根據(jù)統(tǒng)計(jì)，國電費(fèi)縣公司(2伊600MW)綜合廠用電率高于發(fā)電廠用電率約0.6%(兩臺機(jī)組合計(jì)達(dá)6000kW)，這主要是由于兩臺發(fā)電機(jī)勵磁銅耗(額定損耗為2伊1681kW)、定子鐵耗(額定損耗為2伊877kW)及兩主變銅耗(額定損耗為2伊1332kW)等引起。另外，因沒有相應(yīng)計(jì)能手段，電廠指標(biāo)不能直觀反應(yīng)發(fā)電機(jī)的定子銅耗(額定損耗為2伊762kW)、機(jī)械損耗(2伊1580kW)、附加損耗(額定損耗2伊1156kW)等部分本體損耗大小，但卻影響供電煤耗及效益。
1.優(yōu)化機(jī)組無功
(1)在保證電網(wǎng)電壓合格的基礎(chǔ)上，本著電網(wǎng)無功功率應(yīng)就地平衡、避免無功遠(yuǎn)距離輸送，以有利于電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行及節(jié)能目的的電網(wǎng)運(yùn)行原則，均衡附近電廠無功功率、增加變電站并聯(lián)電容器運(yùn)行組數(shù)或停用電抗器等，優(yōu)化電網(wǎng)無功分布，降低發(fā)電機(jī)過多的滯相無功功率(正常600MW 運(yùn)行時(shí)，無功常達(dá)270Mvar 左右)，可減少發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子銅耗(勵磁系統(tǒng)的勵磁變損耗、勵磁功率柜損耗、碳刷接觸電阻損耗數(shù)值也隨之減少，數(shù)值較小)、定子銅耗、定子鐵耗、附加損耗、主變銅耗、220kV 線路有功損耗等。這既有利于電網(wǎng)安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，又實(shí)現(xiàn)了本廠節(jié)能目的，達(dá)到網(wǎng)、廠雙贏，具備現(xiàn)實(shí)可操作性。上表是本廠2009 年9 月降低1 號機(jī)組無功進(jìn)行節(jié)能實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)。由上表說明，兩天中相同時(shí)間段內(nèi)，在發(fā)電量及其它條件、參數(shù)極其接近情況下，通過降低機(jī)組勵磁電流(勵磁變高壓側(cè)電流由157A 降至132A)，雖然降幅不大，但卻降低了1 臺發(fā)電機(jī)的本體與主變相關(guān)損耗(勵磁系統(tǒng)損耗、主變銅耗、定子鐵耗等)共計(jì)775kW(0.3777-0.3002=0.0775 萬度)。若計(jì)及定子銅耗、附加損耗等的減少量，實(shí)際降低1 臺機(jī)組損耗約1000kW， 兩臺機(jī)組可達(dá)2000kW，節(jié)能效果顯著。
(2)隨著電網(wǎng)日益堅(jiān)強(qiáng)、裝機(jī)總?cè)萘坎粩嗌撸谟秒姷凸绕诓恢粰C(jī)組負(fù)荷率低，而且電網(wǎng)因容性無功而升高電壓，電網(wǎng)調(diào)度要求電廠大幅度降低機(jī)組無功及至接近進(jìn)相。但有些電廠人員由于擔(dān)心無功偏低不利于發(fā)電機(jī)靜態(tài)穩(wěn)定，不能積極調(diào)整。事實(shí)上，現(xiàn)在的AVR 性能及可靠性很高，只要AVR 在“自動”方式(AVR 手動方式進(jìn)相時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視、調(diào)整并退出AGC 功能)，其低勵限制及相關(guān)保護(hù)投入正常、功角啄控制在約700、發(fā)電機(jī)端部溫升不超標(biāo)，并根據(jù)進(jìn)相試驗(yàn)數(shù)據(jù)及P-Q曲線、尤其是監(jiān)視廠用電壓在安全范圍后，積極降低無功、提升功率因數(shù)，在保證電網(wǎng)及發(fā)電機(jī)安全運(yùn)行的基礎(chǔ)上，就能大幅度地降低發(fā)電機(jī)、主變本體損耗。