火电厂中电机节能降耗途径范文

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摘要：

我国经济和人民生活水平不断提高，对电力的需求也越来越大。这就使我国电网的总装机容量不断递增。在火力发电厂，发电辅助设备均为大功率高耗能电动机，也是电厂用电的消耗大户，通过对电厂电机的节能降耗技术和方法进行相关的探讨和分析，促使火电厂节能降耗、降低生产成本、提高经济效益。

关键词：

电机；节能；降耗；途径

随着我国经济和人民生活水平的不断提高，对电力的需求也越来越大。这就使我国电网的总装机容量不断递增。而在我国电网的总装机容量中，火电厂占总装机容量的80%左右。在火力发电厂的发电机组机，送风机、压缩机、引风机、吸尘风机、给水泵、排污泵等发电辅助设备，均为大功率高耗能电动机，也是电厂用电的消耗大户，因此，电动机的节能降耗工作，对火电厂来说具有十分重工的意义。再者，我国目前80%的电动机的效能都处于较低的水平，同高效能的电机相比较，效能要低5个百分点以上。因此，通过对电厂电机的节能降耗技术和方法进行相关的探讨和分析，对促时火电厂节能降耗、降低生产成本、提高经济效益都具有很重要的意义。本文结合工作实际情况，对在火电厂中电机节能降耗的途径做如下分析和论述。

1无功补偿技术的运用，提高电机的功率因数

通过分析可以知道，电机功率因数的降低主要由以下几个方面造成的：（1）电压问题：当电机供电电压过低过高时，电机在工作时，因转差率升高，或者因空载电流增加，都会导致电机功率因数降低；（2）电机负荷与电机功率不匹配：在电机的工作过程中，不同的负荷负载，其功率因数变化较大。一般情况下，当电机在额定负载下工作时，其功率因数达到最佳状态。此时功率因数一般可以达到0.8～0.9左右，而在轻载状态下，功率因数在0.3～0.7，在空载状态下，功率因数在0.2～0.3；（3）电机的启动：电机在刚开始启动时，其启动电流为额定电流的3～7倍，而其功率因数仅为0.1～0.3；（4）电机的安装中出现的问题：这主要体现在电机安装时，中心定位误差较大，导到电机在工作时产生有磁场变化，致使工作电流增加，降低了功率因数。还有安装中出现气隙不均问题，也是引起功率因数降低的主要原因。电机功率因数的降低，无疑增加了电能的消耗，对电厂的节能工作造成不利影响。因此，需要采取相应的措施来提高电机工作时的功率因数。我们都知道在电机工作过程中，需要电网提供有功和无功电能才能工作。但在供电线路中，有功和无功率的产生，会对线路造成较大的损耗，而通过无功补偿装置，在设备终端对电机进行无功补偿，可以较好的提高电机功率因数。无功补偿装置，是由多个支路滤波器组成，根据无功功率的大小，自动控制其投切。一方面，可以很好的为电机提供无功功率。另一方面，线路对无功功率传输的减少，可以较好的降低供电线路产生的损耗。变压器也可以提高其利用率，减少无功电能的变送。

2运用过变频调速技术，减少电能消耗

在火电厂的工况条件下，针对间歇性负载，运用变频技术，可以很少的达到减少电机电能消耗之目的。变频技术是指通过根据负载工况的变化，通过对输入电能的频率变化的改变，对电机转速进行调节，达到节约用电的目的，提高电机的使用效率和寿命。比如，针对电厂风机水泵类电机，以10kW功率为例，如果如果在其负载恒定的情况下，其工作输出是10kW功率，当负载出现变化后，只需要5kW功率就可以满足其工作的条件下，如果不采取变频措施，其输出功率仍为10kW功率，浪费了5kW功率。而采取变频技术后，其可以通过对电能频率的改变，使其只输出5kW功率，既满足了工作要求，又减小了功率的浪费。而对于工作于稳定负载状态下的电机而言，采用变频技术，不仅不会节约电能，反而因降低电机整体工作效率，增加用电量。变频技术，对电机的节能效果，可达到30%以下，节能减耗效果明显。也是目前电机广泛使用的一种节能技术。以广泛应用的交-直-交变频器为使，其具有小启动电流、平滑调速、高效率、运行稳定等特点。对于在火电厂中泵类负载电机、负载随流量变化的离心式风机等都具有良好的功率与转速成正比、转矩与转速平方成正比的机械特性，但是由于在设计初期，通常留的功率富裕量很大，大马来拉小车现象严重，造成能源较大的浪费。而通过变频调速技术的运用，其节电效果尤为显著，值得在电厂中做进一步的推广和应用。

