火力发电厂电气设备选型与节能技术研究

文/许鑫，北京煦国能源有限责任公司

电能作为人类发展重要能源结构，在当今社会中有着不可忽视的作用与价值，电能生产与供应，已经成为社会关注的重点。在此背景下，社会各界也逐渐加大了对火力发电厂的研究力度，而电气设备作为发电厂运作重要组成，自然也是重要研究内容之一。由于火力发电厂电气设备选型与安装密不可分，因此相关人员需要在进行电气设备选型研究时，应对设备选型与设备安装两部分内容展开全面研究。

1 火力发电厂电气设备选型要求与安装技术

1.1 电气设备选型

火力发电厂在进行电气设备选型时，需要先明确自身特点以及发展规划，并要对设备在实际运行过程中可能出现的隐患与安全问题进行考量，进而选择出与自身特点较为契合的电气设备类型。

例如，若火力发电厂爆炸事故发生概率相对较高，此时在进行设备挑选时，要加大对设备防爆性能的关注力度，可通过对各种防爆设备的合理选用，提高设备运行安全系数，以为火力发电厂生产安全提供保障。所以为对发电厂发展长久性以及稳定性进行保证，在进行电气设备挑选时，要按照安全、高效以及节能原则，做好设备挑选工作，以对发电厂运营经济收益水平进行保证。

1.2 电气设备安装技术

1.2.1 电缆安装

电缆是电气设备中的重要组成，是电网重要设备。由于电力安装质量会对电厂电力运输质量产生直接影响，所以安装人员需要对电缆安装予以足够重视，要在进行电缆安装之前，先做好电缆规格与质量检查，并要在安装之后，展开电力传输检查，如果传输质量没有达到相应标准，要重新进行安装。同时在进行安装时，要将安装环境以及电缆安全等方面问题，也都考虑到其中。

1.2.2 变压器安装

变压器安装一直都是火电厂关注的重点内容，其安装质量会对火电厂发电运行质量与供电质量产生直接影响。在进行变压器安装过程中，安装人员需要对变压器零部件绝缘性能与密封情况展开检查，要在一切无误之后，再对其进行使用。同时要对施工图纸展开深度解读，要按照施工设计选择出与之相符的变压器，并要在安装之前，做好变压器零部件检测，以对变压器运行质量进行保证。

1.2.3 设备使用维护

设备在使用过程中，会因为各方面原因而出现不同程度的故障，需要进行定期检修与维护，而这也是设备安装工作中的重要一环。技术人员一方面要通过定期检查，做好老旧设备与零部件维修、更换工作，确保各项潜在问题以及不必要损耗可以得到及时消除；另一个方面要对设备连接线路展开详细检查，要防止出现电路损耗等问题。

2 电气设备节能技术

2.1 铁磁性损耗控制技术

铁磁性损耗是一种较为常见的能源损耗问题，在实施铁磁性损耗控制时，可通过对金属材料的运用，像非导磁性材料等，制成相应型号的金具，以对设备升温幅度进行控制，降低铁磁性损耗情况发生。同时在交变磁场环境内，尽量要避免使用单向导体作为钢结构搭建闭合磁路，要做好母线平面位置以及钢结构规划，要防止出现两者平行的状况。此外要在钢结构上设置非导磁率材料，要对导磁率材料电阻率展开严格控制，确保可以在大电流敞开母线的支持下，做好坏作用屏蔽，以对铁磁性损耗展开科学控制。

2.2 变压器节能技术

2.2.1 照明变压器电压补偿技术

在火电发电厂之中，其照明变压器会因为气体释放荧光灯或者电灯功率因素较小，而出现照明回路问题。当问题发生时，不仅供电电线电流数值会随之提升，线路电压损耗会出现增加的情况，同时开关电流与变压器电流也会随之出现增加的情况，会对设备有功负荷能力产生直接影响。因此要做好变压器电压调整工作，可通过设置自动电压调整装置的方式，对特定负载功率因数进行提升，以降低无功损耗问题发生可能性。按照以往经验来看，采取此种方式之后，整体变压器节能效果可提升15%左右，灯具使用寿命也得到有效延长。

2.2.2 变压器节能技术

在配电系统中，低压变压器有着十分重要的作用，在使用过程中会产生一定量的无功功率消耗与有功功率损失，其参数选择与接线方式，会对功率消耗产生直接影响。一般，低压变压器经济运行范围都会控制在额定负载30%-70%间，在此范围内变压器的经济运行与损失率控制效果都会达到最佳。所以技术人员需要对低压变压器进行科学挑选，要对其台数以及容量进行合理控制，以确保其运行可以始终处于最佳的经济负载状态之中。同时建议采用暗备用运行方式对低压变压器进行运行，且要保证在正常状态下，其可以保持在50%左右的额定容量运行状态，如果负载率过大，则要选择大一级容量的变压器，以防止出现损耗增加的状况。此外还要对设备经济性进行综合考量，要对变压器阻抗进行合理选择，并通过选用节能型变压器的方式，对变压器自身铁耗以及铜耗展开有效控制。

