火电厂电气节能措施

浅谈火电厂电气节能措施

摘要针对某火力发电厂的具体情况，以电气专业最典型的变压器和电动机为例，论述了其节能措施，从而降低厂用电率，达到积极响应国家提出的节能减排政策的目的。

关键词火力发电厂；电气；节能

中图分类号tm6 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2010）33-0111-02

火力发电厂作为能源生产和消耗大户，采取有效措施节约能源和保护环境对国家和社会都有深远的意义。

下面从电气专业工作出发，以电气专业最典型的变压器和电动机为例，研究火力发电厂电气系统节能措施，对节约能源有着重大的作用。

1变压器节能

变压器是配电系统的重要设备，其自身要产生有功功率损失和无功功率消耗。它的接线方式、参数选择对功率消耗影响较大。

1.1变压器选择的总体要求

主变压器、联络变压器、起动/备用变压器（高压备用变压器）、高低压厂用变压器选用高效、低损耗型变压器。在综合考虑设备选择经济性的情况下，选用节能型变压器，降低变压器本身的铜耗、铁耗。

1.2变压器的效率特性

根据电机学原理，变压器效率最高的条件为：

或式中：p0——空载损耗（kw）pk——75℃额定负载时的负载损耗（kw）β——负载系数，为负载电流与变压器二次侧额定电流的比值。

变压器的空载损耗不随负载变化而变化，与变压器的选型有关；变压器的负载损耗随负载的大小而变化。上式表明，当空载损耗等于负载损耗时变压器效率最高，βjp成为有功经济负载系数。节能型变压器的，相应。可见由于节能型变压器的空载损耗很低，导致经济负载系数由过去的0.5~0.6下降到0.4~0.45。变压器经济运行区负载系数的上限为0.75，下限为0.3。

1.3主变压器的选择

《火力发电厂设计技术规程》13.1.5条指出主变容量“可按发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变的计算负荷和变压器绕组的平均温升在标准环境温度或冷却水温下不超过65℃的条件进行选择” [1]。发电机的容量是根据汽轮机的容量确定的，其最大连续容量和额定容量之间一般相差5%左右，也就是说主变在额定工况下的负载系数β为0.95。

1.4高压厂用变压器（起/备变）的选择

《火力发电厂厂用电设计技术规定》5.1.1条指出：“选择厂用电源容量时，应按机组的辅机可能出现的最大运行方式计算” [2]。所以在选择厂用变压器容量时，应和工艺专业积极配合，了解工艺专业的系统运行方式，排除不可能出现的运行方式，以计算高压厂用变压器的容量。

1.5低压厂用变压器的选择

选择变压器接线组别时，宜选用一侧星形、一侧三角形接线，减少三次谐波污染引起的损耗及功率因数的降低。

优先采用成对配置、互为备用方式，正常运行时2台变压器各带约45%的负荷，由本节1.2分析可见，正好是经济负载系数。与采用明备用方式相比节电效果计算如下：

2000kva低压干式变压器：p0=2.64kw；pk=13.36kw。

两台变压器采用互为备用方式时损耗为：

可见，采用互为备用方式，每个动力中心可减少耗电2.77kw，本工程全厂按8个动力中心计算可减少耗电22.16kw。

2电动机节能

2.1电动机的选择

电动机为发电厂的主要耗能设备，在选择电动机额定功率时根据泵、风机等设备的轴功率选择合适的系数，尽量减少裕量，从而降低能耗指标。此外在选用电动机时，优先选用y系列节能型电动机。

2.2合理确定电动机的负载系数

一般电动机的负载系数在0.75~1.0时的效率最高，当电动机的负载系数在0.5以下时，效率下降非常明显，应尽量避免。

对生产中经常处于轻载运行的电动机，可将三角形接法的电动机改为星形接法，节电效果明显。主要原因是改接后，电动机的许用功率为铭牌功率的40%左右，相当于提高了负载系数。

2.3采用变频节能技术

电厂中有大量的风机和泵类机械。一般来讲，泵类、风机具有以下特点：

式中：q1，q2为流量，m3/s；n1，n2为转速，r/min；p1，p2为功率，kw；h1，h2为扬程（压头），m（或pa）。

即流量与转速乘比例；扬程与转速的平方成比例；功率与转速的3次方成比例。传统的调节方式是：当需要降低流量时，水泵或风机的出口调节阀（或挡板）开度调小，从而降低流量，但随之由于通流面积减小，使阻力也就是压头或扬程增大，造成电能损失。

异步感应电动机的转速n与电源频率f、转差率s、电机极对数p 三个参数有如下关系：。可见其转速与电源频率成正比。变频器是通过改变电源频率f来改变电动机转速的。采用变频调速后，当需要降低流量时，只需降低变频器的输出频率即可。

变频调速技术的另一个好处是可以将功率因数提高到0.9以上，使变压器和供电线路节能。

火电厂辅机采用高压变频调速技术，通过近几年的应用实践证明是可行的，且经济效益显著，技术性能优于其它调节方式。为凝结水泵配高压变频器，经计算两台机组每年可节省电费约94.22万元，节能效果明显。

3结论

本文针对某火力发电厂的具体情况，以电气专业最典型的变压器和电动机为例，论述了其节能措施，从而降低本项目的厂用电率，达到积极相应国家提出的节能减排政策的目的。在下一阶段的设计

中，还将继续研究其他的节能措施，并把成熟的节能措施落实到实际工程应用中，从而达到节能降耗的目的，降低厂用电率，为本工程竞价上网提高竞争能力。

参考文献

[1]火力发电厂设计技术规程 dl 5000-2000.北京：中国电力出版社，2000.

[2]火力发电厂厂用电设计技术规定 dl/t 5153-2002.北京：中国电力出版社，2002.