3变转差率调速，降低电机能耗

通过变转差率对电机进行调速的方法主要有以下几种。

3.1变定子电压调速变定子电压调速的方法，主要是依据在定子电压与其机械特性的函数关系，即电动机转乱矩与电压的平方成正比，达到在改变电动机输出转矩的转速的目的。但是，因为转矩的变化较大时，对电机的转速的调节仍不明显。因此，在一般笼型电动机这种调速技术运用较少。扩大调速的范围，可以在转子电阻值大的笼型电动机或者是力矩电机上运用变定子电压调速技术，效率较好。此调速一般适用于电厂100kW以下的电压，具有线路简单，便于自动化控制的特点为。主要采用串联电抗器、晶闸管、自耦变压器等常用的调压技术。

3.2串电阻调速串电阻调速技术主要运用于绕线式电动机，通过在一只可变电阻器串接在其转子回路，从而使其转子电阻增加，减小了电机转子电流，降低电机转矩。通过串接不同阻值的电阻，达到改变转差率，适应于不同的调速要求。但此路方法，对电机而言，仅能达到降低其转速的目的，但因电阻也要消耗一定能耗，适于用功耗不高，对转速要求变化不大的电机，主要具有简单易行、方便控制的特点。

3.3电磁转差离合器调速电磁转差离合器调速主要针对笼型电动机调速，通过直流励磁电源（控制器）、电磁转差离合器来达到调速的目的。其中直流励磁电源主要部件是单相全波或半波晶闸管整流器，通过晶闸管的导通角的变化，对励磁电流进行控制，从而使输出的直流电压被改变，进而控制电磁转差离合器的电流，达到对电机调速的目标。其主要针对电厂中小功率的电机。此方法的控制线路简单，改造方便易行，运行平滑，对电网不间生谐波影响，可以达到无级调速。

3.4串级调速对电机进行串级调速，长期以来已经有很多此方面的研究和应用，也是被广泛应用和证明是异步电机的经常使用的一种调速方法。随着计算机控制技术的发展和应用，串级调速技术也有了很大的改进，应用也更为广泛。在传统的电机串级调速技术中，主要是通过对电机的转子回路中串接调速装置和逆变压器，通过对逆变角的调整，达到调节等效反电动势来进行调速。但这种方法在实际应用中，可靠性较差，也导致电机功率因数降低。而改造后的现代串级调速，将逆变角固定一个最小值。再通过对斩波器的周期比率及导通时间，来对串入转子回路的等效电势的大小进行调节。现代的串级调速方法，避免了传统方法中功率因数降低、运行可靠性差等不足，具有自身功耗小、控制电压低、节电效果明显、调速范围广、调速平滑等优点，可以在火电厂中对高压大中型电动机调速改造中应用此种技术。

4使用高效电机，降低能耗

电机未来的发展方向是更高的效率，更强的可靠性和更广的应用范围。我国高效电机的进一步普及是不可逆转的趋势。高效电机的普及应用是电机能效提升计划的核心手段和根本解决途径。电机是用电量最大的终端用能设备，目前我国电机保有量约17亿千瓦，总耗电量约3万亿千瓦时，电机耗电占全社会总用电量的64%、工业用电的75%。与此同时，我国电机系统（电机与拖动设备）运行效率比国外低10%～20%。据估算，电机能效每提高1%，每年可节约用电260多能亿千瓦时。高效电机是是通过采用新工艺、新材料、新技术，降低能耗，提高效率输出。电机作为火电厂生产中的能耗消耗大的设备，对生产过程有着至关重要的作用。采用高效电机不仅可以提高生产率和降低电机生命周期成本，对节能降耗也具有十分好的作用。因此，有条件的情况下，更换高效电机，无疑是火电厂节能降耗的重要途径之一。

5结束语

在我国，电机起步和发展相对其他国家来说较晚，但是发展比较迅速，大功率电机在火电厂生产中使用广泛。在国家对节能降耗工作的高度重视前提下，采取科学的手段，降低电机能耗，无疑对减少能源消耗并降低二氧化碳的排放量具要的意义。

参考文献

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［3］张海.开发电机节能的新重要途径——湖北创新电气有限公司［J］.科技成果管理与研究,2012,（3）.

作者：王昆 孙广鹏 张峰 张传成 闫丽  单位：山东华聚能源南屯矿电厂 兖矿集团南屯矿