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1、1节能降耗及投资估算范本1 节能耗降1.1 220kV 千 帆 输 变 电 工 程 节 能 降 耗 设 计 原 则国家发改委发改投资（2006）2787 号文要求，220kV 输变电工程项目在可行性研究阶段进行节能设计和评估。本项工程设计主要节能降耗设计原则如下：1） 在工程中，严格贯彻执行我院质量、环境和职业健康安全管理体系文件的规定，针对本工程项目的特点，积极采用无害低耗能的新技术、新工艺、新设备、新布置、新材料，大力降低原材料和能源的消耗。确保输变电工程设计成品质量满足国家设计规程、规范、标准及顾客的要求。 2） 输 变 电 工 程 在 选 址 选 线 阶 段 时 ， 对系统规划地区进行
2、充分的区域调查及收资工作， 站址和线路路径选择进行多方案综合技术经济分析比较，尽量节 约 土 地 资 源 ， 保 护 生 态 环 境 。3） 在工 程 设计中，采用标准化设计，注重变电站各系统的节能措施，合理规划系统和选择设备。采用绿色环保的原材料；采用低损耗高效能主变压器；选用合适的电缆材质和截面，降低电缆线路的能耗；选用长寿型节能光源及附件；选用高效节能型电动机，降低站用电率等。并注重变电站的节约用地措施，减少土地的占用面积，保护宝贵的土地资源。1.2 系 统 部 分 节 能 措 施1）接入系统方案确保技术合理、经济最优本期接入系统提出 2 个方案，其中推荐方案的潮流分布均匀，正常和N-1
3、 方式下，各线路潮流均在经济输送范围内，没有过载线路。推荐方案网损最小，比淘汰方案少 0.2MW；年电能损失最少，比淘汰方案少 800MWh。推荐接入系统方案，电网结构简洁清晰、运行灵活安全可靠，可以满足该地区的正常供电并提高供电可靠性，同时也提高了惠州 LNG 电厂电力送出的可2靠性。对推荐方案和淘汰方案进行经济对比分析，推荐方案投资最少，比淘汰方案投资节省约 17.77 万元；年费用比淘汰方案少约 34.03 万元。2）考虑经济电流密度、合理选择导线截面解口 220kV 秋长惠州 LNG 电厂双回线路，解口段导线截面采用2630mm2。根据潮流计算结果，2008 年惠州 LNG 电厂千帆线
4、路在电厂满发得方式下每回线路外送电力达 265MW。惠州 LNG 电厂秋长双回线路原导线截面为 2630mm2，解口后电厂千帆段能够满足潮流输送要求，线路 N-1 方式下也可满足电厂电力送出的需要。因此，从解口段线路配套原有线路导线截面的角度考虑，千帆站解口惠州 LNG 电厂秋长双回线路导线截面也采用2630 mm2，其经济输送容量 423MVA（考虑，电厂千帆双回线路作为电厂的电力主要送出通道，最大负荷利用小时数大于 5000 小时，电流密度取为0.9） ，能够满足潮流输送要求，线路 N-1 方式下也可满足将电力的送出需要。3）无功补充配置合理、优化全网电能损耗220kV 千帆变电站本期工程
5、建设 2 台 240MVA 主变，满负荷时每台主变无功损耗达 32.4MVar，每台主变低压侧装设 610MVar 的电容器组可以满足要求。因此，本工程无功补偿容量充足，可以减少 220kV 电网下送无功，降低主变压器损耗，为优化调度、运行创造条件。1.3 变 电 站 节 能 设 计1.3.1 变电站电气部分节能设计1） 、主变压器选择220 千伏千帆变电站规划容量为四台 240MVA 主变压器, 本期建设两台 240MVA 三相三绕组有载调压降压变压器。为限制#1,#2 主变的铜损和铁损，采用低损耗的变压器，#1,#2 主变的3损耗不应超过以下数值：(1) 额定电压下, 空载损耗不大于 11
