本站作者：黃留欣  人氣：12時間：2018-04-16 15:53:25  

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退休高工從事電力節能的故事

講節能故事，促節能事業發展，實現節能。從2000年我開始專門從事電力節能的研發與推廣。本文介紹了我從事節能研究推廣的全過程，包括如何研發、如何推廣的經驗及教訓。目的一是推廣技術，二是與同行交流共同提高。

一、根據社會發展和國家需要選擇研發方向，結合自己的特長和興趣及企業實際需求確定項目，才能做到方向對頭，項目才能落實，達到自己的目的。

1、節能環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個國家及機構共同制定了2020年節能指標，保護人類生存環境。我國政府在制定國家計劃時都明確提出節能指標，并進行考核。我國能源消耗普遍高于發達國家，建筑能耗，交通能耗，電力能耗（線損），等大都是發達國家的兩倍以上。以電力能耗線損為例，發達國家都為發電量的3%，而我國目前仍然為6%以上。目前我國的發電量為6萬億KWH，是世界用電大國，若能趕上發達國家線損水平，則會節電可達2000億KWH以上，折合節約節準煤6000萬噸。所以我選擇了電力節能作研究方向，這是國家、社會和企業的共同需求，會得到國家社會的共同支持。

2、選擇了研發方向，還要根據企業在節能方面存在的問題，和自己的專業技術水平選擇合理的研發項目。研發項目必須符合國家和企業需要，節能效果明顯才能成功。根據自己的工作經歷，大學畢業后先后在電解鋁廠和電業局從事技術管理工作，對我國電力變壓器，尤其是有載調壓技術接觸較早，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合開發的35KV有載調壓整流設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備的鑒制工作。我國的第一批埋入式有載分接開關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年從蘭州調回許昌電業局在電業局生產科、變電工區等單位從事技術管理，先后解決了許昌局圍繞變壓器出現的設備事故、變壓器有載分接開關受潮、220KV電力變壓器現場干燥、變壓器嚴重漏油等問題，集攢了豐富的實踐經驗，為以后的節能技術研究奠定了基礎。

鐵路南京廣電氣化改造中變壓站出現的技術問題和國網公司創一流供電企業活動幫我確定了電力節能的研究方向。

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電容器補償裝置經常出現問題不能正常運行，多次出現諧振，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，出現放電現象。薛坡變電站一直處于低功率因數運行，電能損耗大。針對這一情況，1991年，我和局其他工程技術人員一起到西安交通大學求教，經西安交大教授指點，采取加大濾波電抗器電抗的辦法，解決了技術問題，提高了220KV主變器，運行功率因數，使其能運行在經濟運行狀態。

1999年國家國網公司開展創一流供電企業活動，許昌供電公司是河南省局第一家一流企業。在一流企業驗收時我負責的生產技術科，具體負責驗收技術資料的準備工作。對照一流供電企業指標發現，幾乎所有的變電站運行功率因數都達不到一流企業的要求，沒有動態無功補償設備，根本無法實現保證變壓站功率因數達到0.9---0.95的要求,線損水平一直偏高。

根據許昌供電局生產實際出現的問題，我決定開展動態無功補償裝置的研發。查閱大量文獻資料，發現當時國內出現的SVC動態補償裝置存在很多缺陷無法在電力系統推廣。1991年前后，河南省供電公司和清華大學合作在洛陽供電局朝陽變電站研發了我國第一套自主研發的SVC動態無功補償裝置，投資高達1500多萬元，基本沒有正常運行。于是根據自己的經歷和經驗，決定開發調壓型動態無功補償裝置。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系，通過控制電容器端電壓的方法，實現動態無功補償。其關鍵技術是如何實現電容器端電壓的自動控制。

3、電力節能技術調壓型動態無功補裝置的研究。2002年結合許昌局禹縣變電站實際需要和技術參數，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壓型動態無功補償裝置。

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，我們研究開發了一臺600KVA的調壓型動態無功補償設備，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，達到了節能降損的目的。

為了在110KV變電站推廣使用調壓型動態無功補償裝置，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，為在全國推廣調壓型動態無功補償設備樹立了典型。

