关于电气运行方式实现节能降耗的研究

关于电气运行方式实现节能降耗的研究

方名兴

(渝能（集团）有限责任公司重庆408100)

摘要：现阶段，我国对节能减排、环境保护更加强调，因此，对调整电气运行方式，以此达到节能降耗的目的成为了电厂的必然选择。基于此，本文强调了节能降耗的重要意义，提出了针对电动机、变压器等的节能技术。同时，依托某电厂的电气运行方式优化实例，阐述了调整电厂中电气的运行方式，并使用电缆完成供电达到的节能降耗效果。

关键词：电气运行；节能降耗；变压器

引言：电厂是我国能源供应的主体单位，同时也是我国能源消耗的主体。在当前提倡节能减排的大背景下，结合电厂中电气运行方式的优化调整，实现节能降耗极为必要。

一、节能降耗的重要意义

诚然，我国拥有的资源丰富，但是由于我国人口基数较大，因此人均资源量远远低于世界水平。总体来看，我国的资源相对匮乏，因此展开全行业的节能降耗极为必要，是当前生态文明建设、环境保护工作推行过程中的必然选择。

基于此，必须要在明确电厂当前的电气损耗情况的基础上，引入多种电气节能降耗措施，实现电厂能源消耗量的明显降低，达到能源节约、环境保护的目标。

二、基于电气运行方式的节能降耗具体策略分析

（一）电动机节能技术

在电厂的实际运行中，多数设备均需要电动机提供能源支持，因此，提升电动机的运行效率，就能够达到节能降耗的目标。在这一过程中，需要利用效率更高的电动机替代标准电动机。对于高效电动机来说，其主要从设计、工艺、材料等多个方面完成了能耗的降低[1]。例如，在保持电机绕组匝数不变的条件下，使用导线线径增加的方式完成定子铜耗的降低；引入具备更高导磁性的电工硅钢片完成电动机定转子铁芯的制作，达到降低电动机运行时的电气损耗的效果；在控制气体排放路径、压力以及温度的条件条件下完成转子的制作，并结合转子导条中气体的减少，实现转子导线性能的增强，以此达到降低电气损耗的目标。

与此同时，可以调整电动机的负载系数，使其运行效率长时间稳定在高效率的状态，结合行星接法完成轻载电动机的接入，进一步降低电气运行的能耗。

（二）变压器节能技术

变压器主要承担着电能转换、分配的任务，在实际的运行中存在电能的消耗，例如负载损耗、空载损耗等等[2]。因此，想要实现节能降耗，就必须要对变压器的能量损耗进行控制与降低。在这一过程中，可以使用高效变压器替代传统变压器。相比于传统变压器来说，高效变压器结构设计的合理程度更高、且使用了新型的电磁材料，因此有着更低的能耗。在此基础上，还应当进一步落实变压器的运行管理，确保其长时间稳定在高效率运行的状态，结合空载运行变压器数量的控制，进一步降低变压器运行的能耗。

（三）其他节能降耗技术

对于发电厂来说，除电动机、变压器外，其他电气设备的运行也会产生较大的能耗，需要落实节能降耗技术。例如，免调节设备就是发电厂中较为常见的设备，在节能降耗处理中，除了使用效率更高的新型设备进行替代之外，还需要落实定期维护，第一时间排除设备运行中的故障隐患，尽可能提升设备的运行效率，达到节能降耗的效果。

三、案例分析

（一）电气运行方式简述

为了实现节能减耗，某发电厂对原有的电气运行方式进行了调节，具体如下：

热练一线一号主变、一号电抗起、二号主变、二号电抗器并列，为6kV电厂提供支持；热练一线与二线作为某电厂的备用电源。其中，在热练一线一号变电至6kV厂段中，包含多种电气安全运行保护，有低电压、复合电压闭锁过流、主动差变、零序过压、零序过流、瓦斯报警及跳闸这几项变压器保护。同时，厂用分支也存在电气安全运行保护，包括低电压、过流与差动。

