小型电厂电气节能设计的探讨

小型电厂电气节能设计的探讨

摘要：我国现代电厂的建设规模正在不断扩大，主要是由于城市和农村地区的

用电量正在逐渐提升。热电厂发电的优势较为明显，其可以通过热量的转换为地

区提供电力，也是当前成本较低、危险性较低的供电方式之一。但是国内部分热

电厂运行过程中也存在着能耗过大的问题，不仅导致煤炭资源的大幅浪费，同时

也造成了环境污染，进而使得热电厂的经营出现亏损的情况。因此电厂电气的节

能势在必行。基于此，本文主要分析了小型电厂电气的节能设计。

关键词：小型电厂；电气；节能设计；探讨

引言

诚然，在国家的大力支持与引导下，新型电网、智能电网建设规模不断扩大，越来越的

节能电力技术、设备不断的被应用到电厂当中，在电厂电气节能降耗方面发挥了巨大的作用，但小型电厂依旧在我国电力产业结构中占据主导地位，是电厂电气能源消耗的主要场所，且

当前小型电厂电气节能降耗存在许多问题。所以必须采取有效技术措施来提高其电气节能降

耗水平。

一、小型电厂电气能源损耗现状

小型电厂作为一个发电企业，其本身的对电的消耗量也非常大。据统计，综合小型电厂

所用的总电量近于自身发电量的10%左右的高比例。因此，在我国建立资源节约型和环境友

好型的社会的进程中，仅仅在小型电厂本身开展电气系统的节能就是有很大意义的，其存在

着很大的可操作空间。电气的节能手段很多，涉及机组容量和选择参数、工艺系统节能、监

测监控等方面。而我国目前的很多节能措施不到位，如我国小型电厂正在使用的变压器，虽

然已经属于低损耗的节能型变压器产品，但与国外先进水平相比较，仍存在着较大差距。仅

就老旧变压器这一方面，就会损耗总发电量的3%左右的电能。另一个典型方面体现在我国输电线路存在的严重的线路损耗的问题上，供电线路无功损耗大、功率因数小、末端电压质量

不稳定以及配电变压器平均负荷率低，都造成了能源的损耗。除此之外，由于小型电厂老旧

电气设备中的电动机及风泵、水泵结构设计不合理而造成的能量损失也是巨大的。

二、小型电厂电气节能设计措施分析

（一）、小型电厂电能的节能降耗措施

小型电厂本身虽然生产电能，但也需要消耗电能。其中锅炉、引风机、煤粉机等设备均

需要耗能，因此应该降低小型电厂本身的电能消耗。其中引风机是最典型的耗电设备，在改

进的过程中应该根据煤炭的种类对分量进行选择，并且改造通风管道，降低通风管当中阻力，继而提升其对煤炭燃烧的辅助作用。煤粉机也是电能消耗较高的设备，其耗电量约占电厂总

