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節(jié)能節(jié)電
中科宇杰分析：火電廠電機(jī)節(jié)能降耗的2大途徑
在火電廠耗能設(shè)備中，送風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)、引風(fēng)機(jī)、吸塵風(fēng)機(jī)、給水泵、排污泵等發(fā)電輔助設(shè)備，均為大功率高耗能電動(dòng)機(jī)，同時(shí)也是電廠用電的消耗大戶。因此，電動(dòng)機(jī)的節(jié)能降耗工作，對(duì)火電廠來(lái)說具有十分重要的意義。電機(jī)節(jié)能降耗可以采用以下兩大途徑：
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一、無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)的運(yùn)用，提高電機(jī)的功率因數(shù)
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通過分析可以知道，電機(jī)功率因數(shù)的降低主要由以下幾個(gè)方面造成的：
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(1)電壓?jiǎn)栴}：當(dāng)電機(jī)供電電壓過低過高時(shí)，電機(jī)在工作時(shí)，因轉(zhuǎn)差率升高，或者因空載電流增加，都會(huì)導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)降低；
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(2)電機(jī)負(fù)荷與電機(jī)功率不匹配：在電機(jī)的工作過程中，不同的負(fù)荷負(fù)載，其功率因數(shù)變化較大。一般情況下，當(dāng)電機(jī)在額定負(fù)載下工作時(shí)，其功率因數(shù)達(dá)到最佳狀態(tài)。此時(shí)功率因數(shù)一般可以達(dá)到0.8～0.9左右，而在輕載狀態(tài)下，功率因數(shù)在0.3～0.7，在空載狀態(tài)下，功率因數(shù)在0.2～0.3；
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(3)電機(jī)的啟動(dòng)：電機(jī)在剛開始啟動(dòng)時(shí)，其啟動(dòng)電流為額定電流的3～7倍，而其功率因數(shù)僅為0.1～0.3；
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(4)電機(jī)的安裝中出現(xiàn)的問題：這主要體現(xiàn)在電機(jī)安裝時(shí)，中心定位誤差較大，導(dǎo)到電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生有磁場(chǎng)變化，致使工作電流增加，降低了功率因數(shù)。還有安裝中出現(xiàn)氣隙不均問題，也是引起功率因數(shù)降低的主要原因。
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電機(jī)功率因數(shù)的降低，無(wú)疑增加了電能的消耗，對(duì)電廠的節(jié)能工作造成不利影響。因此，需要采取相應(yīng)的措施來(lái)提高電機(jī)工作時(shí)的功率因數(shù)。我們都知道在電機(jī)工作過程中，需要電網(wǎng)提供有功和無(wú)功電能才能工作。但在供電線路中，有功和無(wú)功率的產(chǎn)生，會(huì)對(duì)線路造成較大的損耗，而通過無(wú)功補(bǔ)償裝置，在設(shè)備終端對(duì)電機(jī)進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，可以較好的提高電機(jī)功率因數(shù)。無(wú)功補(bǔ)償裝置，是由多個(gè)支路濾波器組成，根據(jù)無(wú)功功率的大小，自動(dòng)控制其投切。一方面，可以很好的為電機(jī)提供無(wú)功功率。另一方面，線路對(duì)無(wú)功功率傳輸?shù)臏p少，可以較好的降低供電線路產(chǎn)生的損耗。變壓器也可以提高其利用率，減少無(wú)功電能的變送。
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二、變轉(zhuǎn)差率調(diào)速，降低電動(dòng)機(jī)能耗
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通過變轉(zhuǎn)差率對(duì)電機(jī)進(jìn)行調(diào)速的方法主要有以下幾種：
