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国家重点节能低碳技术推广目录(2016年本 电力低碳部分)

作者:中国储能网新闻中心  来源:北极星  发布时间:2017-1-11 11:13:11

国储能网讯:为贯彻落实“十三五”规划《纲要》有关要求,加快低碳技术的推广应用,促进2020年我国控制温室气体行动目标的实现,国家发改委组织编制了《国家重点节能低碳技术推广目录(2016年本 低碳部分)》,现向社会公开征求意见。

此次公开征求意见时间为2017年1月9日至13日。

本网特整理有关电力、输配电相关项目内容如下:

微电网储能应用技术

适用范围:电力行业各类型微电网工程以及分布式风储、光储工程

主要技术内容:根据微电网项目特点和实际需求确定储能系统在微电网中的功能 定位,通过储能定容方法确定储能系统规模容量,根据方案技术研究确定最优化的系统拓扑结构、关键设备选型和运行控制方案,并提供储能系统安装和运维优化建议。该技术可合理配置应用储能系统,减少设备投资,提高设备使用寿命和运行效率,有效提高微电网对可再生和清洁能源接入容量。

适用的技术条件:偏远海岛微电网

建设规模:10MW级风光柴储海岛微电网,储能系统为500kW×6h;

投资额储能系统约为350万元;

碳减排量(tCO2/a)793;目前推广比例(%)<1;

预计未来5年预期推广比例5 (%),总投入5(亿元),可形成的年碳减排能力20(万tCO2)。

一、技术名称:变压器用植物绝缘油生产技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:电力行业变压器绝缘油

四、该技术应用现状及产业化情况

变压器油目前以矿物绝缘油为主,作为变压器的绝缘和导热介质,起到绝缘保护、散热冷却和灭弧的作用。2013年,我国变压器油需求量约41万t。随着“十三五”期间电网规模进一步扩大,对配电网投资力度将进一步增强,预计到2020年,我国变压器油需求量将达到60万t。

植物绝缘油是一种新型环保高燃点液体绝缘介质,应用范围与矿物绝缘油类似,已在北美与欧洲得到广泛应用,全球应用的植物绝缘油变压器已超过75万台。在我国,2015年8月工信部、质检总局、发改委联合印发《配电变压器能效提升计划(2015-2017年)》,明确将植物绝缘油变压器列为推广的配电变压器新技术产品。同时,2015年初,中共中央、国务院下发《关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见》,明确指出“要继续实施农村电网改造升级工程”。目前,植物油变压器已在陕西省投运100余台,河南省于2015年招标60台,但其总用量尚不足变压器总量的1%,因此具有较大的发展潜力。

五、技术内容

1. 技术原理

该技术以天然植物油为主要原材料,通过脱蜡、脱色、脱臭、碱炼、水洗、复配、干燥等工艺对其进行精炼,以使其达到满足变压器要求的性能。用天然植物油替代矿物绝缘油,可避免矿物绝缘油寿命结束后,其处理过程及处理产物产生的大量CO2排放。同时,在生产过程中,植物绝缘油要求的温度和压力较矿物油更低,耗能相对较少,进一步减少了CO2排放。

2. 关键技术

(1)脱色技术

通过复合吸附剂对植物油中的杂质离子、杂质胶体、固体颗粒、色素等进行吸附,以提高植物绝缘油介质的损耗因数,降低其色度。

(2)碱炼技术

植物油中存在一定游离状态的脂肪酸,脂肪酸分子较不稳定,容易离解,影响植物油的电气性能。因游离脂肪酸与碱的作用比甘油酯快得多,其皂化游离脂肪酸所碱液浓度也比皂化甘油酯小,该技术利用游离脂肪酸与甘油酯在皂化反应上的差异来碱炼油脂,从而达到去除游离脂肪酸的目的。

(3)复配技术

植物油的结构中含有不饱和双键,在应用过程中易与氧气作用发生酸化、聚合等反应,降低其介电性能,因此需加入一定量的抗氧化剂以增强其抗氧化能力。复配技术选取食用级抗氧化剂,对植物绝缘油进行特定配方、特定比例的添加,以最大程度增加其氧化安定性,使其在使用过程中保持击穿场强、介质损耗因数、酸值、粘度等性能稳定。

