关于高压节电装置的安装使用

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【摘 要】 随着企业的迅速发展，日常生产用电量增加明显，而由于我国电力品质较差，使得电能利用效率较低，造成了巨大的能源浪费。通过安装高压节电装置，以消除谐波，抑制浪涌，平衡三相输出、提高功率因数等，提高了电能利用效率，降低了电能消耗量，不仅实现“节能减排”目标要求，而且还能够降低生产成本，取得较好的经济效益和环境效益。

【关键词】 高压节电装置 电能效率 节电率

0 引言

近十年来，由于全球能源紧张，拉闸限电，错峰避峰……当电已经成为我们生活中不可或缺的能源时，这些与电有关的词也在明白无误地告诉我们----电力紧缺。而且在我国，电力品质较差，瞬变、浪涌、尖峰脉冲、谐波等充斥着电网，加之用户终端非线性负荷、冲击性负荷、波动负荷、非对称负荷的使用更加造成电力品质低下，使得功率因数降低，整个用户侧电力能效降低。采取技术可行、经济合理的措施，合理用电，节约用电，减少电能的直接和间接损耗，提高能源利用效率，以及将一些废弃能源转化为电能已经成为节能减排工作中的重中之重。

1 项目背景

我公司属于国内罕见的大水矿山，矿山井下用电设备数量多，其中部分设备装机容量较大，属重点耗能设备，节电潜力巨大。同时由于地质的原因，矿井水涌出量较大，排水电耗居高不下，电能消耗占公司生产成本的比例较高。因此，计划在井下-240水平中央变电所其中一段6KV高压回路中安装一台高压节电装置，以消除谐波，抑制浪涌，平衡三相输出、提高功率因数等，提高电能利用效率，进一步降低电耗，不仅可以实现“节能减排”目标要求，而且还可以降低生产成本，取得较好的经济效益和环境效益。

2 高压节电装置

我公司井下用电设备数量众多，部分设备装机容量较大的负荷包括提升机、通风机和高压多级离心水泵等都属于一级负荷，根据矿山安全规范要求，井下供电系统中的-240水平中央变电所由两路完全独立6KV高压电路进行供电，以保证井下供电安全。根据对我公司井下供电系统电力品质进行的测试，发现井下供电系统质量较差，浪涌、尖峰脉冲、谐波等较为严重，使得电力能效降低，存在一定的节能空间。为此，在其中一段6KV高压线路安装一台高压节电装置。

我公司安装的高压节电装置属于真正意义上的“电磁式”电力系统型大功率节电器，其核心制造技术是将一组“串联并异相缠绕的电抗器”和一组“并联固定式自藕调压器”这二者完美地组合在同一个三柱式铁芯上，依赖最新特种铁芯材料和特殊制造工艺，使得铁芯的涡流损失和磁滞损失完全可以忽略，实现合理节电（如图1）。

高压节电装置是串联在6KV高压线路中，并同时安装旁路控制，可以在高压节电装置故障或者节电效果测试期间将高压节电装置切除，恢复原供电线路，最大限度的保证井下供电安全。在安装、调试完成后，高压节电装置可以降低供电系统中无效电压和稳压输出，消除电网谐波，抑制浪涌，降低畸变功耗以及由于感性负载电流损失和温度升高而造成的大量铜损、铁损，降低用电设备运行噪音，提高功率因数，增加配电变压器的容量，降低局网电力系统的视在损耗和功率损耗，将供给馈电母线电压进行合理匹配，减少负载和电气设备的发热和电能损，最终降低用电量消耗（如图2）。

3 高压节电装置的主要作用及优点

（1）能抑制馈电母线的浪涌电压（du/dt）和浪涌电流（di/dt）；

（2）能抵抗馈电母线的瞬态高电压、大电流冲击。

（3）能降低局网电力系统的视在损耗和功率损耗；

（4）在三相四线（五线）制电力系统中，能动态平衡三相间电压；

（5）能抑制电能中的谐波、修复电压波形。

（6）通过装置本身的感抗和负荷系统的感抗形成互感，提高负荷系统对电能的利用率、即提高功率因数。

（7）将供给馈电母线电压进行合理匹配，减少负载和电气设备的发热和电能损耗。

（8）利用装置内二组不同相位电抗线圈励磁电流的相位角不同而产生的相互诱导作用来抵削、调节输入电流。

（9）大功率、小体积、免维护和保养、运行时可无人值守。

4 节电效益分析

我公司高压节电装置安装、调试完成后，经过一段时间的试运行，设备处于良好的运行状态并能满足井下正常生产用电的工况要求。为了对比高压节电装置投用前后的节电效果（比较的是同种工况、相同时间的情况下，非节能状态下消耗的电量与节能状态下消耗的电量），科学计算该套装置的节电率，我们对高压节电装置投用前后的电量消耗进行了测试。

节电率的计算方法：（市电状态用电数P—节电状态用电数P1）÷市电状态用电数P×100%=节电率（如表1，2）。

通过两次测试，得到以上两组非节能状态下与节能状态下井下一段6KV高压线路消耗的电量数据，根据节电率计算方法，高压节电装置的节电率：

（136080度+185040度-129600度-17280度）/（136080度+185040度） *100%=5.83%。

粗略估算，目前我公司井下-240水平中央变电所供电方式为6KV两段运行，单段年用电量约为1800万度，通过安装高压节电设备后，节电效果可达到5%以上，总节电量约为90万kWh/年，折合标煤约73.23吨。

5 结语

我国已进入新一轮经济增长周期，并表现出了日益显著的重化工业特征。我国已成为世界煤炭第一消费大国，石油和电力第二消费大国，节能减排，早已成为社会发展趋势。紧缺之下，节约用电无疑是缓解压力的有效途径之一。通过安装高压节电装置，降低谐波和瞬流带来的畸变功耗以及由于瞬变使电感性负载电流损失和温度升高而造成的大量铜损、铁损，节电效果可以达到5%以上，不仅可以实现“节能减排”目标要求，而且还可以降低生产成本，取得较好的经济效益和环境效益。

参考文献：

[1]姜子刚.《节能技术》.中国标准出版社，2010年7月.

[2]朱民光.就地补偿技术在煤矿井下供电系统中的节能效益[J].《山东煤炭科技》，2000（1）.