2.3 照明系统电能损耗控制技术

一方面，运用照明调压器。通过研究发现，同一照明设备在40 0/230V电压所耗电能要高于380/220V电压损耗，大概在10%左右，因此电厂可通过设置照明调压器的方式，做好照明系统电压调节工作，以通过此种方式，减少不必要的电能消耗；另一方面使用节能型灯具。科学技术不断发展，使得市场中的节能型灯具种类与数量都得到了切实增加，节能型灯具在照明设备中的使用比例也在不断增加，所以电厂应顺应这一趋势，要通过对各种节能型灯具的运用，减小照明系统部分的电能损耗，以在满足电厂照明需求的同时，做好照明系统节能工作。同时除出于安全考虑需要对24V以内照明设备进行使用之外，应统一采用较高电压照明灯具，并要设置高功率因数镇流器，以降低线路方面损耗。此外还要对电气照明电压展开实时监控，要保证其电压数值可以保持在规定偏移范围内。

2.4 变频技术

因为火力发电厂运行过程，需要大量风机与泵设备作为支持，而这些设备的功率、扬程以及流量都与转速有着直接关联。以往在进行调节时，多会通过对挡板或者调节阀进行调节的方式，对设备流量进行控制。虽然此种方式具有一定优势，但却存在着电能消耗严重的问题，并不符合现代绿色环保生产要求。因此技术人员开始尝试通过对变频技术的运用，完成相应流量调节任务。在运用变频技术时，会通过对变频器输出频率进行控制的方式，对流量展开调节，且不会出现对扬程或者压头进行增加的问题，节能效果更加力量。

2.5 科学挑选调速器与电动机

2.5.1 调速器选择

调速器是保障电气设备运行状态的关键因素之一，如果电气设备符合出现变化，其辅机也会发生相应改变，而国内火力发电厂电气设备辅机多以挡板以及调节阀等设备为主，会在使用过程中产生一定量的能源消耗，会直接增加电厂生产成本，并不利于电厂长久发展。所以电厂要加大对电气设备辅机调速器的关注力度，要按照生产实况做好调速器选择，以对辅机能源消耗进行合理管控。同时因为变频调速器有着节能效果好、频率范围广以及功率因数大等方面的优势，能够完全代替传统变频调速器，可以达到有效降低电厂生产成本的目的。

2.5.2 电动机选择

电厂在进行电动机选择过程中，要按照电厂实际运营情况，加大对高效电动机的使用力度，以对电气系统效率与运行参数进行提升。要对高效电动机所具有的成本低以及耗能少等优势进行合理运用，以对电气系统运行稳定性进行保证，进而达到降低系统能源消耗的目标。

2.6 电动机节能技术

2.6.1 负载系数选择

根据以往经验，电动机负载系数在0.8-0.95范围时，电动机效率可以达到最为理想的状态。而在负载系数在0.5以下时，其效率会出现明显下降的趋势。所以技术人员需要对电动机负载系数进行科学选择，如果在进行电能生产过程中，电动机属于轻载状态，此时可运用星形接法对电动机节能效果进行保证。主要是因为在对星形接法进行运用过程中，电动机的许用功率会提升到铭牌功率的40%左右，能够有效提高电动机负载系数数值，以确保电动机可以保持在最佳的运行状态。

2.6.2 电动机选择

电动机在运转过程中，会同时消耗无功功率与有功功率，因此想要电动机达到相应节能目标，就需要对其无功以及有功功率展开控制。目前较为有效的电动机降耗方式，便是对高效电动机进行使用。由于高效电动机内部转子与定子铁芯，均采用的是优质电工硅钢片，拥有良好的导磁性能，能源消耗程度也相对较低，与低效电动机相较而言，高效电动机在制造工艺方面，也有着较为领先的优势，能够将电气能耗控制在合理范围内，但其同样存在着成本较高的问题，电厂需要在实施综合评估之后，确定是否使用电动机。如果电能生产并不需要辅机对其状态进行调节，多建议使用高效电动机，反之则不建议。

3 结束语

通过本文对火力发电厂电气设备相关内容的论述，使我们对设备选择以及相关节能技术有了更加清晰的认知。火力发电厂要认识到电气设备对于电厂运行与生产的重要性，要在对电厂实际需求进行全面了解的基础上，合理对电气设备进行挑选，并做好相应节能技术运用，确保各项节能技术都可以落实到实处，能够减少不必要的设备损耗与能源浪费，以为电厂绿色化、高效化运行提供可靠支持，从而为火电厂长久性发展奠定良好基础。