3. 工艺流程

植物绝缘油精炼原理见图1。

图1 植物绝缘油精炼原理图

微电网储能应用技术

一、技术名称:微电网储能应用技术

二、技术类别:零碳技术

三、所属领域及适用范围:电力行业各类型微电网工程以及分布式风储、光储工程

四、该技术应用现状及产业化情况

近年来,为充分利用可再生能源、解决分布式发电有效接入电网问题,我国积极开展了微电网的研究工作,并逐步推进建设微电网示范工程。储能系统是微电网的重要组成部分,在微电网中最优化地应用先进储能技术是提高微电网可再生清洁能源接入容量的重要手段,具有积极的节能减碳意义。目前我国先进储能技术研究以及储能技术在微电网中的应用研究尚处于起步阶段,但已经得到了广泛的关注和重视。近年来,先进储能技术已陆续在微电网示范工程中得到了一定的示范应用并取得良好的效果,具有广阔的应用前景和市场空间。

五、技术内容

1. 技术原理

该技术根据微电网项目特点和实际需求确定储能系统在微电网中的功能定位,通过基于先进理论算法的储能定容方法确定储能系统规模容量,根据方案技术研究确定最优化的系统拓扑结构、关键设备选型和运行控制方案,并提供储能系统安装和运维优化建议。该技术使得储能系统在项目中得到合理配置应用,减少设备投资,提高设备使用寿命和运行效率,有效提高微电网对可再生和清洁能源接入容量。

2. 关键技术

(1)多种运行模式下的微电网储能系统集成设计技术

通过具有多项自主知识产权的集成设计技术提供不同类型和运行模式下的微电网储能系统工程设计方案,包括确定储能系统功能定位、规模容量、系统架构、设备选型、运行方式、控制保护方案以及提供安装和运维优化建议。

(2)基于全生命周期模型和改进粒子群优化算法的储能系统定容技术

综合考虑项目规划期内资源随机性以及风、光、储的互补特性,以全生命周期成本最低为目标函数,以电源出力平衡、系统可靠性等为约束条件建立模型,优化选取电源和储能系统配置容量,降低微电网在全生命周期投资费用。

(3)基于风电和光伏功率预测的储能系统定容技术

采用快速启动发电设备与储能设备构成联合备用供电结构,基于微电网厂址内风、光资源历史数据和风光功率预测技术,预判全生命周期中快速启动发电设备的最长启动时间内风电和光伏的最大功率波动,以此计算储能设备最小容量,优化储能系统配置。

(4)基于微电网功率平滑控制的混合储能系统技术

储能单元由超导磁体/超级电容和铅酸电池构成,实现超导磁体/超级电容实时提供功率补偿微电网功率波动,铅酸电池作为其能量储存单元。该技术既能提供大功率输出,又可提高储能容量,且能允许储能系统频繁充放电,实现微电网功率平滑控制。

(5)微电网集约式光储热冷系统集成技术

将分布式光伏、储能、供热和供冷设备集成为一体,统一完成电能的收集、储存和应用输出,形成集约化产品。该集成技术可减少设备占地面积,简化设计生产流程和设备接口,降低维护费用,同时也便于模块化管理和扩展,十分适合应用于海岛微电网项目。

3. 工艺流程

微电网储能技术实施流程见图1。

 

图1 微电网储能技术实施流程图

六、主要技术指标

1. 微电网风、光等可再生能源利用率提高5%~20%;

2. 储能系统效率提高5%~15%;

3. 循环寿命提高5%~20%。

七、技术鉴定情况

该技术获得国家发明专利1项目,实用新型专利3项,并于2015年通过广东省电机工程学会组织的科技成果鉴定。

八、典型用户及投资效益

典型用户:南方海上联合开发有限公司

典型案例1

案例名称:珠海万山海岛新能源微电网示范项目东澳岛工程

建设规模:10MW级风光柴储海岛微电网,具有并网和孤网两种运行模式,储能系统为500kW×6h。建设条件:海岛微电源和电网络建设,解决偏远海岛供电问题。主要建设内容:海岛风机、光伏系统、柴油发电厂、储能系统、35kV 降压站和10kV电网络等。主要设备:配置储能铅炭电池3600kWh;配置500kW双级式多分支储能变流器1台;采用基于IEC61850的全通信监控方案,配置电池智能管理系统;配置电池热管理系统。储能系统投资约为350万元,建设期为3个月。项目年减排量约739tCO2,碳减排成本为400~600元/tCO2。年产生经济效益约为98.6万元,项目投资回收期约4年。

