1引言 發(fā)電廠廠用輔機一般均采用電動機拖動，200MW機組的廠用電量占發(fā)電量的9％～10％左右，如何降低廠用輔機的耗電量，是每一個管理人員、工程技術(shù)人員和員工盡力所作的事情，目前我公司廠用6kV母線運行電壓在機組滿負(fù)荷情況下較電動機額定電壓高出1.67％～3.3％，對應(yīng)此電壓的廠用高壓變壓器抽頭位置是在秦嶺電廠建廠初期，陜西東部電網(wǎng)電壓較低的情況下確定的，全廠建成以后，所在地區(qū)電網(wǎng)低電壓運行的狀況已經(jīng)得到改觀，近年以來，運行中大量的輔機電動機運行在較高電壓狀態(tài)下，不僅危及電動機絕緣，而且使電動機損耗大大增加（電動機銅損與運行電壓的平方成正比、鐵損在高于額定電壓時也急劇上升），過高的運行電壓會增加無謂的電能浪費。所以需要給廠用輔機優(yōu)選一個合理的電壓范圍，進(jìn)一步挖掘設(shè)備的節(jié)能潛力，使廠用電率能夠降低到正常水平。以下是可以從選擇廠用母線的經(jīng)濟(jì)電壓方面做的工作。 2行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對廠用母線運行電壓的規(guī)定 《200MW電氣運行規(guī)程》之（廠用電動機規(guī)程）規(guī)定：①廠用電動機允許在電壓變化為額定的+10％～5％范圍內(nèi)運行，其額定出力不變。②電動機供電電壓超出95％～110％范圍時，應(yīng)立即報告值長和電氣班長。③電動機額定冷卻條件下運行電壓高（低）于額定電壓+10％（-5％）時，電流應(yīng)相應(yīng)允許低（高）于額定電流的+5％（-10％）。 3廠用輔機電動機損耗的特點和降低該損耗的途徑 廠用輔機電動機損耗包括鐵損和銅損兩部分，它們的變化與外加電壓的變化有關(guān)。制造廠家為了充分利用鐵心材料，降低成本，電動機在額定情況下運行時，鐵心是處于接近飽和狀態(tài)的，如附圖所示點A。當(dāng)電壓變化時，電動機的鐵心飽和程度將發(fā)生變化，從而可能引起激磁電流的急劇變化，在鐵心飽和的情況下，激磁電流的變化要比電壓變化大得多。同時隨著鐵心飽和程度的變化，電動機的漏抗也會變化。所以，電動機定子端電壓U 的變化對電動機運行的性能影響很大。 U>U 時，電動機中的磁通將增加，由于電動機磁路的飽和，在磁通增加不多的情況下激磁電流I 將大大增加。另一方面，電動機的電磁力矩M將正比于電壓U 的平方而增加，在負(fù)荷力矩一定時，轉(zhuǎn)差率s將減小，轉(zhuǎn)子電流I 也將隨之減小。由于在額定負(fù)載范圍內(nèi)運行時，轉(zhuǎn)差率很小，因此由于轉(zhuǎn)差率減小而引起轉(zhuǎn)子電流的減小小于激磁電流增加。結(jié)果使定子電流上升，電動機的功率因素變壞。因此，在U>U 時，不僅鐵損增大，而且定子繞組的銅損也要增加，這就使定子繞組的發(fā)熱可能超過允許值。 U>U 時，由于磁通的減小使激磁電流I 也減小，電動機磁路不飽和，因此電動機激磁電流降低的變化是不大的。另一方面，電動機的電磁力矩M將正比于電壓U 的平方而降低，負(fù)載力矩一定并較重，如輸出額定功率時，電磁力矩M減小將使轉(zhuǎn)差率S增加較多，轉(zhuǎn)子電路的功率因素COS 變壞。由于磁通的減小，COS 降低，必將引起轉(zhuǎn)子電流I 大大增加，直到電動機產(chǎn)生的電磁力矩和負(fù)載力矩平衡為止。如果電壓降低過多，轉(zhuǎn)差率的增大而引起轉(zhuǎn)子電流的增加將大于激磁電流的減小。結(jié)果使電動機的功率因素變壞，轉(zhuǎn)子和定子電流將超過允許值。