发电厂高压电机节能变频改造

发电厂高压电机节能变频改造

李海军

(山东济矿鲁能股份有限公司阳城电厂山东省济宁市272000)

摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，发电厂建设越来越多。发电厂高压电机实施节能变频具有多方面的意义。在节能改造过程中要分析存在的技术问题，以保证改造后的效果。

关键词：发电厂；高压电机；节能改造；变频技术；技术分析

引言

可持续发展是我国大力推行的发展策略，低碳生活是我国人民未来追求的生活方式，为了达到可持续发展，我国提出了很多可持续发展战略。对节能减排而言，就是要对风机、电动机、泵类设备的节能减排，实现资源的合理利用，大力发展交流电机变频调速节电技术。在我国的发电厂发展中，应用最多交流电动机是异步交流电动机。而异步电动机存在着很多的缺点，其中功率因数低、调速能力差、能耗高是异步电动机显著的缺点。

1电动机节能技术的发展概述

我国电动机的总装机容量约占全国总用电量的60%，占工业耗电量的75%左右。因此，任何微小的浪费累计都是一个惊人的天文数字。为了解决这世界性的难题，科学家进行了不懈的努力，也诞生了许多有效的节电办法，但是，这些节电方法并没有获得推广，其主要原因是设计复杂、造价昂贵，而节电效果不很理想。目前各类在用电机中，80%以上为0.55%~200kW以下的中小型异步电动机，其中相当于世界20世纪50年代技术水平的JO2系列的电机约占20%，相当于70年代末的Y系列电机不足70%，具有80年代水平的YX系列的高效电机所占的比重更是微乎其微。在我国驱动风机、水泵、压缩机类机械电动机中，有70%以上应该调速运行，但至今调速运行的仅占20%左右，大部分是定速运行，存在严重的电能浪费，在中小企业尤为严重。

2电机系统节能技术

（1）高效率电动机的替换。适用于负载率在50%以上、年运行时间长（一般超过3000小时）的恒定负载。以选用2级能效以上电机产品为佳。（2）无功补偿技术。适用于电机功率因数低、负载功率变化大,变化速度快、有谐波源且谐波污染高的电机系统集群，如钢厂、化工厂、机械加工厂等，综合节电率在4%左右。（3）调压节能技术。电机轻载情况下，通过降低输入电机端电压，使电机输出功率与负载精确匹配，有效降低电机损耗，实现效率提高。适用于负荷率低、功率因数低、负载变化较大的中小型异步电动机系统。如机床、输送带等，综合节电率一般为2～5%。（4）变频调速技术。用于高、低压电机系统改造，通过改变交流异步电动机供电电源频率，实现电机调速。适用于负荷变化较大、调节转速频繁工况，对于转矩转速二次方变化的风机、水泵负载，节能效果显著，综合节电率可达到10～50%，甚至更高。（5）变极调速技术。通过改变定子绕组接线方式，改变电机极数，实现改变电机转速目的，如YD、YDT系列等变极多速电机。适用于需定量调节流量且调节不频繁的工况，如某些风机、水泵类负载，由于环境条件（如季节、温度等）变化，要求相应调节流量，且调速精度要求不高。综合节电率可达到10～30%。（6）提高检修质量加强维护保养和提高检修质量也是实现电动机节电的另一条重要途径。维护保养主要从以下几方面注意：①及时驱潮，提高电动机的绝缘能力，防止漏电电流引起的能量浪费；②勤除尘去垢，因为尘垢会降低绝缘和增加摩擦损耗；③定期清洗轴承，调换润滑脂，否则轴承容易损坏并增加摩擦；④解体保养后的电动机组装要正确、灵活。（7）提高电动机的自然功率因素。一台电动机的功率因素，一定意义上表明了它从电网吸取无功磁化电流的多少。为了降低无功功率，必须提高电动机的功率因素。正确选用电动机的型号，使电动机工作在75%的负载至满载时，功率因素较高，这对节约电能是十分有利的。以小容量的电动机代替负荷不足的大容量电动机也是提高功率因素的有效方法之一。