典型案例2

案例名称:珠海万山海岛新能源微电网示范项目桂山岛工程

建设规模:10MW级风光柴储海岛微电网,具有并网和孤网两种运行模式,储能规模为2000kW×2h。建设条件:海岛微电源和电网络建设,解决偏远海岛供电问题。主要建设内容:海岛风机、光伏系统、柴油发电厂、储能系统、35kV 降压站和10kV电网络等。主要设备:配置储能铅炭电池3600kWh;配置500kW双级式单分支储能变流器4台;采用基于IEC61850的全通信监控方案,配置电池智能管理系统。储能系统投资约为550万元,建设期为3个月。项目年减排量约986tCO2,碳减排成本为400~600元/tCO2。年产生经济效益约131万元,投资回收期约4年。

九、推广前景和减排潜力

随着我国新能源发展战略的持续推进以及微电网技术的日趋成熟,微电网将在海岛、工业园区、办公园区以及偏远缺电地区得到更广泛的实施推广,微电网先进储能应用技术具有广阔的发展空间和应用前景。预计未来5年,国内微电网工程将建设超过300座,预期推广比例将达到5%,项目投资将达到5亿元,可形成的年碳减排能力约为20万tCO2。

变压器用植物绝缘油生产技术

适用范围:电力行业、变压器绝缘油

主要技术内容:用天然植物油替代矿物绝缘油,避免废矿物绝缘油处理过程及处理产物产生大量的CO2排放。同时,相对于矿物油生产过程,植物绝缘油生产要求的温度和压力较低,耗能相对较少,可进一步减少CO2排放。

适用的技术条件:配网变压器

建设规模:2台植物绝缘油变压器

投资额约为10万元;

碳减排量(tCO2/a)2.5;目前推广比例(%)<1;

预计未来5年预期推广比例50 (%),总投入375(亿元),可形成的年碳减排能力95(万tCO2)。

植物绝缘油生产流程示意图见图2。

图2 植物绝缘油生产流程示意图

六、主要技术指标

1. 击穿电压≥35kV;

2. 100℃下介质损耗因数≤0.04;

3. 倾点≤-10℃;

4. 燃点≥300℃;

5. 40℃下运动粘度≤50 mm2/s;

6. 酸值≤0.06mg KOH/g;

7. 水含量≤100 mg/kg;

8. 析气倾向≤0μL/min。

七、技术鉴定情况

该技术于2016年通过中电联全国输配电技术协作网组织的专家成果鉴定,并获得国家发明专利1项,实用新型专利1项。

八、典型用户及投资效益

典型用户:国家电网公司、南方电网公司、黄河上游水电开发有限责任公司、国电龙源电力集团股份有限公司等

典型案例 1

案例名称:陕西渭南供电局植物绝缘油配电变压器增容工程

建设规模:1台植物油变压器。建设条件:应用于国家电网配电网。主要建设内容:使用电压等级为10kV,容量为630kVA的植物绝缘油变压器对传统矿物油配变进行更换。主要设备为植物绝缘油变压器。项目总投资5万元,建设期为3个月。年碳减排量约1.3t CO2,碳减排成本约80~100元/tCO2。可产生的年经济效益约为8万元,投资回收期为8个月。

典型案例 2

案例名称:广东清远供电局植物绝缘油配电变压器改造工程。

建设规模:2台植物油变压器。建设条件:应用于南方电网配电网。主要建设内容:使用电压等级为10kV,容量为630kVA的两台植物绝缘油变压器对传统矿物油配变进行替代。项目总投资10万元,建设期为3个月。年碳减排量约2.5tCO2,碳减排成本约80~100元/tCO2。可产生的年经济效益约为16万元,投资回收期为8个月。

九、推广前景和减排潜力

随着我国配电网建设与农网改造的发展,预计未来5年,每年使用的绝缘油总量将达到60万t,按预期推广比例50%计算,变压器项目总投资将达到375亿元,其中植物绝缘油投资为75亿元,可形成的年碳减排能力约为95万tCO2。

大弹性位移非接触同步永磁传动技术

适用范围:机械行业、可用于电力、化工、钢铁、煤炭等行业

主要技术内容:在设备主动轴和从动轴各安装一组永磁体,使得两组永磁体之间的磁力相互耦合,传递扭矩。该传动方式即可提高传动效率,又避免采用液力耦合使用液压油,进而减少化石能源的消耗,具有显著的节材、降耗效益。