6、0kW。(2) 额定电压下, 在 75时的负载损耗不大于 720kW。(3) 空载电流(在额定电压和频率下)不大于额定电流的 0.5。(4) 附属设备损耗不大于 20kW。2） 、站用变压器选择在站用电的选择上，设计严格按照变电站的实际用电负荷并考虑同时使用率计算站用变的负荷。本工程最终共设 2 台站用工作变压器，本期设 2台 10kV 站用工作变压器，电源取自#1,#2 主变压器低压侧。经负荷统计计算，站用变压器容量统一选用 400kVA。鉴于 220kV 变电站对站用变压器供电的可靠性要求较高，站用变压器容量通常是按 1 台站用变能带全部站用电负荷考虑，所以正常运行状态站用变压器大多工况条
7、件下不能满载运行。为节省不必要的能源浪费，在站用变压器的选择上，我们也是尽可能的降低空载损耗（铁损） ，适当降低变压器的负载损耗（铜损） 。具体选择参数如下：空载损耗： 820W负载损耗： 3.1kW3） 、10kV 串联电抗器的选择本期#1,#2 主变低压侧各装设 6 组 10MVar 电容器，装设的串联电抗器容量为 600kVA。为限制串联电抗器的损耗，采用低损耗的户内型铁芯串联电抗器，在75、额定电流和额定频率下，串联电抗器的额定损耗不超过 4.5kW。4） 、站内照明灯具的选择站内照明灯具均采用节能型灯具，经过照度计算选择灯具的功率及数量，实现绿色照明。1.3.2 变电站建筑物节能设计
8、220kV 千帆变电站位于广东省惠州市大亚湾经济技术开发区。大亚湾经济技术开发区位于广东省的中南部海边，北回归线以南, 地处亚热带, 属南4亚热带季风性气候。夏半年受来自海洋的夏季风影响, 温暖多雨, 且受台风影响, 暴雨频繁；冬半年受西伯利亚吹来的冬季风影响, 干燥少雨。强冷空气可入侵站址区域, 偶有霜冻。多年平均气温为 2123, 1 月份平均气温最低, 为 14左右；7 月份平均气温最高, 为 28左右。相对湿度的多年平均值为 79%, 全年相对湿度变化不大。与其它气象要素一样, 相对湿度和季风现象密切相关, 高值发生在 39 月份。由于受冷暖气流和热带气旋的影响, 全年雨量充沛, 多年
9、平均年降雨量约为 1900mm。降雨量存在较大的年际变化, 且一年中降水分配也不均匀 , 而且集中于 49 月的雨季, 其降水量占全年总降水量的 80%以上。前汛期 46 月, 以锋面雨为主, 雨面广, 降雨量大；后汛期 79 月以热带气旋引起的台风雨为主, 暴雨强度大。10月下旬雨量骤减。站址濒临南海, 受台风影响较大, 是主要的灾害天气, 511 月是热带气旋发生季节, 其中 79 月是热带气旋盛行期。按照广东省实施细则的规定，该地区属于夏热冬暖地区的南区，该区的建筑节能设计应主要考虑夏季空调，兼顾冬季采暖。结合南方的气候特点，更应注重保温隔热。1）建筑物及房间的朝向设置本站主要建筑物为户
10、内配电装置楼。建筑朝向选择的原则是冬季能获得足够的日照并避开主导风向，夏季能利用自然通风并防止太阳辐射。然而建筑的朝向、方位以及建筑总平面设计应考虑多方面的因素，尤其是变电站内的建筑受到地形、规划、道路、设备等条件的制约，较难使建筑的朝向对夏季防热、冬季保温都很理想。因此，户内配电装置楼采用有偏角的南北朝向。户内配电装置楼可以通过大门、内廊窗、门厅窗、楼梯间窗、卫生间窗等形成穿堂风，各个房间尽量利用天然能源，改善建筑物室内热环境的设计，朝向不利造成的影响则通过对门窗等细部采取节能措施进行弥补。2） 门窗节能外门窗是建筑能耗散失的最薄弱部位，其能耗占建筑总能耗的比例较大，5其中隔热损失为 1/3
11、，冷风渗透为 1/3。所以，在保证日照、采光、通风、瞭望要求的条件下，尽量减小建筑物的外门窗洞口的面积，提高外门窗的气密性，减少空调外渗，提高外门窗的隔热性能。减少外门窗本身的散热量，其节能措施有：控制建筑物的窗墙比，使用中空玻璃，改善门窗的隔热性能。户内配电装置楼的主控制室由于值班人员观察场地的需要，所以设计了较大面积的窗，其它房间的窗在满足正常采光需要的前提下，尽量不开大面积窗，以使建筑物各个朝向的窗墙比不大于广东省实施细则的规定标准。所有空调房间窗玻璃均采用中空隔热玻璃。3）外墙节能墙体是建筑物外围护结构的主体，其所用材料的隔热保温性能直接影响建筑的传热量。本站所有外墙体均采用 240m
