本站作者：黃留欣 人氣：12時間：2018-04-16 15:53:25
作品名稱：
退休高工從事電力節(jié)能的故事
講節(jié)能故事，促節(jié)能事業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)節(jié)能。從2000年我開始專門從事電力節(jié)能的研發(fā)與推廣。本文介紹了我從事節(jié)能研究推廣的全過程，包括如何研發(fā)、如何推廣的經(jīng)驗及教訓(xùn)。目的一是推廣技術(shù)，二是與同行交流共同提高。
一、根據(jù)社會發(fā)展和國家需要選擇研發(fā)方向，結(jié)合自己的特長和興趣及企業(yè)實際需求確定項目，才能做到方向?qū)︻^，項目才能落實，達到自己的目的。
1、節(jié)能環(huán)保是我國的基本國策，全世界都非常重視，巴黎世界氣候大會182個國家及機構(gòu)共同制定了2020年節(jié)能指標，保護人類生存環(huán)境。我國政府在制定國家計劃時都明確提出節(jié)能指標，并進行考核。我國能源消耗普遍高于發(fā)達國家，建筑能耗，交通能耗，電力能耗（線損），等大都是發(fā)達國家的兩倍以上。以電力能耗線損為例，發(fā)達國家都為發(fā)電量的3%，而我國目前仍然為6%以上。目前我國的發(fā)電量為6萬億KWH，是世界用電大國，若能趕上發(fā)達國家線損水平，則會節(jié)電可達2000億KWH以上，折合節(jié)約節(jié)準煤6000萬噸。所以我選擇了電力節(jié)能作研究方向，這是國家、社會和企業(yè)的共同需求，會得到國家社會的共同支持。
2、選擇了研發(fā)方向，還要根據(jù)企業(yè)在節(jié)能方面存在的問題，和自己的專業(yè)技術(shù)水平選擇合理的研發(fā)項目。研發(fā)項目必須符合國家和企業(yè)需要，節(jié)能效果明顯才能成功。根據(jù)自己的工作經(jīng)歷，大學(xué)畢業(yè)后先后在電解鋁廠和電業(yè)局從事技術(shù)管理工作，對我國電力變壓器，尤其是有載調(diào)壓技術(shù)接觸較早，了解比較深刻全面。從70年到75年參加了我國冶金部和機械部聯(lián)合開發(fā)的35KV有載調(diào)壓整流設(shè)備的研究和試運行工作。長年在西電公司參加該成套整流設(shè)備的鑒制工作。我國的第一批埋入式有載分接開關(guān)就誕生當時的西安變壓器電爐廠，第一批10套SFPT--40000/35，整流變壓器就在當時的蘭州連城鋁廠運行。我當時是蘭州連城鋁廠的電氣專工。80年從蘭州調(diào)回許昌電業(yè)局在電業(yè)局生產(chǎn)科、變電工區(qū)等單位從事技術(shù)管理，先后解決了許昌局圍繞變壓器出現(xiàn)的設(shè)備事故、變壓器有載分接開關(guān)受潮、220KV電力變壓器現(xiàn)場干燥、變壓器嚴重漏油等問題，集攢了豐富的實踐經(jīng)驗，為以后的節(jié)能技術(shù)研究奠定了基礎(chǔ)。
鐵路南京廣電氣化改造中變壓站出現(xiàn)的技術(shù)問題和國網(wǎng)公司創(chuàng)一流供電企業(yè)活動幫我確定了電力節(jié)能的研究方向。
1990年京廣鐵路鄭州至武昌段進行電氣化改造，為牽引站供電的許昌薛坡220KV變電站、10KV電容器補償裝置經(jīng)常出現(xiàn)問題不能正常運行，多次出現(xiàn)諧振，濾波電抗器燒壞等事故，諧振時電容器組的電流由280A升到500A以上，10KV配電室，出現(xiàn)放電現(xiàn)象。薛坡變電站一直處于低功率因數(shù)運行，電能損耗大。針對這一情況，1991年，我和局其他工程技術(shù)人員一起到西安交通大學(xué)求教，經(jīng)西安交大教授指點，采取加大濾波電抗器電抗的辦法，解決了技術(shù)問題，提高了220KV主變器，運行功率因數(shù)，使其能運行在經(jīng)濟運行狀態(tài)。