雖然由于磁通減小，鐵損或許降低一些，但銅損隨電流的平方而成正比的增加，所以總的損耗還是增加，電機將會過熱。 因此，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《規(guī)程》規(guī)定：電動機的外加電壓不得超過額定電壓的110％，不得低于額定電壓的95％。即是在95％～110％額定電壓范圍內(nèi)電動機的總損耗也是不一樣的，分析外加電壓的目的是尋找一個最經(jīng)濟(jì)的運行電壓。 我廠3#～6#廠用高壓變壓器抽頭目前均運行在Ⅵ檔，這個檔位是在建廠初期，陜西東部電網(wǎng)電壓水平較低的背景下．為了滿足廠用輔機運行而定的，經(jīng)過20余年的快速發(fā)展，規(guī)模不斷增大，本地區(qū)電網(wǎng)已不存在低電壓運行的情況，在我廠出現(xiàn)低谷時段控制點電壓高不可調(diào)的現(xiàn)象時有發(fā)生，機組空載和低負(fù)荷運行時電壓高的現(xiàn)象更嚴(yán)重。 由于電動機自身阻抗不變，實際耗電功率一般與運行電流和供電電壓關(guān)系密切，而鐵磁損耗在額定電壓以上時隨運行電壓的升高急劇上升．銅損則與運行電流的平方成正比例，電動機負(fù)載一定時的運行電流又和電壓成比例，對于每一臺電動機來說，目前的供電電壓是否能夠使其鐵損、銅損總和達(dá)到最小值的經(jīng)濟(jì)電壓。所以有必要在95％～110％額定電壓范圍并兼顧設(shè)備安全的同時，尋找一個最經(jīng)濟(jì)的運行電壓。 如果己知YXV=d（U），通過求導(dǎo)數(shù)的方法，可以求出極小值，這對單臺電動機尚可，但是找出全廠所有輔機電動機損耗最小的函數(shù)表達(dá)式的方法十分繁冗。所以對于全廠眾多的廠用輔機電動機運行中自身損耗可以用試驗（調(diào)節(jié)電壓）方法的來求函數(shù)的極值 以便找出該 對應(yīng)的6kV母線電壓U即經(jīng)濟(jì)電壓。 我公司6 kV母線的電壓允許范圍為：5.7～6.6kV，目前機組帶滿負(fù)荷時，各輔機均處于最大方式，經(jīng)觀察各廠用母線電壓在6.1～6. 2kV甚至更高，為電動機的+1 .67％～+3. 3％U 或以上，該電壓是否就是所有輔機運行的經(jīng)濟(jì)電壓，偏離電動機經(jīng)濟(jì)電壓過多勢必造成損耗增加，我公司主要的耗電設(shè)備一廠用輔機電動機在設(shè)計容量上有足夠的富裕度，目前多數(shù)設(shè)備的出力調(diào)節(jié)靠安裝在機械端的擋板、閥門或再循環(huán)來進(jìn)行，如鍋爐吸、送風(fēng)機擋板均運行在截流（大約在50％開度）狀態(tài)等，截流損失嚴(yán)重，電壓適當(dāng)降低不至于使運行電流超過額定值，所以在機組滿負(fù)荷、不改變廠用系統(tǒng)輔機運行方式、不同電壓下，對廠高變實際負(fù)荷進(jìn)行測定，確定廠用母線電壓接近電動機額定值的最經(jīng)濟(jì)的電壓，使廠用輔機電動機的損耗（鐵損和銅損）乃至輸入功率工作在最小工況下，以達(dá)到節(jié)電的目的。就目前運行電壓來看，適當(dāng)降低廠用母線電壓應(yīng)是可行的。 4 目前廠用電運行情況的分析計算 我們查閱廠用高壓工作變壓器參數(shù)，以便對發(fā)電機電壓在±10％U ，廠用高壓工作變壓器負(fù)荷由50％～100％額定容量變化時，6 kV母線電壓進(jìn)行計算，表1是3#～6#廠高變有關(guān)參數(shù)。 通過觀察，機組在最大方式下，廠高變負(fù)荷率接近70％容量。在此運行狀況下發(fā)電機機端電壓在±10％U 變化時，廠用母線電壓在變壓器各檔位下變化計算如表2所示。