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浅析胜利发电厂电气节能方式摘要： 胜利发电厂作为能源消耗的大户,应该更多地承担节能降耗的责任,从设备改造和升级换代的角度,对胜利发电厂电气节能技术进行分析和介绍。主题词： 胜利发电厂；节能；电气改造随着我国经济飞速发展,能源的供需矛盾日益突出,可持续发展和绿色环保经济概念将成为我国工业经济发展的主导方向。随着国家对“节能减排”的工作日益重视，以往的掠夺式开发、粗放型经营、高能耗的工业将退出历史舞台。胜利发电厂作为国际一流电厂，代表着火电行业的未来发展方向。因此我们就更需要及时转变观念,在节能降耗上加大投入,加快设备的改造和新陈代谢以及新技术的应用。我胜利发电厂的节能降耗,最明显的是节约燃料、提高锅炉燃烧效率、提高热力循环效率、降低传输热量损耗。但这些往往是设备材料制造水平决定的,在改造中继续挖掘的潜力不大。而电气专业由于总体能耗相对比重不是很大,以往重视程度也不够,反而有较大的潜力可挖。因此，浅析我厂电气节能可以从以下几个方面着手。1 降低变电过程中变压器损耗变压器损耗分为空载损耗和负载损耗。空载损耗主要取决于变压器铁心的材质及变压器内部结构；负载损耗主要取决于线圈的材质和导体截面。1.1 采用节能型变压器由于材料技术的不断发展和变压器厂家对结构的不断改进,资料显示市场上节能型变压器发展很快,目前已发展到“10”型(设计序号)甚至“11”型。而以节能为技术特点的“9”型变压器,相对于节能效果更好的“10”型,已变成“费能”型。下面对常用的“7”型、“9”型、“10”型10kV级配电变压器的损耗对照如表1 (以一期厂用低压1000kVA容量变压器S7-10006.3KV为例) 。通过表1可以看出节能型变压器节能效果还是非常好的,因此在我厂变压器进行淘汰时应优先选择节能的“10”型变压器或更新型的节能变压器。变压器型号空载损耗KW负载损耗KWS7-1000102.6516.5S9-1000102.414.5S10-1000101.814表1 10KV级配电变压器损耗对照表1.2 调整变压器运行方式节约能耗尽量减少空载运行变压器数量。我厂一、二期分别设置大容量的高压启动备用变压器,作为高压厂用变压器的备用兼作电厂启动电源,其容量都与厂高变相同,容量很大,空载损耗也很大。例如二期2300MW机组的#2启/备变容量为40MW,空载损耗一般为38.9kW,按照全年空载运行8000h计算,全年需要多向电网购电约31万千瓦时。如果能将#2启/备变设计为“冷备用”(处于备用状态时不带电),则可节约大量电能和开支。当然,是否采用冷备用还得视山东电网的具体规定和油田部门的意见。要使启备变改为“冷备用”运行方式,厂用电方案设计时应使启备变正常不带公用负荷,公用负荷设计为1号机组高压厂用变压器全带,或合理分配至1号和2号机组的高压厂用变压器上。但应注意厂用电的可靠性应满足规程规范的要求。2 降低输电过程中的线路损耗及铁磁性损耗2.1 用经济电流密度选择载流导体载面导体选择时,除配电装置的汇流母线以外,对于全年负荷利用小时数较大,母线较长(长度超过500M),传输容量较大的回路(如6KV至#1翻车机变、#2翻车机变),均应按照经济电流密度选择导体截面。这样可以在投资优化的前提下,也降低了线损能耗。2.2 封闭母线上的节能我厂发电机引出线采用了离相封闭母线，其优点是屏蔽效果良好,极大的降低了输电路径上的铁磁性损耗；另外安全性提高、减少维护工作量和美观上也有较大提升,可谓一举多得。3 降低电力拖动过程中的损耗我厂使用的电动机基本都是鼠笼型异步交流电动机,具有结构简单、运行可靠、价格便宜、易于维护等优点,是电力拖动的绝对主力。但由于其结构上的原因,在低负荷情况下效率较低,其效率功率曲线见图1。图1 异步电动机效率-功率图曲线为了降低电力拖动中异步电动机的损耗,一要逐步更换低效率损耗大的电机，而选择效率高、功率因数高的电动机;二是采用调速技术,使用电动机在低负荷时低转速运行,进而提高效率,达到节能降耗的目的。根据异步电动机的转速公式: n=n1(1-s)=60f1(1-s)p可以知道,调节异步电动机转速的方法有:改变绕组的极对数p；改变电源的频率f1；改变电动机的转差率s。根据上述公式理论,目前在我厂生产实践中应用的三相异步电动机电气调速技术，常见的有以下几种：3.1 变极调速应用案例：#14循环水泵电动机采用多速电机(双速电机),通过绕组的不同接法获得不同的极对数,以获得不同的转速来达到节能的目的。例如冬季时循环水需求少，通过调极#14循环水泵电动机就可以变为低速电机，春秋季节就可以通过调极实现2台低速和2台高速，当夏季循环水需求大时，调极#14循环水泵电动机就全部成为高速电机。这种方法优点是:设备简单、运行可靠、初投资低。缺点是；调速变化率小,有级调速(一般两级),不适合在负荷变化大、调速要求高的场合。但是相比单速电机,也有较好的节能效果。3.2 变频调速交流电机变频调速系统由交流电机、可以变频变压的静止变频装置及其控制电路等组成。