火电厂电气节能降耗的方法措施分析

摘要：随着经济的发展，我国对于电的需求量越来越大，目前火力发电还是我国的主要发电形式，火电厂能耗问题一直都倍受关注。如何有效的降低火电厂能源消耗，实现可持续发展，是当前电力企业重点研究的问题。

关键词：火电厂；电气节能；节能技术；损耗

中图分类号：TM08 文献标识码：A 文章编号：

目前我国火电厂发电能力和当前的用电需求还存在一定的差距，甚至有些地方出现限电现象，严重影响了经济的发展。因此对电气设施采取节能措施是非常必要的。

从电气设计工艺专业的角度认为，火电厂的节能降耗中最直接的办法是节约燃料，提高锅炉燃烧效率与热力循环效率，降低传输热量损耗。加强引进火力发电的新材料、变频调节技术的使用，设计火电厂电气系统时采取节能措施，保证节能效果。

一、降低变压器的有功损耗

变压器损耗主要是空载损耗与负载损耗，变压器铁心的材质和变压器内部的结构决定空载消耗，负载消耗就主要由线圈的材质和导体截面决定。

（一）采用节能型变压器

随着科学技术的发展，变压器根据实践操作不断改进变压器构成，提升变压器节能功效。如今变压器在逐渐更新，以前S7和S9型的变压器已成为耗能的机器，而S10—1600／10型的节能变压器，空载损耗是1.8kW,负载是14Kw,是我国先今最佳的节能型变压器。

表110kV级配电变压器的损耗对照表

（二）调整变压器运行方式节约耗能

最大限度的减少空在运行变压器数量。在火力发电厂，大容量高压启动备用变压器也是电厂启动电源，它的容量和最大的高压厂用的变压器相同，虽然具有一定优势，但是空载的消耗也是巨大的。如果将“启/备”设计为“冷备用”，即处于备用状态时不带电，这样便能节约很多的电能和其他经济开支。

在保证火电厂用电的可靠性的基础上，低压厂用电接线采用暗备用动力中心方式接线，这样在设备运行时两台互为备用的变压器可以分担负荷，使每台变压器的负载损耗大幅度降低，节能效果很好。

二、减少线路上的能量损耗

线路上的电阻会对流过的电流造成有功功率的损耗，用公式说明就是：

P=I2R×10-5

式中：I——线电流(A)；R——线路电阻(Ω)。

不能改变线路电流，就只能减小线路电阻降低线路电能损耗。线路电阻的公式是：R=P×L/S,从公式中可以看出降低线路电能损耗应该采取的几个主要措施：

1、电导P越大，电阻越大。在电气设计时，宜选取电导率较小的铜作为导体，配电室汇流铜母排和铜芯电力电缆等是比较好的电导材料。

2、火电厂电气线缆越长L，电阻越大。因此在设计电气安装时，要综合分析电缆线路安装位置，缩短从配电室输送电流到各类辅机设备处的电缆长度，从整体上减少电缆线路长度，降低电阻电能损耗。其中，可以选择离相封闭母线。首先，选择它是因为它使火电厂主厂房及相关设施的线路安装位置布置紧凑，最大限度的缩短导体长度，减少输电损耗；其次，因其屏蔽效果好，能够很好的降低输电过程中线路的铁磁性损耗，加之使用封闭母线，不仅可以增加线路运行的可靠性，减少维护工作力量，还能提升安装线路的美观度。

3、线路截面S越大，电阻越小。在选择导体时，对全年负荷利用小时数比较大、母线比较长、传输容量比较大的回路，火电厂要依据经济电流的密度选择导截流导体截面积，在减少投资的同时降低线路电阻损耗。

三、减少输电过程中的铁磁性损耗

由于受到交变磁场的作用，钢材料产生涡流损耗和磁滞损耗，被称为铁磁性损耗。铁磁性损耗大，造成钢材料过热，不但威胁工作人员的安全、设备安全和电力系统结构的安全，更会使大量的电能浪费。因此在交变磁场中要减少钢材料的使用，增加屏蔽或者改善钢材料与截流导体空间关系，从而减少铁磁性消耗，节省电能。

1、导体金具采用最先进的型号，采用非导磁性材料制造的金具，从而降低产热性，增加金具使用期，减少电能损耗和其他经济开支。

2、严格限制钢结构的使用，加大钢结构与电抗器的距离。

四、提高系统功率因数

图1异步电动机效率一功率曲线

其异步电动机的转速公式：

鼠笼型异步交流电动机因其结构原因，在低负荷的情况下效率很低，效率功率曲线图见图1.

鼠笼型异步交流电动机是火电厂系统中主要用电设备，它结构简单、运行可靠、易于维护、价格便宜，对拖动电力具有重要的意义。但它必须用系统中引入超前的无功抵消其运行是产生的滞后无功，而超前的无功功率要从系统经高、低压线路传输到用电设备，在传输线路上自然会产生有功损耗，浪费电能。为达到电气设计节能的效果，就要提高系统的功率因数，使用电容补偿系统，由电容器产生的超前无功与前者相互抵消，就是Q=QL-QC。由此可见，要减少无功的耗能需求量，就采用无功补偿提高系统功率因数。

五、风机、水泵类负载的变频节能技术

（一）火电厂风机、水泵类的设计现状

依据我国现行的火电设计规程，风机、水泵都是按照额定的功率运行，风机选用的电动机型号没有完全匹配，在作业时冗余量大，但其的调节方式不够先进，没有形成闭环控制，不能达到省电节能的目的；水泵流量通常为最大流量，压力调控方式仅仅是控制阀门开度大小和电机启停的手段。电气的控制手段落后不能有效的控制电机的转速，更不能发挥软启动的作用，导致对机械的冲击力大、系统运行时间短、震动噪声干扰大、功率因素低、电能浪费大。

（二）风机、水泵类负载的变频调速的节能意义

为了充分利用风机水泵运行负荷，使用变频器有效的控制风机、水泵类的负载是火力发电厂电气设计最佳节能方法。它使用变频器内置PID调节软件可直接调节电动机的转速，让它保证水压和风压的恒定，达到系统要求的压力。通过控制电机运行的额定转速，降低机械损耗、电机铜、铁损的影响，必能大大的提高节能效率。使用变频调速，能够施行闭环恒压控制，进一步降低电能消耗。对于大功率的电动机，采用变频器对其进行软停、软启，避免电流冲击对电气设备的影响，降低电动机不必要的损害，最终较少了对电网容量的要求和无功损耗。

六、照明部分的节能

根据火力发电厂不同的工作场地实际情况，安装不同类型的高效光源，从而降低电能浪费，节约电能资源。室内工作照明：高低压配电室、机炉电控制室、化验室等，应该采用荧光灯和小功率高压钠等高效光源，比如U型管节能荧光灯，已经达到《建筑照明设计标准》中照明功率密度的限值要求。高大空间和室外工作的照明及道路照明：对汽机间和锅炉间的照明应该使用金属卤化物灯、高压钠灯之类的高光强气体放电灯，这些电灯采用的镇流器都是低耗能的，十分节能。

七、结语

火电厂要充分发展电气部分的节能潜能，在电气设计时全方面考虑有利于电气系统节能的各种可行的技术措施。节能变压器、变频驱动、节能照明技术是电气设计首要考虑的基本因素，其次优化电气接线方案的设计、优化导体选择和优化安装时保证电气节能的重要设计层面，火电厂电气设计人员要在坚持电气系统安全可靠的运行的同时，全面进行节能设计，从而降低火电厂的电能损耗，提高火电厂的供电力和经济效益。

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