1999年國家國網(wǎng)公司開展創(chuàng)一流供電企業(yè)活動，許昌供電公司是河南省局第一家一流企業(yè)。在一流企業(yè)驗收時我負責的生產(chǎn)技術(shù)科，具體負責驗收技術(shù)資料的準備工作。對照一流供電企業(yè)指標發(fā)現(xiàn)，幾乎所有的變電站運行功率因數(shù)都達不到一流企業(yè)的要求，沒有動態(tài)無功補償設(shè)備，根本無法實現(xiàn)保證變壓站功率因數(shù)達到0.9---0.95的要求,線損水平一直偏高。
根據(jù)許昌供電局生產(chǎn)實際出現(xiàn)的問題，我決定開展動態(tài)無功補償裝置的研發(fā)。查閱大量文獻資料，發(fā)現(xiàn)當時國內(nèi)出現(xiàn)的SVC動態(tài)補償裝置存在很多缺陷無法在電力系統(tǒng)推廣。1991年前后，河南省供電公司和清華大學(xué)合作在洛陽供電局朝陽變電站研發(fā)了我國第一套自主研發(fā)的SVC動態(tài)無功補償裝置，投資高達1500多萬元，基本沒有正常運行。于是根據(jù)自己的經(jīng)歷和經(jīng)驗，決定開發(fā)調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置。其基本原理就是利用電容器輸出容性無功和其端電壓平方成正比的關(guān)系，通過控制電容器端電壓的方法，實現(xiàn)動態(tài)無功補償。其關(guān)鍵技術(shù)是如何實現(xiàn)電容器端電壓的自動控制。
3、電力節(jié)能技術(shù)調(diào)壓型動態(tài)無功補裝置的研究。2002年結(jié)合許昌局禹縣變電站實際需要和技術(shù)參數(shù)，和鄭州變壓器廠、許昌長安科技公司合作，研制成功了我國第一套調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置。
當時該站10KV出線中有一條線路負荷重，3000KW左右，功率因數(shù)在0.62--0.68之間，線路損耗達20%以上，用戶矛盾很大，我們研究開發(fā)了一臺600KVA的調(diào)壓型動態(tài)無功補償設(shè)備，投入運行后該線路功率因提高到0.86，線損降低50%以上，用戶滿意，解決了相互矛盾，達到了節(jié)能降損的目的。
為了在110KV變電站推廣使用調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置，2004年又和北京思能達公司合作，試制了第一臺10KV3000KVA的動態(tài)無功補償裝置，在河南濟源供電公司黨井變電站運行，投資不到20萬元，至今仍在安全運行，為在全國推廣調(diào)壓型動態(tài)無功補償設(shè)備樹立了典型。
4、用試驗數(shù)據(jù)說話，證明調(diào)壓型動態(tài)無功補償設(shè)備的節(jié)能效果，對整套裝置及裝置的主要元件，有載自耦調(diào)壓器，先后請河南省科院（原科試所）多次到現(xiàn)場測試，對電容器運行中過電壓倍數(shù)，合閘涌流等進行測試，測試結(jié)果為調(diào)節(jié)過程中過電壓倍數(shù)最大為1.3倍；合閘涌流最大為11.3倍，普通電容器合閘涌流為100倍額定電流，證明裝置中的補償電容器工作狀態(tài)優(yōu)于普通電容器，保證使用安全，延長其使用壽命。裝置中的自耦調(diào)壓器先后兩次在國家變壓器質(zhì)量監(jiān)督檢驗中心按照國家變壓器相關(guān)標準進行型式試驗，各項技術(shù)指標符合標準規(guī)定，關(guān)鍵指標運行溫升及損耗優(yōu)于國內(nèi)標準。溫升試驗，國家標準上層油溫升限值為55度，而樣機實際溫升為46.2度，繞組溫升國家標準為65度，樣機公用繞組溫升為44.9度，串聯(lián)繞組溫升為44度?？蛰d電流為額定電流的0.13%，空載耗損僅0.93KW（變壓器容量為3000KVA，額定電壓10.5KV），負載損耗最大為5.19KW，最小為1.31KW。說明有載自耦調(diào)壓器自身損耗非常小，節(jié)能效果優(yōu)于其它動態(tài)無功補償裝置。只有用權(quán)威部門的檢驗結(jié)果才能證明調(diào)壓型無功動態(tài)襝裝置的優(yōu)良性能及節(jié)能效果。
