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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.