适用的技术条件:具体应用于皮带机

建设规模:2×640MW机组输煤系统液偶改造

投资额约为40万元;

碳减排量(tCO2/a)129;目前推广比例(%)<1;

预计未来5年预期推广比例10 (%),总投入20(亿元),可形成的年碳减排能力65(万tCO2)。

大弹性位移非接触同步永磁传动技术

一、技术名称:大弹性位移非接触同步永磁传动技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:机械行业 用于电力、化工、钢铁、煤炭等行业

四、该技术应用现状及产业化情况

联轴器是我国工业领域电机与设备连接的重要部件,联轴器能否高效能工作对电机输出功率具有较大的影响。在动力传动过程中,冲击载荷是造成机械损坏的主要原因之一,相当于机械谐波。柔性传动是消除机械谐波最常用的手段,联轴器柔性决定着整个传动链的柔性,机械类联轴器柔性来源于弹性体变形(弹性位移),通常这种变形很少大于1.5~2度。目前,我国柔性传动中使用较多的有限矩型液力偶合器和涡流永磁耦合器,它们均为异步联轴器,传动效率无法达到100%。

以大弹性位移非接触同步永磁传动技术为核心的同步永磁联轴器作为一种新型柔性传动联轴器,与传统柔性传动联轴器相比, 不仅具有较高的传递效能,而且不需要消耗液压油,在其25年寿命期内本体无需更换任何部件,在节材、降耗方面有着突出的优势。目前,该技术已在四川、江苏、宁夏、吉林等省多家钢铁、发电企业应用,效果良好,未来具有较大的市场推广潜力。

五、技术内容

1. 技术原理

主动轴(驱动轴)和从动轴(负载轴)各安装一组永磁体,使得两组永磁体之间的磁力相互耦合,进而实现扭矩的传递。同步永磁联轴器内外转子均是(对称分布)永磁转子,气隙(间隙)在装配前已预留。在装配时内外转子分别与负载轴和主动轴联接好后,沿轴向向外移入锥套,这样即可保证内外转子靠永磁场隔空传动动力,又没有剩余磁场,使得传动效率几乎达到100%。同步永磁联轴器不仅具有较高的传递效能、免维护等特征,而且不需要使用液压油,节材、降耗效益显著。

2. 关键技术

(1)轴间永磁耦合机构设计技术。对主、从动转子磁钢的磁路结构进行了优化设计,使同步永磁联传动理论转化成为方便可靠的产品;

(2)永磁耦合联轴器自对中保护技术。永磁耦合联轴器自对中保护技术使得主、从动转子组装成为一体,保障了现场安装、定位的方便可靠。

3. 工艺流程

同步永磁弹性联轴器设备结构图见图1,产品示意图见图2。

图1 同步永磁联轴器设备结构图

图2同步永磁联轴器产品示意图

六、主要技术指标

1. 安装气隙(间隙):3~6mm;

2. 允许安装对中误差:径向1.5~2.5mm,轴向2~5mm,角向1.2~2.3°;

3. 传动效率:100%,振动减少量:>85%;

4. 理论计算扭矩与实测值控制误差:±5%;

5. 弹性位移幅度:10~15度。

七、技术鉴定情况

该技术已获得国家发明专利2项,实用新型12项;同时,该技术还申请了PCT专利,目前已进入美国、欧盟、日本、澳大利亚、巴西、南非、俄罗斯和印度等8个国家的国内申请阶段。

八、典型用户及投资效益

典型用户:吉林建龙钢铁,国电谏壁发电有限公司,攀钢钒提钒炼钢厂,黄冈大别山发电有限责任公司,沙钢集团等。

典型案例1

案例名称:大别山电厂输煤皮带永磁耦合联轴器采购项目

建设规模:2×640MW机组输煤系统液偶改造。建设条件:具有弹性传统连接需求的大型用电设备。主要建设内容:拆除改造设备上的液力偶合器及其他不需要的附件设备,安装新的耦合器及护罩等附件。主要设备为永磁耦合联轴器。项目总投资40万元,建设期1个月。项目年碳减排量约129tCO2,碳减排成本约120~140元/tCO2。年经济效益13万元,投资回收期约2.6年。

典型案例2

案例名称:攀钢提钒炼钢厂160t钢水车行走传动装置高速端联轴器改造项目

建设规模:2套高速端联轴器改造。建设条件:具有弹性传统连接需求的大型用电设备。主要建设内容:将输入联轴器CL4齿轮联轴器替换为永磁耦合联轴器。主要设备为永磁耦合联轴器。项目总投资1.8万元,建设期为1个月。年碳减排量约为0.73tCO2,产生经济效益2.94万元,投资回收期约7个月。碳减排成本为800~1000元/tCO2。