5、及時進行項目科技鑒定，為推廣節(jié)能技術(shù)及設(shè)備提供可靠依據(jù)。線路型調(diào)壓型動態(tài)無功襝裝置于2003年9月由河南省機械廳和河南省電力局進行了項目鑒定。DWZT型變壓器站用調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置于2014年11月由中國電力聯(lián)合會在北京進行項目鑒定，鑒定意見為：該裝置改變了傳統(tǒng)的投切電容器調(diào)節(jié)無功的方法，思路新穎，設(shè)計合理，屬國內(nèi)首創(chuàng)，達到國內(nèi)先進水平，同意通過技術(shù)鑒定可小批量生產(chǎn)。
6、利用專業(yè)技術(shù)雜志和參加行業(yè)組織的會議，宣傳調(diào)壓型動無功補償裝置的原理、結(jié)構(gòu)，優(yōu)質(zhì)的技術(shù)性能進行宣傳，做好推廣節(jié)能裝置的理論宣傳。調(diào)壓型動態(tài)無功襝裝置研制成功后我們先后在電容器及無功補償、電網(wǎng)技術(shù)、電能質(zhì)量雜志上發(fā)表了多篇技術(shù)論文，介紹該節(jié)能設(shè)備的性能。08至10年先后參加了安徽省電業(yè)局無功工作會、中電聯(lián)在海南島召開的節(jié)電設(shè)備研討會，電工學(xué)會無功補償分會在黃巖召開的2009年年會。尤其在2009年無功專業(yè)年會上宣讀了“調(diào)壓型實時無功自補償裝置”的技術(shù)論文，受到與會專家的好評，論文被評為2009年優(yōu)秀論文獎，為調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置專利轉(zhuǎn)讓及推廣創(chuàng)造了條件。2016年到2013年又連續(xù)三年參加北京科博會，2010年“調(diào)壓型動態(tài)補償技術(shù)”又被評為節(jié)能
示范項目，并在人民大會堂頒布發(fā)證書。
7、做好典型示范項目的技術(shù)指導(dǎo)工作，推廣節(jié)能設(shè)備的應(yīng)用。從2005年開始以調(diào)壓型動態(tài)無功補償技術(shù)與設(shè)備的發(fā)明人的身份，先后到過河南駐馬店南方鋼鐵公司、勝利油田供電公司、國網(wǎng)北京供電公司、國網(wǎng)陜西供電公司、國網(wǎng)烏海供電公司、山東濟寧二礦煤礦石熱電廠、吉林省電力設(shè)計院、國能北京電力設(shè)計院，進行技術(shù)交流、講課、制定技術(shù)方案等推廣調(diào)壓型動態(tài)無功補償?shù)膽?yīng)用。推動該節(jié)能技術(shù)在我國石油、電力、煤碳等系統(tǒng)的使用。這里著重介紹一個成功的案例。
2005年和河南艾迪賽特公司一起到駐馬店南方鋼鐵公司作技術(shù)推廣，發(fā)現(xiàn)該企業(yè)無功補償設(shè)備因技術(shù)原因不能投入運行，功率數(shù)只有0.8，每月公司電費支出中有30---25萬元罰款，年罰款達300萬元以上，線損電量非常高。經(jīng)和該公司供電技術(shù)人員分析情況，制定技術(shù)方案，在鋼廠總降變電所利用調(diào)壓動態(tài)無功補償技術(shù)改造了一套固定電容器組，又根據(jù)就地補償原則在負荷中心安裝了兩套DWZB-1600/10.5調(diào)壓型動補償裝置，投資150萬元左右，調(diào)壓器動態(tài)無功補償裝置投入運行后，功率因數(shù)由0.8提高到0.9以上，力調(diào)電費每月罰款25--30萬元到每月獎勵8000元，一年為該公司節(jié)約電費近300萬元，降低線損電量近200萬KWH。使用成功后包頭鋼鐵公司、山西解州鋼鐵公司等都采用了該方案，取得了明顯的經(jīng)濟效益，為公司節(jié)約了電費開支，降低了線損。南方鋼鐵公司老板是福建人，后來他又把該裝置介紹給他的朋友，在湖北等地的鋼鐵公司也選用了調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置。