静止变频装置可以分为交交变频和交直交变频两大类。其中交直交变频应用较广。交交变频器：称直接变频器或循环变频器。它由接到同一交流电源上的若干相控整流器所组成,按照一定的规律控制各相控整流器的控制角,使整流器工作在整流或有源逆变状态,就可以在输出端得到多相整流波的包络线所组成的较低频率的交流电。这种方法仅适合大功率低速的交流拖动。交直交变频器：亦称间接变频器。它是先把电网频率的交流电用可控或不可控的整流器变为直流电,经过中间直流电路(直流环节),再用逆变器变换为频率可调的交流电,从而控制电动机的转速。目前#1机组甲乙送风机电机、#2机甲乙吸风机电机就是应用的这种变频器。此类变频器优点是：调速范围大(一般为0 100%同步速),平滑性好(无级调速),效率高,节电效果好(平均节电20%60%),调速精确(媲美直流电机调速),调速控制方式灵活,通过软件控制能适应各种负荷特性的电机调速要求,可实现软启动,降低电机启动对电网的扰动,可实现电机过热、过流、过载、过压、欠压、缺相、接地等保护,使电机运行更安全可靠。缺点是价格较高,但由于节能效果明显,一般几年内节约的电能费用就可以收回设备投资,长期运行节能效果极其明显。由于变频调速有以上诸多优点以及通过我们对现有的变频调速装置的观察和经济技术分析，对于电厂中负荷变化较大的电力拖动机械,或经常处于低负荷运行的电力拖动机械应该加快技术改造的步伐，通过加装变频调速装置,从而达到节约大量电能的目的。3.3 改变转差率调速转子串接调速变阻器调速。电机采用绕线型异步电机,通过控制电路投切转子回路中串接电阻数量,随着转子电阻增加,转差率s变大,异步电动机转速降低。此方法优点是简单,可获得较高的转矩。缺点是转子铜耗增加,电机效率较低。此法不能节能,已很少使用,只是在起重机械上还有应用。经常使用的起重类机械,不应采用此种调速方式,应采用变频调速以节约电能。串级调速改变转子回路电阻调速时,将在调节电阻中消耗很大的功率。为了使这部分功率不消耗掉,于是提出了在转子回路中接入附加电势的调速方法,称为串级调速。现在串级调速方法是将异步电机转子回路的转差频率交流电由半导体整流器整流为直流,再经过静止的逆变器把直流转变为和电网同频率的交流,通过变压器反馈回交流电网,提高了调速系统的效率。优点是:无级调速、效率高、恒转矩、节电效果明显。缺点是:功率因数低、调速范围较小(调速比2141) 、设备复杂、投资高、必须使用绕线型电机等。一般只应用于大功率风机、水泵、空压机等调速比小于21的场合。由于高压变频器价格逐步下降,高压串级调速装置也将退出市场,由高压变频器取代。电磁转差调速。采用电磁调速笼型电动机, 通过改变电磁离合器的励磁电流,进而改变异步电机转差,达到调速目的。缺点是:效率较低,节能效果不明显。电磁调速一般用于锅炉的给煤机和给粉机,由于效率低,现在已经逐步被变频调速器代替,建议不予采用。综合以上异步电动机各调速方式的特点,设备改造中推荐采用变极调速或变频调速,不推荐转子串电阻调速、串级调速、电磁调速。对于电气专业实际改造工作中,应根据设备使用单位专业提供的负荷特点和调速要求,通过技术经济分析,灵活选用调速方式,最终达到节能降耗的良好目的。4 降低照明损耗4.1 采用专用照明调压器厂内工作照明电一般取自动力电源,动力电源要求电网的电压高,以使电机类电力拖动负荷更容易启动,一般供电电压为400/230V。而照明灯具要求供电电压为380/220V,二者之间存在矛盾,对于电厂来说,由于动力负荷要比照明更为重要,实际运行时照明灯具电源电压就迁就于动力电电压(400/230V) 。照明灯具属于电阻性负荷,功率近似正比于电压的平方。因此采用400/230V供电的照明灯具将比采用380/220V供电时浪费电能约10%,浪费严重。建议对#1、2机的照明总盘进行改造加装照明调压器，就可以稳定保持供电电压为380/220V节约了电能。另外,由于降低了工作电压,也解决了发电厂灯具寿命短,更换频繁的顽疾。4.2 各配电室照明系统节能方法以一期6KV配电室照明系统系统为例，通过改造设计改为门控式照明就可以避免各配电室长明灯现象，即当门打开时照明系统开始通电，室内照明亮，当关闭配电室门时照明系统断电，室内照明灭。设计方案只需加上行程开关和定时器来控制照明接触器就可以实现，定时器的作用就是通过定时器的通断来控制照明系统在夜间正常工作避免白天浪费电源。考虑到白天也有需要照明的时候，在设计上可以增加一个与定时器并联的小开关K，当白天需要照明时，例如阴天天气状况下配电室内光线暗而无法进行巡检或检修工作时，通过手动合上小开关K短接定时器即可实现照明系统得正常化。本方案可行性研究：（1）设计方案简单，行程开关、定时器、小开关K就可以实现；（2）成本低：所需元器件行程开关、定时器、小真空开关各一个及一些控制电源线；（3）优点是一次投入，维护少；（4）符合我厂“节能减排”的政策方针；（5）节电效益明显：目前一期6KV配电室有照明灯管57个，每个功率为36W，通过计算一年至少节电为：5736243651