对于电厂的备用电源来说，也具有一定的保护项，即过流与速断，主要在电缆的支持下进入厂内。同时，电缆沟封闭、不存在附加外在的故障点。

（二）变压器、电抗其与电缆供电损耗的比较

1.变压器损耗

结合上文的分析能够了解到，在变压器损耗中，主要包含着负载损耗、空载损耗等，通过控制这些损耗，就能够实现变压器运行的节能降耗。其中，对于变压器的空载损耗来说，其属于励磁损耗，与负载不存在相关的关系；负载损耗主要在变压器的绕组内通过电流时生成。在变压器实际的运行过程中，绕组安匝会形成较大的漏磁场。因为绕组的导线存在于漏磁场的环境中，因此会产生涡流损耗。另外，变压器的运行损耗中还包含着杂散损耗、引线损耗等等。

对于变压器的有功损耗，可以使用公式ΔP=P0+Ktβ2PK完成计算，其中，P0代表着空载损耗，单位为kW；PK代表着额定负载损耗，单位为kW；β代表着平均负载系数；Kt代表着负载波动损耗系数。对于变压器的无功损耗，可以使用公式ΔQ=Q0+Ktβ2QK完成计算，其中，Q0代表着空载无功损耗，单位为kVar；QK代表着额定负载漏磁功率，单位为kVar，可以使用公式QK≈UK%Sn完成计算。在这一公式中，UK%代表着短路电压百分比、Sn代表着变压器额定容量，单位为kVA。

该电厂二号主变损耗参数具体如下：空载损耗为18.24kW；负载消耗为91.16kW；空载电流为39.5%；短路阻抗为10.225%。基于此，可以得出如下结果：二号主变的年平均负载率为25%；变压器负荷率为34.58%；低电压电流为532.38A；高压电流为29.04A。由此可以得出，负载波动损耗系数为73.9%；有功损耗为22.52kW；无功损耗为167.1kVA。当变压器无功当量折算系数取值为0.6时，变压器的总有功消耗为32.55kW。

2.电抗器损耗

在本电厂中，主要使用了分支电抗器。此时，电抗器的功率损耗情况具体如下：电抗器的额定电流为1000A；额定电抗率为4%；三相通过容量为3×3464.1kvar；单相无功容量我138.6kvar；在75℃条件下的单相损耗为3956W。

3.电缆损耗

在本电厂中的，电缆损耗主要包含着6kV电缆线的损耗以及110kV高压架空线的损耗。其中，6kV电缆线（线路长度为0.6km）的总损耗为2.3kW；110kV高压架空线（线路长度为0.6km，型号为GLJ--50）的有功损耗为1.59kW。

（三）应用实际电量

在进行应实际电量的计算中，可以使用如下公式完成计算，即综合差值=2.795%×（发电量-外供电量）+购电量+发电量-厂用电量差值-供电量。其中，参数2.795%为一号发电机PT2主控差值（2.19%）与二号发电机PT2主控差值（3.4%）的平均数。由此公式，能够得出近三年该电厂的实际电量，具体如下：

在第一年，电厂发电量为36016560kW•h、外供电量为23977920kW•h、厂用分支为49065120kW•h、厂用电量为49391496kW•h、外购电量为37506936kW•h综合电量差值为490599.988kW•h；在第二年，电厂发电量为34799760kW•h、外供电量为21728640kW•h、厂用分支为49034280kW•h、厂用电量为50190672kW•h、外购电量为37268472kW•h综合电量差值为514257.804kW•h；在第三年，电厂发电量为38058000kW•h、外供电量为26233440kW•h、厂用分支为51089160kW•h、厂用电量为55660728kW•h、外购电量为44115048kW•h综合电量差值为516860.952kW•h。

依照夏季负荷率50%、冬季负荷率75%，依托电缆供电完成本电厂的电气运行方式的调整后，全年的电能损耗为62.5%。由于变压器的空载损耗、电抗器损耗与负载率之间不存在相关的关系，因此该电厂全年的电量损耗为676412.2kW•h，达到了降低电气运行电能损耗的效果。

总结：综上所述，在当前提倡节能减排的大背景下，对电厂的电气运行方式展开优化调整，以此达节能降耗是必然选择。在电动机节能技术、变压器节能技术、其他节能降耗技术的支持下，通过调整电厂中电气的运行方式，并使用电缆完成供电，推动了电气运行效率、可靠程度的提升，同时降低了电气运行的实际电能损耗，为电厂节省了大量成本。

参考文献：

[1]许继锋,韩晋生,赵全鸿.优化电气运行方式实现节能降耗的目标[J].设备管理与维修,2019(09):156-157.

[2]何君霞.电能质量检测在提升电气设备运行安全和节能降耗方面的实践[J].化工自动化及仪表,2018,45(10):775-778.