2005年濟寧二礦矸石電廠建成后，由于設(shè)計不合理，不能正常發(fā)電，原因是6KV聯(lián)絡(luò)線配置感性無功過大，出現(xiàn)發(fā)電機出口電壓高，但仍帶不上負荷的情況。2005年我和該廠技術(shù)人員陳彬、李萬利等分析發(fā)電系統(tǒng)存在的問題，將串聯(lián)限流電抗器退出并在6000伏母線安裝一套DWZT--4000/6.3調(diào)壓型動態(tài)無功補償裝置，改造后使電廠發(fā)電機出口電壓正常能帶滿負荷，提高了發(fā)電機出力，降低了線損。改造成功后電廠技術(shù)人員在煤炭加工與綜合利用雜志上發(fā)表了“電壓型無功補償裝置在濟寧二礦煤礦石熱電廠的應(yīng)用”的技術(shù)論文。
類似典型示范項目的推廣項目還有許多，國網(wǎng)烏海供電公司地區(qū)變電站，勝利油田變電站，無功改造項目都非常成功。勝利油田設(shè)計院已將調(diào)壓型動態(tài)無功襝方案列入典型設(shè)計在油田推廣使用。
8、通過技術(shù)合作和專利轉(zhuǎn)讓方式，開展和無功補償設(shè)備制造企業(yè)的合作，讓他們掌握生產(chǎn)調(diào)試該技術(shù)，讓他們在技術(shù)合作中取得經(jīng)濟利益，大面積推廣該節(jié)能技術(shù)。
從2004年實用新型專利授權(quán)后我已先后通過技術(shù)合作，專利轉(zhuǎn)讓等方式將專利技術(shù)轉(zhuǎn)讓給北京思能達科技有限公司，山東泰開電力電子公司，河南艾迪賽特公司，錦州通利公司等，讓他們在市場上推廣節(jié)能技術(shù)，北京思能達科技有限公司2005年利用該專利技術(shù)在北京投資100萬注冊公司，到2008年已發(fā)展為年銷售量達8000萬元的高科技公司，山東泰開電力電子公司及河南艾迪賽特公司，通過調(diào)壓型動態(tài)無功補償技術(shù)，取得了豐厚的利潤，并提高了他們在無功補償行業(yè)和知名度。同時通過專利轉(zhuǎn)讓發(fā)明人也可以有一定的經(jīng)濟收入，為完善該節(jié)能技術(shù)，并開發(fā)新的節(jié)能技術(shù)，提供資金幫助。
二、舉一返三，完善節(jié)能技術(shù)，條件成熟時，開展新節(jié)能節(jié)電技術(shù)的研究。
一項發(fā)明創(chuàng)造也好，一項專利技術(shù)也好，要想很好推廣必須不斷完善，在完善中推廣，在推廣中完善。完善過程中會有新的發(fā)現(xiàn)，可以產(chǎn)生新的技術(shù)。完善過程中一是對技術(shù)推廣中發(fā)現(xiàn)的問題進行解決。二是能否將該技術(shù)用于其它行業(yè)及領(lǐng)域。調(diào)壓型動態(tài)無功補償技術(shù)研制成功后，我們對該技術(shù)（主要是有載調(diào)壓技術(shù)）在其它領(lǐng)域的應(yīng)用進行了開發(fā)。開發(fā)了低壓配電系統(tǒng)無功補償裝置，調(diào)壓型路燈節(jié)能電源，變壓器集中動態(tài)無功補償裝置等，并申請了多項專利。較成熟的是變壓器集中動態(tài)無功補償裝置（自補償變壓器）的開發(fā)。
這里重點介紹一下自補償節(jié)能配電變壓器項目的情況。針對電力系統(tǒng)損耗主要發(fā)生在輸電線路和電力變壓器上，其中電力變壓器損耗約60%，尤其是配電變壓器，其損耗約線損電量的50%以上。全國年損耗電量高達1700億KWH，是三峽電站年發(fā)電量的1.7倍。從2012年開始自補償變壓器的研究，技術(shù)方案確定后2012年5月向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請了發(fā)明專利，專利名稱“變壓器集中補償裝置”。一方面制造樣機，另一方面準備技術(shù)資料，接受發(fā)明專利的實質(zhì)性審查，爭取專利授權(quán)。從2013年起國家知識產(chǎn)權(quán)局專利審查部門對該專利進行了三次審查，但均沒通過。