九、推广前景和减排潜力

采用大弹性位移非接触同步永磁传动技术产品替代传统液力偶合器产品节能减排效益显著,具有较大的推广潜力。预计未来5年,该技术推广比例将达到10%,项目总投资将达到20亿元,可形成的年碳减排能力65万tCO2。

低电压隔离式分组接地技术

适用范围:通信与建筑行业、电力、通信、自动化、水利、石油等领域用电设备和网络的接地与保护

主要技术内容:采用隔离式接地设备替代传统的接地网建设,将接地电阻放宽,不需使用钢材,不占地,不使用降阻剂,有效减小施工用电量,从而实现二氧化碳减排。

适用的技术条件:低电压(400V以下)用电设备

建设规模:3120个基站

投资额约为4368万元;

碳减排量(tCO2/a)2577;目前推广比例(%)10;

预计未来5年预期推广比例30(%),总投入82(亿元),可形成的年碳减排能力48(万tCO2)。

低电压隔离式分组接地技术

一、技术名称:低电压隔离式分组接地技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:通信与建筑行业,适用于电力、通信、自动化、水利、石油等领域用电设备和网络的接地与保护

四、该技术应用现状及产业化情况

所有的建筑物的机电设备和金属设施都必须接地。传统接地技术需要采用大量金属材料在地下建设一个大面积的接地网,,同时需要使用重金属超标的降阻剂,不仅占地面积大,还会对土地造成严重污染、。据统计,我国每年接地网建设约需消耗300万t钢材和500万t降阻剂,占地30万亩,污染土地60万亩。低电压隔离式分组接地技术采用电子设备替代接地网建设,不需要使用钢材和降阻剂,不占用土地,显著减少了环境污染。目前该技术已在建筑、电力、水利等行业大量应用,其中在19个省市、94个地级市的通信领域应用站点超过25000个,也有大量应用。

五、技术内容

1. 技术原理

该技术采用电子设备替代传统的接地技术。与传统接地技术相比,该技术不需要消耗大量钢材,不占地,且不使用降阻剂,可显著减少对土壤的污染及施工用电,从而实现二氧化碳减排。隔离式分组接地设备原理图如图1。

图1 隔离式分组接地设备原理图

当发生雷电时,“高频抑制器”呈高阻抗,抑制和阻断雷电流通过“工作接地、保护接地”进入被保护系统,雷电流只能通过“防雷接地”或者“避雷针、避雷带”进入大地,而不同于传统接地技术依靠小的接地电阻来实现通过防雷接地旁路雷电流,从而实现减少接地网建设。

2. 关键技术

(1)接地技术

通过接地模型和接地电子设备的配合使用,实现更好的保护效果,为人和设备提供更好的工作环境;通过功能分组方式,将防雷、保护、工作精确分组并隔离,防止雷电流通过接地线进入保护和工作系统。

(2)选频滤波技术

对雷电的频率进行分类滤波隔离。

选频:确定雷电流的功率频谱范围,并和电力、通信等的频谱进行区分;同时根据地域雷电的特殊性进行频谱调整;

滤波:采用电子设备(滤波器)实现该雷电流频谱的串联阻抗大于要求值,以达到隔离的功能,阻断雷电流在电源或者信号线传播,且强制其通过并联支路进入大地。

(3)绝缘技术

提高电子设备的绝缘水平,更好的隔离雷电等干扰源,采用不同的制作工艺提高耐压值,如在通信系统的接地耐压值为大于25KV。

3. 工艺流程

通信基站或信息化机房的接地保护示意图见图2。

图2 通信基站或信息化机房的接地保护示意图

在电源线、接地线安装隔离设备(隔离式接地和防护设备),利用机房建筑物基础钢结构作为接地网,不必建设专用接地网。

六、主要技术指标

1.雷电的频率

90%功率范围频率:100kHz;

峰值频率:10kHz。

2.被保护系统频段

电力系统:50/60Hz;

通信系统:450MHz~2500MHz;

其他信息系统:2.5GHz~5.0GHz。

3.用电设备电压等级

交流电力系统:400/230V(AC)、10kV(AC)、35kV(AC);