若有功不變，調(diào)整功率因數(shù)趨于“1”，即定子電流趨于最小時(shí)，節(jié)能效果應(yīng)最好。當(dāng)附近其他電廠把握時(shí)段而及時(shí)降低無功或電網(wǎng)調(diào)度采取投切無功補(bǔ)償裝置等措施后，未及時(shí)調(diào)低無功的電廠就沒有下調(diào)空間了。當(dāng)然，若需發(fā)電機(jī)進(jìn)相運(yùn)行，其深度確實(shí)不能過大。否則，既不利于安全，還不利于節(jié)能，此時(shí)應(yīng)與調(diào)度積極協(xié)調(diào)。
(3)迎峰度夏、迎峰度冬或單機(jī)運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)常因過載而降出力，并可能受到兩個(gè)《細(xì)則》考核。基于此，提高區(qū)域電網(wǎng)電壓，騰出容量，可多發(fā)有功(機(jī)組超出力時(shí))。即當(dāng)發(fā)電機(jī)定、轉(zhuǎn)子電流即將超限時(shí)，提前向調(diào)度匯報(bào)，申請電網(wǎng)提升區(qū)域電網(wǎng)電壓((投入35kV、10kV靜止容性補(bǔ)償器等)，為多發(fā)有功騰出容量。實(shí)施后，本公司220kV 電壓升高約1.5耀
2kV，單機(jī)可少發(fā)無功50Mvar、多發(fā)有功15MW(按發(fā)電機(jī)視在容量計(jì)算)。提高電網(wǎng)電壓后，若發(fā)電機(jī)定子電流或轉(zhuǎn)子電流仍將超額定值時(shí)，再申請退出AVC以降低機(jī)組無功的辦法(經(jīng)省調(diào)批準(zhǔn))。僅今年單機(jī)A修兩個(gè)月，另一臺機(jī)組增盈約60萬元(且不計(jì)兩個(gè)細(xì)則考核損失)，并降低了兩個(gè)細(xì)則考核損失(不計(jì))。本措施有實(shí)際操作性，應(yīng)具有長期、可觀的效益。
2.提高發(fā)電機(jī)氫氣純度
費(fèi)縣公司自2012 年實(shí)施發(fā)電機(jī)氫氣提純節(jié)能(氫氣純度由降至96%提純，改為降至97%即提純)。在發(fā)電機(jī)機(jī)械損耗(1580kW)中，轉(zhuǎn)子鼓風(fēng)損耗約占50%。氫氣純度下降，會明顯增大鼓風(fēng)損耗。根據(jù)美國《電力工程》論文，600MW 發(fā)電機(jī)提高1 個(gè)氫氣純度，可降低鼓風(fēng)損耗超200kW。本公司氫氣成本約5 元/m3，發(fā)電機(jī)提高1 個(gè)氫氣純度約需40m3氣體，折合費(fèi)用為200 元。按機(jī)組4 天降低1 個(gè)氫氣純度、年連續(xù)運(yùn)行280 天計(jì)算，兩臺發(fā)電機(jī)提純后，年多耗2.8 萬元?dú)錃狻３錃獬杀荆鄳?yīng)兩臺機(jī)組年度效益超100 萬元(除稅后，0.38 元/kWh)。很明顯，盡量提高氫氣純度不但安全性高，而且效益明顯。另外，提純節(jié)能的實(shí)時(shí)效果，只與發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速有關(guān)，而與發(fā)電機(jī)有、無功負(fù)荷無關(guān)。即只要發(fā)電機(jī)運(yùn)行，因轉(zhuǎn)速是穩(wěn)定的，其經(jīng)濟(jì)效益始終是可觀的;節(jié)能效果體現(xiàn)于供電(發(fā)電)煤耗的降低，廠用電率不能反映;氫氣提純使鼓風(fēng)損耗(發(fā)熱)降低后，對同時(shí)降低了氫冷器冷卻水量的效益忽略不計(jì)。