我認為沒有通過的原因其一是專利申請中寫法存在問題，沒能對專利的新穎性作出充分的說明，其二是專利審查人員多數(shù)都是年輕博士、碩士，理論知識多而經(jīng)歷少實際經(jīng)驗不足，看不到專利的新穎性及對節(jié)能工作的作用，因此未能及時授權(quán)。2016年底我又編寫了全面的復(fù)審材料，要求復(fù)審委員會復(fù)審，2017年初復(fù)審委員會復(fù)審認為審查人員駁回意見理由不足，要求重新審查，直到2017年底重新審查通過，2017年10月授予發(fā)明專利權(quán)，并頒發(fā)了證書。申請專利是保護知識產(chǎn)權(quán)及保護發(fā)明人正當權(quán)益的主要手段，也是技術(shù)推廣的有利條件。因此我用了5年多的時間，拿到了專利證書。從2013年底到2015年底我和合作單位共同作出了樣機，并在中國電科院配網(wǎng)試驗室根據(jù)國家配電變壓器標準進行了型式試驗，各項技術(shù)指標符合國家標準。利用中國電科院400V可調(diào)功率因數(shù)負荷進行了樣機的節(jié)能試驗，樣機在60%負荷功率因數(shù)0.8的狀態(tài)下投入自補償裝置10KV倒電流由13.36A降到11.07A，變壓器發(fā)熱損耗降低30%，節(jié)能效果十分明顯，樣機損耗可達到國家一級能耗標準。樣機分別在國網(wǎng)許昌供電公司和國網(wǎng)南陽供電公司掛網(wǎng)試運行。運行數(shù)據(jù)表明樣機可把變壓器運行功率因數(shù)由0.83提高到0.91，節(jié)能效果明顯，且運行可靠。目前正編寫項目鑒定材料，進行鑒定，并上報國家發(fā)改委和工信部，爭取列入國家節(jié)能推廣目錄進行推廣。上報國家節(jié)能中心，爭取通過節(jié)能認證，并在全國推廣。
三、未來繼續(xù)做好節(jié)能技術(shù)開發(fā)與節(jié)能產(chǎn)品的推廣。幾年來，我在節(jié)電技術(shù)開發(fā)了作了一些工作，取得了一點成績，但節(jié)能技術(shù)推廣確沒能做好。今年我七十四歲，能夠繼續(xù)健康工作的時間已經(jīng)不多。按照活到老學(xué)到老干到老的原則，只要身體條件許可將繼續(xù)參與用電、供電企業(yè)的節(jié)能技術(shù)研究及推廣工作。
作為自補償節(jié)能配電變壓器的發(fā)明人這兩年將通過各種渠道做好自補償節(jié)能配電變壓器的推廣工作。首先是爭取國家節(jié)能中心的支持與幫助，通過節(jié)能中心讓用戶、制造廠家了解自補償節(jié)能配電變壓器節(jié)能原理、構(gòu)造及節(jié)能效果，創(chuàng)造條件能在2018年召開自補償節(jié)能配電變壓器技術(shù)推介會。其次通過技術(shù)合作，專利轉(zhuǎn)讓等方式，和配電變壓器制造商合作，推廣自補償節(jié)能配電變壓器，實現(xiàn)國家發(fā)改委、工信部、技術(shù)監(jiān)督局制定的配電變器能效提升計劃中配電變壓器節(jié)能示范基地的建設(shè)。做好自補償節(jié)能配電變壓器在國網(wǎng)公司、南方電網(wǎng)公司的普及應(yīng)用工作，爭取2018年能批量試用并列入招標目錄。
有載自耦調(diào)壓節(jié)能技術(shù)，已經(jīng)在供電系統(tǒng)推廣使用，并取得明顯的節(jié)能效果，同時它也可以應(yīng)用于用電系統(tǒng)，尤其城市照明及交流電機節(jié)能。我準備尋找合作伙伴進行調(diào)壓節(jié)能交流電機的技術(shù)研究，爭取2018年寫出技術(shù)方案，并申請國家專利，2019年高壓交流電機調(diào)壓節(jié)能裝置樣機投入試運行，2020年上半年進行項目鑒定，在開發(fā)過程爭取國家政策和資金的支持。
電力系統(tǒng)節(jié)能空間十分巨大，做好電力節(jié)能技術(shù)的研究推廣工作可以節(jié)約能源，為保護人類生存環(huán)境作出貢獻。愿通過本人節(jié)能故事的介紹，加強同行交流經(jīng)驗，共同做好電力節(jié)能技術(shù)的研究開發(fā)、推廣工作，共同為電力節(jié)能作出更大的貢獻！
