求做到系统结构配置先进实用、更经济，节省项目单位总体投资。 ● 架构合理 就是要采用先进合 理的技术来架构系统，使整个系统安全平稳的运行，并具备未来良好的扩展条件。 ● 安全稳定 a）接入方式： 诺电霸 PF、 HF 和福诺斯 与 设备并联运行，保障安全可靠； b）安装位置：诺电霸 PF、 HF 和福诺斯设 备安装在 相对应的 配电柜 负载侧 空开 接点上。 对客户的工作环境及设备运行无任何影响，不在楼道及其它工作区、公共区打孔、挂装和占用空间； c）保护措施：所有诺电霸 PF、 HF 和福诺斯 产品都内置高灵敏度电子保护器，既有手动和自动旁 Page： 21 路功能，即使设备出现故障，对用电系统也没有任何影响； d）质量承诺：所有产品均符合相关技术标准， 并通过有关权威机构的质量认证；同时，所有产品都在太平洋保险公司进行了投保，如因产品质量问题给用户造成任何直接损失，由太平洋保险公司负责赔偿。 ● 产品主流 系统采用当今主流产品德国诺比品牌，系统的整体质量和未来得到良好技术支持以及完整的技术文档资料。 在设备选型时，我们主要依据客户提出的具体需求，同时考虑产品的技术先进性，产品是否为主流产品，产品技术资料的完整性，厂商的技术支持力量和产品制造企业的发展前景。 所有这些是保证用户得到良好技术支持的条件，也是保障用户投资的基本条件。 ● 低成本低维护量 指力争有 良好的性能价格比，所采用的产品应是简单，易操作，易维护，高可靠度的。 系统是否具有优良的性能价格比是判断一个系统优劣条件的重要依据。 系统的易操作和易维护性是保证非专业人员使用好一个系统的条件。 高可靠度是保障系统运行的基本要求，也是易维护性的保障。 诺比将本着上述设计原则，来进行企业节电保护系统的设计。 并将严格按照国际惯例并结合本企业的技术实力与工程经验，进行企业节电保护系统整个工程的安装、测试以及验收，完工时将同时提交与工程相关的每个设备的安装使用手册、及系统的各种图表等各项文档资料，还将根据用户的实际需求提 出技术培训。 系统投入后将达到如下功效：  节约电费开支；  保护用电设备，降低设备故障率，减少维护（修）费用；  高用电安全，防止低压系统意外断电保护；  增大供电容量，减少扩容投资。 系统设计原则 本设计以行业标准作为设计依据，结合用户的具体情况，用最佳设计方案体现最高的性能价格比，是本方案设计的指导思想，也是本方案设计的基本出发点和追求的目标。 本设计主要贯彻“高质量”及“低成本”来进行设计的。 根据客户的电力系统架构和其它基本特点，并充分考虑现场实。