4、用試驗數據說話，證明調壓型動態無功補償設備的節能效果，對整套裝置及裝置的主要元件，有載自耦調壓器，先后請河南省科院（原科試所）多次到現場測試，對電容器運行中過電壓倍數，合閘涌流等進行測試，測試結果為調節過程中過電壓倍數最大為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優于普通電容器，保證使用安全，延長其使用壽命。裝置中的自耦調壓器先后兩次在國家變壓器質量監督檢驗中心按照國家變壓器相關標準進行型式試驗，各項技術指標符合標準規定，關鍵指標運行溫升及損耗優于國內標準。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，串聯繞組溫升為44度。空載電流為額定電流的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。說明有載自耦調壓器自身損耗非常小，節能效果優于其它動態無功補償裝置。只有用權威部門的檢驗結果才能證明調壓型無功動態襝裝置的優良性能及節能效果。

5、及時進行項目科技鑒定，為推廣節能技術及設備提供可靠依據。線路型調壓型動態無功襝裝置于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型變壓器站用調壓型動態無功補償裝置于2014年11月由中國電力聯合會在北京進行項目鑒定，鑒定意見為：該裝置改變了傳統的投切電容器調節無功的方法，思路新穎，設計合理，屬國內首創，達到國內先進水平，同意通過技術鑒定可小批量生產。

6、利用專業技術雜志和參加行業組織的會議，宣傳調壓型動無功補償裝置的原理、結構，優質的技術性能進行宣傳，做好推廣節能裝置的理論宣傳。調壓型動態無功襝裝置研制成功后我們先后在電容器及無功補償、電網技術、電能質量雜志上發表了多篇技術論文，介紹該節能設備的性能。08至10年先后參加了安徽省電業局無功工作會、中電聯在海南島召開的節電設備研討會，電工學會無功補償分會在黃巖召開的2009年年會。尤其在2009年無功專業年會上宣讀了“調壓型實時無功自補償裝置”的技術論文，受到與會專家的好評，論文被評為2009年優秀論文獎，為調壓型動態無功補償裝置專利轉讓及推廣創造了條件。2016年到2013年又連續三年參加北京科博會，2010年“調壓型動態補償技術”又被評為節能 示范項目，并在人民大會堂頒布發證書。

7、做好典型示范項目的技術指導工作，推廣節能設備的應用。從2005年開始以調壓型動態無功補償技術與設備的發明人的身份，先后到過河南駐馬店南方鋼鐵公司、勝利油田供電公司、國網北京供電公司、國網陜西供電公司、國網烏海供電公司、山東濟寧二礦煤礦石熱電廠、吉林省電力設計院、國能北京電力設計院，進行技術交流、講課、制定技術方案等推廣調壓型動態無功補償的應用。推動該節能技術在我國石油、電力、煤碳等系統的使用。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推廣，發現該企業無功補償設備因技術原因不能投入運行，功率數只有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。經和該公司供電技術人員分析情況，制定技術方案，在鋼廠總降變電所利用調壓動態無功補償技術改造了一套固定電容器組，又根據就地補償原則在負荷中心安裝了兩套DWZB-1600/10.5調壓型動補償裝置，投資150萬元左右，調壓器動態無功補償裝置投入運行后，功率因數由0.8提高到0.9以上，力調電費每月罰款25--30萬元到每月獎勵8000元，一年為該公司節約電費近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，取得了明顯的經濟效益，為公司節約了電費開支，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壓型動態無功補償裝置。

2005年濟寧二礦矸石電廠建成后，由于設計不合理，不能正常發電，原因是6KV聯絡線配置感性無功過大，出現發電機出口電壓高，但仍帶不上負荷的情況。2005年我和該廠技術人員陳彬、李萬利等分析發電系統存在的問題，將串聯限流電抗器退出并在6000伏母線安裝一套DWZT--4000/6.3調壓型動態無功補償裝置，改造后使電廠發電機出口電壓正常能帶滿負荷，提高了發電機出力，降低了線損。改造成功后電廠技術人員在煤炭加工與綜合利用雜志上發表了“電壓型無功補償裝置在濟寧二礦煤礦石熱電廠的應用”的技術論文。

類似典型示范項目的推廣項目還有許多，國網烏海供電公司地區變電站，勝利油田變電站，無功改造項目都非常成功。勝利油田設計院已將調壓型動態無功襝方案列入典型設計在油田推廣使用。

8、通過技術合作和專利轉讓方式，開展和無功補償設備制造企業的合作，讓他們掌握生產調試該技術，讓他們在技術合作中取得經濟利益，大面積推廣該節能技術。

從2004年實用新型專利授權后我已先后通過技術合作，專利轉讓等方式將專利技術轉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能技術，北京思能達科技有限公司2005年利用該專利技術在北京投資100萬注冊公司，到2008年已發展為年銷售量達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，通過調壓型動態無功補償技術，取得了豐厚的利潤，并提高了他們在無功補償行業和知名度。同時通過專利轉讓發明人也可以有一定的經濟收入，為完善該節能技術，并開發新的節能技術，提供資金幫助。

