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火力發電廠在為社會發展提供更多電力資源的同時,在生產過程中也消耗不少能源資源,而火電廠變壓器在節能方面給予新技術的突破,給能源節約帶來新的發展機遇,文章主要從電氣專業中火力發電廠變壓器在電力生產中的節能措施為例,實現火力發電廠能源資源消耗的再度節約研究,以期深化火力發電廠的生產發展,為我國能源開發和能耗節約多作貢獻。
作為電力資源重要組成部分的火電,其生產發展中該行業電氣的能耗節約對我國能源資源的節約利用具有十分重要的發展意義。介于火力發電廠電氣能耗探究問題中,變壓器的能耗節約探討具有十分重要的研究價值。變壓器是通過其工作原理,改變電流強度,實現電壓的高低調節,從而滿足電力資源的遠距離輸送的能源戰列發展需要。
火力發電主要以生產交流電的生產發展目標,實現交流電在一定能源發展范圍內的有效生產,由此,電力輸送是電力生產原地一個重要的內容之一,變壓器作為電力輸送的重要電氣組成部分,在電力輸送中扮演著不可替代的角色,我們從變壓器的主要工作原理進行概述,實現變壓器能耗方面的進一步研究和闡釋,從而為我國火力發電廠變壓器的能源節約問題的探討提供有力的科學依據。
一、火力發電廠變壓器工作原理概述
變壓器的工作原理主要是運用電磁感應的物理工作原理來實現交流電的電壓的強弱的轉換。變壓器的構建由初級線圈、次級線圈、和磁芯(也就是鐵芯)等構件組成。變壓器的主要功能是:電流變換、電壓變換、阻抗變換、隔離、穩壓等。變壓器在工作中實現一種交流電壓、交流電流的電能轉換成另外一種交流電壓、交流電流的電能,實現電壓和電流的有效轉換,從而適用于社會中各種電力資源能源用途。變壓器在電力能源資源生產中主要用于電壓的轉換,電壓經升壓變壓器升壓后,可以減少線路損耗,提高送電經濟性,達到遠距離送電的目的。電壓經降壓變壓器降壓后,獲得各級用電設備的所需電壓,以滿足用戶使用的需要。
二、變壓器能耗方面存在的問題
1.變壓器空載損耗問題
在火力發電廠中,所有電氣在工作中變壓器隸屬耗電率最高的電氣設備,在一般情況下,較小的變壓器的耗電率都可以達到96~98%。在電力系統中變壓器的空載損耗主要包括鐵芯中磁滯和渦流損耗及空載電流在初級線圈電阻上的損耗。前者稱為鐵損后者稱為銅損。變壓器的空載損耗主要是鐵芯損耗,它由磁滯損耗和渦流損耗組成。磁滯損耗與導磁材料成正比,且與磁通密度的二次方成正比;而渦流損耗與磁通密度的二次方、導磁材料厚度的二次方、頻率的二次方和導磁材料的厚度成正比,降低空載損耗就要降低磁通密度,其結果導致導磁材料的重量增加。或者采用高導磁,低損耗的導磁材料,或者采用厚度更薄的導磁材料。這些方面都可導致變壓器用電率的增加,從而使變壓器的能耗成本增加,然而,過薄的硅鋼片又使鐵芯的平面度降低導致鐵芯的機械強度降低。
2.變壓器負載損耗問題
變壓器負載損耗方面主要是指額定電流下與參與溫度下的負載損耗。具體來說,所謂額定電流是指一次側分接位置必須是主分接,不能是其它分接的額定電流。對參考溫度而言,要看變壓器的絕緣材料的耐熱等級。對油浸式變壓器而言,不論是自冷、風冷或強油風冷,都有是A級絕緣材料,其參考溫度是根據傳統概念加以規定的,都是75℃。而干式變壓器的參考溫度都按公式算出,參考溫度等于允許溫升加20℃,其物理概念是絕緣材料的年平均溫度。負載損耗只是衡量產品損耗水平的一個參數,或者說是考核產品合格與否的一參數,而不是運行中的實際損耗值。運行中溫度是變量,負載電流也是變量,所以運行中負載損耗不是變壓器名牌上標定的負載損耗值,主要是運行溫度不等到于參考溫度。
三、變壓器節能措施
變壓器是配電系統的重要設備,其自身要產生有功功率損失和無功功率消耗。它的接線方式、參數選擇對功率消耗影響較大。
1.對變壓器的總體節能要求措施
主變壓器、聯絡變壓器、起動/備用變壓器(高壓備用變壓器)、高低壓廠用變壓器選用高效、低損耗型變壓器。在綜合考慮設備選擇經濟性的情況下,選用節能型變壓器,降低變壓器本身的銅耗、鐵耗。
2.對主變壓器的節能控制措施
《火力發電廠設計技術規程》13.1.5條指出主變容量“可按發電機的最大連續容量扣除一臺廠用工作變的計算負荷和變壓器繞組的平均溫升在標準環境溫度或冷卻水溫下不超過65℃的條件進行選擇”。發電機的容量是根據汽輪機的容量確定的,其最大連續容量和額定容量之間一般相差5%左右,也就是說主變在額定工況下的負載系數β為0.95。
3.高壓廠用變壓器(起/備變)的選擇措施
《火力發電廠廠用電設計技術規定》5.1.1條指出:“選擇廠用電源容量時,應按機組的輔機可能出現的最大運行方式計算”。因此,在廠用變壓器容量選擇時,應該積極配合工藝專業,對工業專業進行全面了解,實現不可能出現的隱形方式的有效排除,以此達到高變廠變壓器的容量的科學選擇,達到節能降耗的發展目標。
4.低壓廠用變壓器的選擇措施
在變壓器界限組別選擇時,宜選用一側星形、一側三角形接線,減少三次諧波污染引起的損耗及功率因數的降低。優先采用成對配置、互為備用方式,正常運行時2臺變壓器各帶約45%的負荷,分析可見,正好是經濟負載系數。
四、結語
綜上所述,文章從當前我國火力發電廠的具體廠內電氣能耗情況出發,以火力發電廠變壓器能耗及節能措施為例,進行探討分析,從而達到降低電廠電氣的用電率,達到積極響應國家要求的節能減排目標。在以后的電廠電氣相關節能減排研究能耗措施中,將更加注重節能效率,不斷研發創新節能措施,為我國的節能減排作出更大的貢獻。
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