直流电力系统:50V(DC)、220V(DC)、500V(DC)。

4.被保护设备的用电容量

50W~500kW,或0.2A~630A(AC/DC )。

5.隔离的绝缘等级

小于400/230V系统:25kV;

500V(DC)系统:40kV;

10kV系统:100kV;

35kV系统:500kV。

七、技术鉴定情况

该技术已获得国家授权专利20余项,其中发明专利4项,其核心专利获得第17届中国国家发明优秀奖,并于2009年通过工信部科技委组织的专家评审,并获得中国电子学会电子信息科学奖。该技术相关内容已纳入工信部行业标准《YD/T3007-2015 小型无线系统的防雷与接地技术要求》和住建部国标设计图集《GJBT-1352 (15D501)《建筑物防雷设施安装(设计手册)》。

八、典型用户及投资效益

典型用户:南方电网公司贵州省公司、新疆额尔齐斯河流域建设管理局、中国移动集团公司福建省公司、中国联通集团公司湖北省公司、中国电信集团公司湖南省公司等

典型案例1

案例名称:中国移动湖南省公司通信基站建设工程

建设规模: 在湖南省移动公司14个地市的3G、4G网络3120个基站建设中应用。建设条件:土壤电阻率高于1000Ω•m;基站用电功率不大于30kW;基站内部有设备安装位置(设备尺寸450mm× 300mm×110mm)。 主要建设内容:在基站机房内部电源配电箱前端串联安装阻断型交流保护箱,在总接地排处安装通信局站接地分配箱,再将基站内部所有接地线接至该箱体内部的相应的接地排上。主要设备为阻断型交流保护箱和通信局站接地分配箱。项目总投资4368万元,建设期为12个月。年碳减排量约2577t CO2,总经济效益1.2亿元,投资回收期约5个月,碳减排成本约-800~-600元/tCO2。

典型案例2

案例名称:中国联通集团青海省玉树州公司综合大楼

建设规模:总建筑面积为6000m2的集通信设施、办公、营业为一体的通信综合大楼。建设条件:土壤电阻率高于3000Ω•m;采用钢材和降阻剂等方式不能达到小于1欧姆接地电阻;综合大楼用电功率不大于300kW。主要建设内容:在通信大楼的总配电室安装“防雷接地综合保护柜”。主要设备为防雷接地综合保护柜。项目总投资12万元,建设期1个月。年碳减排量约14tCO2,总经济效益600万元,投资回收期约1个月,碳减排成本为-1400~-1000元/tCO2。

九、推广前景和减排潜力

预计未来5年,该技术在通信、建筑、电力等行业的推广比例可达30%,总投资约82亿元,可形成的年碳减排潜力达48万tCO2。

紧凑小型常压空气绝缘密封开关柜替代SF6环网柜/开关柜技术

适用范围:电力行业、输配电系统电力开关

主要技术内容:采用均匀电场、真空灭弧和常压密封箱体空气绝缘等技术,使绝缘成套设备具有与SF6环网柜相同性能的同时,完全替代传统SF6开关柜/环网柜;同时,通过常压密封技术使产品具有可靠性高、免维护、紧凑小型化等特性。因实现了SF6零排放,且无环氧树脂等废弃物产生,碳减排潜力较大。

适用的技术条件:12kV配网开关站配电房工程

建设规模:32台12kV紧凑小型常压空气绝缘密封开关柜

投资额约为291万元;

碳减排量(tCO2/a)102;目前推广比例(%)<2;

预计未来5年预期推广比例35(%),总投入340(亿元),可形成的年碳减排能力110(万tCO2)。

紧凑小型常压空气绝缘密封开关柜替代SF6环网柜\开关柜技术

一、技术名称:紧凑小型常压空气绝缘密封开关柜替代SF6环网柜\开关柜技术

二、技术类别:减碳技术

三、所属领域及适用范围:电力行业 输配电系统电力开关

四、该技术应用现状及产业化情况

全球生产的SF6主要用于电力行业,其中80%用于开关设备。我国电力开关设备年使用SF6气体6万t左右, 2015年12kV中压环网柜\开关柜需要量达30万台以上,其中绝大部分为SF6环网柜\开关柜。