二、舉一返三，完善節能技術，條件成熟時，開展新節能節電技術的研究。

一項發明創造也好，一項專利技術也好，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現，可以產生新的技術。完善過程中一是對技術推廣中發現的問題進行解決。二是能否將該技術用于其它行業及領域。調壓型動態無功補償技術研制成功后，我們對該技術（主要是有載調壓技術）在其它領域的應用進行了開發。開發了低壓配電系統無功補償裝置，調壓型路燈節能電源，變壓器集中動態無功補償裝置等，并申請了多項專利。較成熟的是變壓器集中動態無功補償裝置（自補償變壓器）的開發。

這里重點介紹一下自補償節能配電變壓器項目的情況。針對電力系統損耗主要發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，是三峽電站年發電量的1.7倍。從2012年開始自補償變壓器的研究，技術方案確定后2012年5月向國家知識產權局申請了發明專利，專利名稱“變壓器集中補償裝置”。一方面制造樣機，另一方面準備技術資料，接受發明專利的實質性審查，爭取專利授權。從2013年起國家知識產權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都是年輕博士、碩士，理論知識多而經歷少實際經驗不足，看不到專利的新穎性及對節能工作的作用，因此未能及時授權。2016年底我又編寫了全面的復審材料，要求復審委員會復審，2017年初復審委員會復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月授予發明專利權，并頒發了證書。申請專利是保護知識產權及保護發明人正當權益的主要手段，也是技術推廣的有利條件。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試驗室根據國家配電變壓器標準進行了型式試驗，各項技術指標符合國家標準。利用中國電科院400V可調功率因數負荷進行了樣機的節能試驗，樣機在60%負荷功率因數0.8的狀態下投入自補償裝置10KV倒電流由13.36A降到11.07A，變壓器發熱損耗降低30%，節能效果十分明顯，樣機損耗可達到國家一級能耗標準。樣機分別在國網許昌供電公司和國網南陽供電公司掛網試運行。運行數據表明樣機可把變壓器運行功率因數由0.83提高到0.91，節能效果明顯，且運行可靠。目前正編寫項目鑒定材料，進行鑒定，并上報國家發改委和工信部，爭取列入國家節能推廣目錄進行推廣。上報國家節能中心，爭取通過節能認證，并在全國推廣。

三、未來繼續做好節能技術開發與節能產品的推廣。幾年來，我在節電技術開發了作了一些工作，取得了一點成績，但節能技術推廣確沒能做好。今年我七十四歲，能夠繼續健康工作的時間已經不多。按照活到老學到老干到老的原則，只要身體條件許可將繼續參與用電、供電企業的節能技術研究及推廣工作。

 作為自補償節能配電變壓器的發明人這兩年將通過各種渠道做好自補償節能配電變壓器的推廣工作。首先是爭取國家節能中心的支持與幫助，通過節能中心讓用戶、制造廠家了解自補償節能配電變壓器節能原理、構造及節能效果，創造條件能在2018年召開自補償節能配電變壓器技術推介會。其次通過技術合作，專利轉讓等方式，和配電變壓器制造商合作，推廣自補償節能配電變壓器，實現國家發改委、工信部、技術監督局制定的配電變器能效提升計劃中配電變壓器節能示范基地的建設。做好自補償節能配電變壓器在國網公司、南方電網公司的普及應用工作，爭取2018年能批量試用并列入招標目錄。

有載自耦調壓節能技術，已經在供電系統推廣使用，并取得明顯的節能效果，同時它也可以應用于用電系統，尤其城市照明及交流電機節能。我準備尋找合作伙伴進行調壓節能交流電機的技術研究，爭取2018年寫出技術方案，并申請國家專利，2019年高壓交流電機調壓節能裝置樣機投入試運行，2020年上半年進行項目鑒定，在開發過程爭取國家政策和資金的支持。

電力系統節能空間十分巨大，做好電力節能技術的研究推廣工作可以節約能源，為保護人類生存環境作出貢獻。愿通過本人節能故事的介紹，加強同行交流經驗，共同做好電力節能技術的研究開發、推廣工作，共同為電力節能作出更大的貢獻！