3.均分電流法
(1)要降低發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子銅耗、定子銅耗、定子鐵耗、附加損耗、主變銅耗等，在保證穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)上，可盡量平分兩臺發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子勵磁電流和定子電流。以轉(zhuǎn)子為例，假設(shè)為保持電網(wǎng)電壓合格，本廠所對應(yīng)的勵磁電流總數(shù)為10A，若一臺機(jī)運(yùn)行電流I1 為3A，另一臺機(jī)I2 為7A，則兩機(jī)轉(zhuǎn)子繞組總銅耗P為58RW(P=I12R+I22R，R 為轉(zhuǎn)子繞組回路電阻);而兩臺機(jī)均帶5A 時(shí)，則總銅耗P為50RW。很明顯，平分前后兩種狀態(tài)的損耗有差別，電流平分則節(jié)能。事實(shí)上，勵磁電流平分后，總勵磁電流需求量反而下降(這是因?yàn)閮砂l(fā)電機(jī)同步電抗無功消耗降低)，致使每臺機(jī)轉(zhuǎn)子電流減少，則轉(zhuǎn)子能耗進(jìn)一步減少。還有，勵磁電流平分后，因降低了無功偏高的機(jī)組定子鐵芯磁通飽和度，還可能使兩機(jī)組的總鐵耗下降。同理，若條件允許，還可使兩臺發(fā)電機(jī)定子電流趨于相等，可降低兩臺機(jī)組的定子銅耗、主變銅耗等。另外，采用上述調(diào)整后，由于發(fā)電機(jī)本體總能耗下降，相應(yīng)也減少了氫氣冷卻器、定子水冷卻器的冷卻水量，也同時(shí)節(jié)能。上述5方面的節(jié)能應(yīng)以百千瓦計(jì)。
(2)此方法同樣適用于廠用電系統(tǒng)。可盡量調(diào)整6kV、400V 各分段母線負(fù)荷均衡，這既可以預(yù)防因負(fù)荷過于集中使變壓器容量冗余不足，或電源回路電流長期過大帶來的安全可靠性問題，還同時(shí)能降低變壓器及電纜回路的銅耗而節(jié)能。
4.降低電氣設(shè)度
銅、鋁金屬電阻隨著溫度的降低而降低，反之而增大(變化10益約影響4%費(fèi)縣公司廠區(qū)淵桑黎明攝冤電阻大小)。所以降低本體溫度能使變壓器、電機(jī)等的銅耗散熱隨之降低。每降低5益，兩臺機(jī)組節(jié)約廠用電應(yīng)以百千瓦計(jì)。這也是冬季廠用電率偏低的原因之一。例如，可增加主變壓器冷卻器運(yùn)行組數(shù)，雖然冷卻器能耗增加了，但卻更大幅度地降低了變壓器的銅耗，綜合比較反而節(jié)能。本廠強(qiáng)油導(dǎo)向風(fēng)冷主變壓器一組冷卻器電功率僅為6kW(3 臺1.5kW 風(fēng)扇、1 臺1.5kW油泵組成)，而冷卻功率卻達(dá)275kW，多啟一組冷卻器約降低繞組5益，即能降低主變銅耗約30kW，遠(yuǎn)大于一組冷卻器6kW電能消耗。之前，某些電廠曾采取多停主變冷卻器而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，結(jié)果應(yīng)是其反的。另外，長時(shí)間運(yùn)行后，主變冷卻器散熱片也易臟污，導(dǎo)致散熱不良，應(yīng)及時(shí)沖洗、清污，提高冷卻效果而實(shí)現(xiàn)節(jié)能。所以重視發(fā)電機(jī)、電動機(jī)、變壓器冷卻器的日常維護(hù)、提高冷卻能力，及時(shí)清理配電室墻體濾網(wǎng)、配電盤及柜濾網(wǎng)，并根據(jù)環(huán)境溫度隨時(shí)開啟門、窗等加強(qiáng)自然通風(fēng)，以及冬天可適當(dāng)降低室內(nèi)暖氣溫度(使環(huán)境溫度不低于5益即可)等，不僅能降低電氣設(shè)備本身溫度以延長其使用壽命，同時(shí)還降低了設(shè)備本身電耗及暖氣耗能，可達(dá)到不花錢而綜合節(jié)能的目的。