紧凑小型常压空气绝缘密封开关柜具有小型化、免维护、节省设备用地、适用性广等特点,通过综合采用均匀电场、真空灭弧和常压密封箱体空气绝缘等技术,使空气绝缘成套设备具有与SF6环网柜相同的性能,可完全替代SF6环网柜/开关柜。目前,该技术已在电力、交通运输、公共建筑、石油化工、通讯等行业的多个项目进行应用,项目涉及机场、轨道交通、国防工程建设等领域;同时,产品已出口到欧洲,在瑞典、挪威等国应用,碳减排效果显著。

五、技术内容

1. 技术原理

采用均匀电场、真空灭弧和常压密封箱体空气绝缘等技术,实现空气绝缘成套设备具有与SF6环网柜相同的性能,完全替代传统SF6开关柜/环网柜;同时,通过常压密封技术使产品具有可靠性高、免维护、紧凑小型化(与SF6充气式气体绝缘设备尺寸相同)等特性。该技术完全替代了传统SF6 环网柜,实现SF6零排放,也不产生环氧树脂等固体废弃物,碳减排潜力较大,经济和环境效益良好。

2. 关键技术

(1)均匀电场一体化开关架构技术

以空气作为带电体对地及相间的主绝缘介质,采用纵向单相隔离布置、大空气绝缘间距、大爬距设计的多倍安全裕度绝缘和真空断路器模块与隔离开关模块等技术,实现五工位一体均匀电场架构。

(2)带均压过滤器常压空气密封箱体制造技术

箱体具有空气密封箱体类干燥的工况,有效隔离运行环境的粉尘、污秽、潮湿,杜绝污秽闪络事故;并通过带均压过滤器实现密封箱体的内外均压,从根本上解决了充气类的环网柜\开关柜容易发生泄漏的问题。

(3)分离式、简洁的弹簧操作机构的设计技术

通过分离式、简洁的弹簧操作机构,降低零部件数量(仅为传统产品十分之一),可实现开关模块拆分、升级和更换等,解决了断路器高机械性故障问题。

3. 工艺流程

常压空气绝缘密封开关柜结构见图1,空气绝缘常压密封箱体结构图见图2。

 

六、主要技术指标

1. 常压空气绝缘密封环网开关柜额定电压为12 kV,额定电流≤630A时,开断电流≤20~25kA;常压空气绝缘密封通用开关柜额定电压12 kV,额定电流≥630A时,开断电流≥20~25kA;

2.SF6排放为零;

3. 固体绝缘材料废弃物 ≤10%;

4. 设备材料可回率≥90%。

七、技术鉴定情况

该技术已获得国家发明专利9项,实用新型专利45项;于2010年7月通过欧洲WARSAW试验站的全部型式试验;于2011年3月通过西安高压电器研究院国家高压电器质量监督检验中心的全部型式试验,同年通过广东省经济和信息委员会组织的新产品技术鉴定; 2016年通过中国电力企业联合会组织的成果鉴定。

八、典型用户及投资效益

典型用户:国家电网公司、中国南方电网、海南三亚凤凰机场、南海舰队等。

典型案例1

案例名称:广东电网某供电局生产调度大楼配电改造工程

建设规模:5台套开关柜成套设备。建设条件:原配电房进行提高供电可靠性的改造,原产品两回路场地增容至五回路。主要建设内容:原独立两路进出线维护型设备改造为两路进线备自投、两路出线的工程; 紧凑小型化、免维护设备替代SF6开关设备的应用。主要设备为4台630/25和 1台双层电压互感器柜的12kV紧凑型空气绝缘常压密封箱式开关柜。项目总投资65万元,建设期为3个月,年减排量约16tCO2,碳减排成本为-120~-80元/tCO2。产生的年经济效益约35万元,投资回收期约2年。

典型案例2

案例名称:广东兴宁某商贸物流城用电工程

建设规模:32台套开关柜成套设备。建设条件:新建大型商业物流城的用电工程1#、2#开闭所。主要建设内容:原设计的两个独立建设配电开闭所,通过采用免维护紧凑型产品代替SF6开关设备,配电房并合为一间两层,主要设备为32台630/25 12kV紧凑型空气绝缘常压密封箱式开关柜。项目总投资291万元,建设期为6个月。年减排量约102 tCO2,碳减排成本为-120~-80元/tCO2。产生的年经济效益约200万元,投资回收期约1.5年。

九、推广前景和减排潜力

预计未来5年,该技术的推广比例可达12kV中压环网柜/开关柜需求量的35%,约35万台,项目总投资约340亿元,可形成的年碳减排潜力约110万tCO2。

关键字:低碳节能技术 微电网储能

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