12、m 厚灰砂砖作为节能墙体，内侧有水泥砂浆批挡兼抹灰，外侧水泥砂浆批挡，贴浅色墙面砖。本工程所有的建筑外墙贴面均采用浅色处理，大部分为贴白色墙面砖，局部为浅蓝灰色和蓝色，大大降低外墙的吸热性能，也就提高了外墙体的隔热性能。4） 屋面节能屋顶作为建筑物最上层的外围护结构，应具有良好的保温隔热的性能。在严寒和寒冷地区，屋顶构造设计应主要满足冬季保温的要求，尽量减少室内热量的散失；在温暖和炎热地区，屋顶构造设计应主要满足夏季隔热的要求，避免室外高温及强烈的太阳辐射对室内生活和工作的不利影响。本工程屋面隔热的措施，主要是建筑物屋顶采用防水水泥膨胀珍珠岩架空隔热砖或砌块保温隔热层，轻质珍珠岩的材料，其惰性
13、较大、传热系数小，隔热一流，适合楼顶的隔热。1.4 送 电 节 能 设 计1.4.1 导地线及金具选择1） 导线材质选择6本期线路工程导线采用高导电率的钢芯铝绞线，降低了线损，同 铝 合金 绞 线 相 比 ， 钢 芯 铝 绞 线 和 铝 包 钢 芯 铝 绞 线 铝 线 导 电 率 最 高 ， 可以达到同等截面铜导线的 61%63%，线损小，能源利用率高。目前全铝合金绞线的价格还比较高，约是铝绞线的 1.41.5 倍，与铝绞线相比电气性能基本一样，但导电率仅能达到同等截面铜导线的 58%60%，虽然机械性能方面优越，但其线损较大，是同截面铝绞线的 1.18 倍，而且配套金具研制费用高，因此，不考
14、虑全铝合金导线。2） 导 线 分 裂 根 数 和 间 距 的 选 择若导体的材质相同，在相同截面下分裂导线的载流量与常规单根导线载流量的倍数是与分裂的根数有关。若采用两根则倍数为 1.189；采用四根倍数为 1.414，载流量提高分别为 19%和 41.4%。为满足可听噪声和无线电干扰限值要求，可以通过增加相导线分裂根数，减小导线表面场强来达到的。本工程采用国内常用的双分裂导线，可以满足可听噪声和无线电干扰限值要求。导线采用适当的相分裂导线间距。影响导线表面电位梯度的因素有电压水平、导线对地高度等，导线分裂间距也是因素之一。有关资料表明子导线分裂间距大约是子导线直径的 10 倍时，导线表面电位
15、梯度显示最小值；小于 10 倍，导线表面电位梯度增加很快；在 10 倍20 倍的范围内，导线表面电位梯度增加很小。所以从导线表面电位梯度方面来考虑，子导线分裂间距为导线直径的 1120 倍比较合适。据国际大电网会议所作的国际咨询，为有效降低尾流效应，减小次档距振荡，分裂间距 D 和子导线直径 d 的比值 D/d 不宜小于 1213。 本期线路工程采用子导线分裂间距 500mm，可以有效减少导线表面电位梯度，并能提高导线的输送能力。3）采用节能金具7采用铸铁和螺栓组合成的耐张线夹和悬垂线夹(包括防振锤)，用这种材料制成的金具在导线中通过交变电流时形成一个闭合的磁回路，铁磁物质在交变磁场作用下反复
16、磁化的过程中，其磁感应强度的变化总是滞后于磁场强度的变化，这就是所谓磁滞现象。在反复磁化的过程中，由于磁畴的反复转向，铁磁物质内部的分子摩擦发热而造成能量损耗。构成闭合回路的电力金具在反复磁化过程中，因为磁畴反复转向导致的这种功率损耗，就是所谓的磁滞损耗。这一交变磁场在金具内部也会产生感应电动势和感应电流，即涡流，由于钢铁材料电阻的存在，必然产生有功率损耗，即涡流损耗。当电流增大时，磁滞损耗随磁通密度的 1.62.0 次方上升，涡流损耗随磁通密度的 2.0 次方上升。涡流和磁滞损耗产生的热量使金具内的导线温度升高，使该处导线的机械强度下降，加之线路振动，导线就会在线夹处断股，缩短了线路的运行年限。据有关资料介绍，导线中通过 400A 电流时，铁磁线夹比铝合金线夹温度高 17，损耗多 30W。为了防止电晕和涡流损失，导线悬垂线夹采用铝合金材料制造的防晕线夹，绝缘子串加装均压屏蔽环。耐张绝缘子串导线端安装椭圆型均