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(1)變定子電壓調(diào)速變定子電壓調(diào)速的方法，主要是依據(jù)在定子電壓與其機(jī)械特性的函數(shù)關(guān)系，即電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)亂矩與電壓的平方成正比，達(dá)到在改變電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)速的目的。但是，因?yàn)檗D(zhuǎn)矩的變化較大時(shí)，對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)仍不明顯。因此，在一般籠型電動(dòng)機(jī)這種調(diào)速技術(shù)運(yùn)用較少。擴(kuò)大調(diào)速的范圍，可以在轉(zhuǎn)子電阻值大的籠型電動(dòng)機(jī)或者是力矩電機(jī)上運(yùn)用變定子電壓調(diào)速技術(shù)，效率較好。此調(diào)速一般適用于電廠100kW以下的電壓，具有線路簡(jiǎn)單，便于自動(dòng)化控制的特點(diǎn)為。主要采用串聯(lián)電抗器、晶閘管、自耦變壓器等常用的調(diào)壓技術(shù)。
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(2)串電阻調(diào)速串電阻調(diào)速技術(shù)主要運(yùn)用于繞線式電動(dòng)機(jī)，通過在一只可變電阻器串接在其轉(zhuǎn)子回路，從而使其轉(zhuǎn)子電阻增加，減小了電機(jī)轉(zhuǎn)子電流，降低電機(jī)轉(zhuǎn)矩。通過串接不同阻值的電阻，達(dá)到改變轉(zhuǎn)差率，適應(yīng)于不同的調(diào)速要求。但此路方法，對(duì)電機(jī)而言，僅能達(dá)到降低其轉(zhuǎn)速的目的，但因電阻也要消耗一定能耗，適于用功耗不高，對(duì)轉(zhuǎn)速要求變化不大的電機(jī)，主要具有簡(jiǎn)單易行、方便控制的特點(diǎn)。
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(3)電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速主要針對(duì)籠型電動(dòng)機(jī)調(diào)速，通過直流勵(lì)磁電源(控制器)、電磁轉(zhuǎn)差離合器來(lái)達(dá)到調(diào)速的目的。其中直流勵(lì)磁電源主要部件是單相全波或半波晶閘管整流器，通過晶閘管的導(dǎo)通角的變化，對(duì)勵(lì)磁電流進(jìn)行控制，從而使輸出的直流電壓被改變，進(jìn)而控制電磁轉(zhuǎn)差離合器的電流，達(dá)到對(duì)電機(jī)調(diào)速的目標(biāo)。其主要針對(duì)電廠中小功率的電機(jī)。此方法的控制線路簡(jiǎn)單，改造方便易行，運(yùn)行平滑，對(duì)電網(wǎng)不間生諧波影響，可以達(dá)到無(wú)級(jí)調(diào)速。
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(4)串級(jí)調(diào)速對(duì)電機(jī)進(jìn)行串級(jí)調(diào)速，長(zhǎng)期以來(lái)已經(jīng)有很多此方面的研究和應(yīng)用，也是被廣泛應(yīng)用和證明是異步電機(jī)的經(jīng)常使用的一種調(diào)速方法。隨著計(jì)算機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用，串級(jí)調(diào)速技術(shù)也有了很大的改進(jìn)，應(yīng)用也更為廣泛。在傳統(tǒng)的電機(jī)串級(jí)調(diào)速技術(shù)中，主要是通過對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)子回路中串接調(diào)速裝置和逆變壓器，通過對(duì)逆變角的調(diào)整，達(dá)到調(diào)節(jié)等效反電動(dòng)勢(shì)來(lái)進(jìn)行調(diào)速。但這種方法在實(shí)際應(yīng)用中，可靠性較差，也導(dǎo)致電機(jī)功率因數(shù)降低。而改造后的現(xiàn)代串級(jí)調(diào)速，將逆變角固定一個(gè)最小值。再通過對(duì)斬波器的周期比率及導(dǎo)通時(shí)間，來(lái)對(duì)串入轉(zhuǎn)子回路的等效電勢(shì)的大小進(jìn)行調(diào)節(jié)。現(xiàn)代的串級(jí)調(diào)速方法，避免了傳統(tǒng)方法中功率因數(shù)降低、運(yùn)行可靠性差等不足，具有自身功耗小、控制電壓低、節(jié)電效果明顯、調(diào)速范圍廣、調(diào)速平滑等優(yōu)點(diǎn)，可以在火電廠中對(duì)高壓大中型電動(dòng)機(jī)調(diào)速改造中應(yīng)用此種技術(shù)。