5.并網(wǎng)后盡早將廠用電切至高廠變供電、正常停機(jī)時(shí)盡量延遲廠用電切至啟備變時(shí)間
本廠為典型的發(fā)電機(jī)單元制接線方式(見上圖)。高廠變接于發(fā)電機(jī)出口20kV 母線，啟備變接于主變出口220kV 母線，高廠變與啟備變損耗基本相等。并網(wǎng)后，當(dāng)廠用電由啟備變供電時(shí)，可理解為發(fā)電機(jī)電能經(jīng)主變及啟備變兩級變換后供給6kV廠用母線。而廠用電由高廠變接帶時(shí)，發(fā)電機(jī)電能只經(jīng)其一級變換就供給6kV廠用母線。故同等發(fā)電機(jī)運(yùn)行功率下，盡早將廠用電切至高廠變供電，一方面，能為防止另一臺機(jī)組跳閘而騰出啟備變電源容量(啟備變?nèi)萘坑邢?，以時(shí)刻保證廠用電安全;另一方面，降低了本機(jī)組主變電流，可降低其銅耗;而且減少了主變無功損耗，還使發(fā)電機(jī)少發(fā)無功而節(jié)能。但并網(wǎng)后切至高廠變供電時(shí)，應(yīng)在機(jī)組穩(wěn)定后進(jìn)行，要注意安全性。同理，正常停機(jī)時(shí)，盡量延遲廠用電切至啟備變，同樣具有節(jié)能效果。
6.調(diào)整廠用電壓
發(fā)電廠廠用負(fù)荷以異步電動機(jī)為主，廠用電壓高低影響電動機(jī)損耗及效率。費(fèi)縣公司在深入、跟蹤論證的基礎(chǔ)上，實(shí)施了調(diào)低兩臺機(jī)組廠用電壓2.5%措施(即高廠變分接頭變比調(diào)高一個(gè)檔位)。調(diào)整前，6kV 母線電壓常(多數(shù)時(shí)間)運(yùn)行于6.4kV 之上(就地PC 母線電壓常超420V)。調(diào)整后，6kV母線電壓多數(shù)時(shí)間段為運(yùn)行于6.2耀6.4kV 之間，就地PC母線電壓控制于410V之內(nèi)。電壓偏高危害：淤電機(jī)、變壓器激磁損耗增大;于異步電機(jī)啟動電流大、啟動力矩大、扭力矩大，易造成機(jī)械損壞;盂易產(chǎn)生諧波過電壓和諧波損耗;榆方式、潮流變化，發(fā)生更高電壓的幾率上升。費(fèi)縣公司廠用電壓調(diào)整前，閥門電動控制板發(fā)生多次因電壓高而燒損，影響了發(fā)電。電壓調(diào)低后，已很少發(fā)生。這就是安全、效益的明證。
上述六類節(jié)能辦法，應(yīng)是在保證設(shè)備安全、條件允許后進(jìn)行的參數(shù)或方式優(yōu)化，不能機(jī)械使用。例如2.1 條中，下調(diào)本廠發(fā)電機(jī)無功出力而節(jié)能，應(yīng)在電網(wǎng)電壓合格、無功就地平衡的原則下執(zhí)行。否則，將影響電網(wǎng)及廠用電壓的穩(wěn)定。并且電網(wǎng)電壓降低后，也增大了線路損耗。重要的是運(yùn)行人員應(yīng)不斷探索電氣節(jié)能理論，日常不斷積累不同狀態(tài)的運(yùn)行數(shù)據(jù)、試驗(yàn)數(shù)據(jù)，進(jìn)而綜合分析、優(yōu)化調(diào)整，自覺實(shí)踐節(jié)能手段，達(dá)到不需投資就可電氣節(jié)能的目的。來源：北極星電力網(wǎng)新聞中心
