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非晶合金干变在轨道交通领域的实际运用

2022-07-29 返回列表

轨道交通电能耗现状

2021年,全国城轨交通总电能耗213.1亿千瓦时,同比增长23.6%。其中,牵引能耗106.2亿千瓦时,同比增长26.4%。牵引能耗占总电能耗的49.8%。随着新投运线路的不断增加,总体能耗指标不断增长,未来总电能耗和牵引能耗将不断刷新历史最高值。促进城市轨道交通行业绿色低碳高质量发展,重点需降低轨道交通系统运行能耗。

*注:以上数据来自中国城市轨道交通协会公布的《城市轨道交通2021年度统计和分析报告》。

地铁列车运行时需使用较大功率的电能作为动力启动车辆牵引,完成顺利地行驶。而在夜晚和凌晨时间段内地铁系统供电设备呈现低谷负荷,因此在地铁供电系统中供电设备长期处于超负荷和低负荷循环的状态。目前国内地铁普遍采用SCB10系列干变给车站内机电设备供电,其空载损耗约占其最大供电负荷的0.4%(*注:数据来自余龙、李汉卿《地铁系统应用非晶合金干式变压器可行性分析》)。按2021年全国城轨交通总电能耗213.1亿千瓦时来算,相当于一年消耗约8524万度电。按主流电动汽车每100公里需要消耗16度电换算,可以供一辆电动汽车行走约5.3亿公里。变压器是供电系统重要设备,提高变压器能效对地铁节能降碳具有重要意义。

海鸿电气、广州地铁集团、广州地铁设计院在发展中贯彻节能降碳工作要求,联合研发地铁领域使用的超节能变压器——敞开式非晶合金立体卷铁心干式变压器、敞开式非晶合金立体卷铁心牵引整流干式变压器。

非晶合金立体卷铁心干式变压器

非晶合金立体卷铁心干式变压器作为一种高效节能产品,对比传统硅钢变压器空载损耗下降60%以上、空载电流下降20%以上。创新性地为地铁供电系统提供了超节能变压器设备。

SGBH17-RL-1250/33敞开式非晶合金立体卷铁心干式变压器

海鸿电气2019年成功研制SGBH17-RL-1250/33敞开式非晶合金立体卷铁心干式变压器。该产品通过国家智能电网输配电设备质量监督检验中心的各项例行、型式及特殊试验,铁心各项性能指标均满足轨道交通安全、节能、环保等要求。其节能性能相对于GB/T 35553-2017 城市轨道交通机电设备节能要求,对比情况如下:

产品空载损耗平均下降约66%,负载损耗平均下降约8%,空载电流低至0.12%,节能效果非常显著。      

ZQSGBH-RL-3300/33敞开式非晶合金立体卷铁心牵引整流干式变压器

2020年成功研制ZQSGBH-RL-3300/33敞开式非晶合金立体卷铁心牵引整流干式变压器。其节能性能相对于GB/T 35553-2017 城市轨道交通机电设备节能要求,对比情况如下:

产品空载损耗平均下降约67%,负载损耗平均下降约17%;空载电流低至0.13%,节能效果显著提高。产品采用立体卷铁心结构,过载能力强、抗短路能力强,运行稳定性得到更高的保障,有利于城市轨道交通的绿色发展,保障城市轨道交通的安全运行。

经济及社会效益:

截止2021年,广州地铁在运行的牵引整流变压器共有378台,按3300kVA容量、50%负载率计算,将所有在运行的牵引整流变压器全部更换为ZQSGBH-RL-3300/33敞开式非晶合金立体卷铁心牵引整流干式变压器,一年可以节省电量2549万度电,折合节能电费超1861万元。相当于节约标准煤约7789吨/年,即减少污染排放约1.92万吨CO2,相当于约175万棵树一年吸收二氧化碳的量。

*注:根据国家林业局研究,一棵树每年可以吸收并储存4-18千克二氧化碳,取中间值11千克计算。

改革开放40多年来,轨道交通迅速发展,中国的建设水平可以跟世界铁道技术前沿的日本相媲美。在“双碳”背景下,我们实现“十四五”规划提出的加快建设交通强国,需科技赋能,以节能降耗为重点,逐步推进绿色发展。海鸿电气充分发挥城市轨道交通非晶合金立体卷铁心干式变压器研制经验,受邀参编《城市轨道交通干式非晶合金铁心变压器技术标准》,为城市轨道交通高质量发展贡献海鸿经验,为国家地铁建设的“碳”路新征程贡献海鸿力量。未来海鸿电气将携手更多轨道交通行业伙伴,不断促进轨道交通行业的持续健康绿色发展。

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