发电量的2.5%，降低这一设备的能耗措施可以从煤炭本身入手，应选择质量较好、灰分含量

较多煤炭，对于设备当中的研磨零件也必须定期更换，确保该设备的工作效率。

（二）、促使变电过程中变压器的损耗下降

变压器的损耗包括两个方面，一个是空载损耗，一个是负载损耗，空载损耗的程度一般

由变压器内部结构和变压器铁心的材质决定，负载损耗一般由导体截面和线圈的材质决定。

要想降低变压器损耗，首先可以采用节能型变压器，随着技术的发展，目前有多种节能型变

压器，当前使用较多的为10型和11型。其次可以对变压器的运行方式进行相应调整，最大

程度降低空载运行的变压器数量。只要能够满足用电可靠性，低压应该尽可能使用暗备用动

力中心接线方式用于厂用电接线，这种方式在正常运行时，两台变压器由于相互备用，因此

降低了负荷，能够起到明显的节能效果，从长远角度来看，暗备用动力中心接线方式更具有

经济性。在变压器的选择过程中要坚持一下原则：1）符合功能要求的前提下尽量选择小功

率变压器，以便降低其功率损耗；2）多选用单相自补偿或三相四线制变压器，此类变压器

能够有效进行负荷平衡，确保电能传输时电流保持稳定，避免因电流波动引起的意外损耗。

（三）、采用节能灯具，减少照明能耗

要想降低照明能耗，提高电厂电气节能降耗效果，具体可以从两方面入手：其一，合理

选择灯具。高新技术的发展为人们研发出了许多新型节能灯具，不仅种类繁多，适用于各种

场合，而且价格可选择性多，电厂应从长远角度考虑，从长期效益考虑，选择性价比高的、

节能效果显著的灯具用来照明，这样可以有效减少车间照明对能源的消耗。其二，合理配置

照明电源电压。与电厂所用大型电气设备不同，照明系统不需要很高的电源电压即可运行，

但要想保证照明系统电源电压与所用灯具照明所需电压相符合，还必须根据灯具照明所需额

定电压对照明系统电源电压进行合理配置，对照明系统线路进行合理敷设，避免照明系统电

源电压的不必要浪费，延长灯具使用寿命，最终达到节能降耗目的。

（四）、优化线路路径，合理选择导体类型，缩短大电流的传输距离

在电厂内部，最大的线路电流一般出现在发电机出口至电厂升压变之间。因此在设计时，尽量缩短发电机出口与升压变之间的电气距离，缩短导体长度无疑可以大大降低输电损耗。

同时，在布置和安装可能的基础上，应优先使用绝缘铜管母线或离相封闭母线。尤其是近些

年来，随着绝缘铜管母线的制造工艺进一步的成熟，其屏蔽效果有了很大提高，温升也进一

步降低。相比同类常规共箱母线，温升降低60%左右，节约电能45%左右，具有很好的节能

效果。另外在运行可靠性方面，减少维护工作量和美观程度上也有很大提升，安装难度也进

一步降低。因此，绝缘铜管母线目前在此类小型电厂的应用也越来越广泛，深受运行单位和

安装单位的欢迎。

（五）、风机、水泵变频节能设计

目前小型电厂生产使用的风机与水泵等机械设备都是按照额定功率运行的。按照国家现

在的火电设计规程，设计的风机其流量以系统最大风量和风压作为参考选择的主要依据，导

致最终的设计效果与电动机型号不一定完全匹配，存在很大的冗余量。水泵流量的设计也面

对同样的问题，其最大流量、压力的调控方式都存在缺陷，不但缩短传动系统使用时间，还

存在噪声大、功率因数低等问题。风机、水泵、压缩机的用电量占发电量的40%—50%，造

成大量的能源浪费。传统风机与水泵流量的设计全都以系统最大需求量作为基础，采用风门、回流、挡板等方式进行调整控制，这些方式不但无法形成闭环回路控制，而且会消耗较多的

能源。采用调速控制装置，通过改变风机水泵转速，从而改变风机风量，水泵流量以适应生

产工艺的需要，这种调节方式称为风机水泵的调速控制。新型的变频节能控制可以再保持阀门、挡板开合不变的情况下完成流量的调节，降低能耗的同时保证设备处于最佳的工作状态。以调速控制方式运行能降低能量损耗，提高综合效益。

结束语

综上所述，优化电厂的电气设计方案，合理使用新的技术，大力应用节能型电力产品设备，优化电力设备的安装等等，都是电气节能的有效手段。在遵循以节能降耗为核心的设计

原则，既满足电厂安全运行要求，又充分运用各种手段进行节能优化的情况，电厂电气部分

的节能潜力巨大。同时值得注意的是，在应用新技术、新设备时，应对其使用原理、应用范围、节能效果进行充分的了解，在技术和经济上进行比较后，再合理选择和应用，以达到有

效节能的目的。

参考文献

[1]廖述龙.高层楼宇建筑电气节能技术研究[D].上海交通大学,2011.

[2]丁洋.热电厂锅炉风机高压变频节能技术改造的研究[D].山东大学,2012.

[3]魏斌.建筑节能管理系统研究[D].青岛理工大学,2014.

[4]叶放.热电厂中的电气节能方法探析[J].科技与创新,2015(06):131+134.