3电机节能技术应用

现以鼓风机与水泵的节电为例。鼓风机或通风机简称风机，通常都由电动机驱动。风机总使用量达700多万台，占全国总发电量的很大比例。风机的效率普遍很低，效率最低的仅20%左右。水泵的使用效率也普遍很低。提高效率的方法主要有以下几种。（1）更换低效风机与水泵随着技术的进步，设计、工艺和原材料等方面都有了很大的改革，风机和水泵效率有了很大提高。近年来我国先后公布了多批推荐使用的节能型风机，淘汰了一批低效风机。企业应该根据实际情况，有计划地更新一些旧式风机与水泵，实现较佳的节电目的。（2）改造低效风机和水泵许多低效风机效率低的原因往往是鼓风叶轮的设计和材质不够先进。只要更换上先进的叶轮，效率会明显提高。条件许可，改造风机其他部位的结构，也可取得理想的效果。如改造进气室方面，若采用流线形集流器来代替一般的圆柱形集流器往往能提高效率8%左右。水泵改造亦是如此，如用于锅炉供水的GC型多级泵，往往存在压力过高的现象，因此可从中抽去一级或两级来提高运行效率。

4发电厂高压电机实施节能变频改造的技术要点

4.1确保方案可行

在使用变频时，所进行的冲击会小一些，仅为额定值的1.3倍左右，这大大降低了能耗，延长了电机的使用时间。如果电源的频率发生改变后，电压没有发生改变，发电厂电机会发生故障，情况严重时会发生烧损。所以技术人员在设计改造方案时要全面考虑，在电源频率发生改变时同时也要考虑对电压的改动。

4.2建立系统完善的服务体系

（1）培养新型服务性人才。选拔优秀员工，对他们进行专业强化训练，除了掌握传统的产品售后服务能力外，重点提高他们的管理能力以及符合并有助于提升公司服务标准的综合能力。（2）完善服务体系。建立完善的售后服务网络体系。及时汇总整合所有用户信息，优化服务程序。问题解决之后，有关负责人员还应该抽时间不定期对客户进行抽查回访，并要求客户进行再次评价，直至满意或者非常满意为止。（3）多渠道多方式宣传，提高工业生产节能意识。以介绍企业品牌和企业文化为主的广告宣传，通过形形色色的广告形式，向广大消费者展示产品的生产流程、生产工艺、技术创新以及产品质量等，从而提高消费者关注意识，激发消费者强烈的购买欲望。主要有以下几种形式：一方面，借助于传统媒体宣传。21世纪虽说是互联网的时代，但是传统的传媒手段并没有退出历史的舞台。互联网并不能辐射所有人群，而且成本过高，因此商家更加倾向于用电视、广播、报纸、杂志等传统4大媒体去宣传。变频节能电机企业可以通过聘请专业人士发表介绍产品技术的文章，印制详细的产品宣传资料，在各专业期刊杂志上做广告等方式去加大企业的宣传力度，从而提升企业的的知名度。另一方面，借助互联网宣传。21世纪是信息化时代，是互联网的时代。网络常用且有效的推广方法是：新闻软文发布、搜索引擎营销、微博及微信认证、口碑营销、负面清理等。

结束语

综上所述，改革开放以来我国进入了可持续发展的战略阶段，对各行各业都提出了节能减排的要求。电机变频控制技术能够根据负载的需求改变电机的驱动功率，减少了电机运转中不必要的能量损耗。随着电力电子技术的不断发展以及国家对节能环保方面的力度不断加大，电机变频技术得到了进一步拓宽和提高。

参考文献:

[1]张志杰.有关发电厂高压电机节能变频改造的思考[J].科技与企业,2016(08):98.

[2]瞿志明.600MW机组循环水泵高压变频调速系统的工程应用及效果分析[D].上海交通大学,2016.

[3]孙玉盛.发电厂高压电机节能变频改造分析[J].内蒙古科技与经济,2015(09):76-77.