浅析小型水电站厂用电节约的优化措施

(华能甘肃水电开发有限公司，甘肃 兰州 730060)

水电站厂用电指标使用综合厂用率，反映电站厂用电消耗的实际情况，可通过厂用电率合理性分析电站厂用耗电情况以及节能降耗挖潜的空间，促进厂用电的合理管理，提高电站效益。科学合理安排不同环境、不同工况下的设备运行，优化厂用负荷的运行措施，可以在保障设备正常运转的同时，达到更好的节能效果。

1 水电厂用负荷组成

小型电站综合厂用电量，一般包括厂内设备设施用电和供电线路的损耗，有些电站的专线对外直供电量也计入综合厂用电量。其中，厂内用电量是最主要的负荷，包括自用负荷、公用负荷和附属负荷等。线路损耗则与电压等级、输送距离有关。

1.1 自用负荷

自用负荷一般是主辅机设备和主变设备的用电负荷，包括有蝶阀压油装置的油泵、调速器压油装置的油泵、励磁系统的冷却风扇和启励电源、机组循环供水水泵、主变的冷却风扇和循环油泵等主设备用电。

1.2 公用负荷

公用负荷一般是厂内公用系统、机械设备等用电负荷，包括有站内油、气、水等系统用电；直流电源与通信电源；厂房桥机和尾水闸门启闭机用电；全厂的照明、通风空调、采暖、消防等系统用电；检修电源等。

1.3 附属负荷

附属负荷主要包括枢纽、进水口等部位水工机械设备用电、坝区和道路照明、厂内为生产服务的生活用电等。

2 水电厂用电的使用分析

水电站综合厂用率一般在2%～4%之间,小型电站因厂用负荷设计保证率的要求和辅助设备相对较少，综合厂用率一般在低限值。

2.1 厂用电量影响因素分析

综合厂用率最直接影响因素就是综合厂用电量的大小，表1是6座小型水电站2019年度的厂用电量实际消耗水平。

通过厂用电管理实践可以初步分析水电厂用电量的主要影响因素，具体包括：不同环境、不同规模、不同类型的水电站厂用电量不同，与主辅机设备数量、用电负荷设计水平有较大关联，一般贯流式机组辅机设备较多，厂用电量较高；厂用电量一般与发电量成正相关，汛期时生产厂用较高；厂内用电量中的自用负荷和公用负荷用电量是较长时段消耗的用电量，设备保证率要求相对较高，耗电量一般占到厂用电的80%以上，附属负荷均是短时段或间歇用电，用电量较小；主变损耗、渗漏排水用电和严寒地区冬季采暖电热用电等特殊因素有可能对小型电站厂用电量影响较大，需要重点关注；部分电站的专线供电量和线路损耗是造成综合厂用电量在部分时段异常偏高的原因。如表1中电站6外送线路有40km，同时厂内还有一条5km的10kV直配电，保障冬季运行期间用电。

2.2 厂用电量多少影响因素分析

厂用电量多少影响因素较多，与电站设备设施配置、启停方式和使用频率有关，也与电站厂用电合理管理有关，其中主变损耗、备自投备用方式、厂内电机耗电以及人员节约用电意识不强是重要因素，降低厂用电可以从设备优化运行、设备技术改造和用电合理管理等方面着手采取措施。

表1 厂用电量对比 单位：万kW·h

续表

3 水电厂用电节能措施

3.1 用电设备的优化运行

3.1.1 减少机组冷却系统的耗电量

冷却系统设备一般选择在极端运行环境下，保证发电机定转子温升满足要求的冷却风机。因此，在冬季、夜间时段环境或发电机空轻载工况下，可根据环境温度合理安排冷却风机的运行时间和负荷，减少厂用电量。冷却系统维护时，也应及时对管路、散热器进行清扫和疏通，保证散热效果。

3.1.2 选用节能型变压器

选用节能型变压器可显著降低变压器的空载损耗、负载损耗。考虑将备自投方式由明备用的热备用方式变换为暗备用的内桥断路器备自投方式，减少备用变压器的空载损耗，节能降耗。

3.1.3 加强厂内设备管路的巡回检查和维护

日常运行期间，要加强厂内设备管路的巡回检查和维护，及时处理“漏油、漏水、漏气”等设备缺陷，减少辅助设备的启停次数，减少厂用电量。

3.1.4 合理控制技术供水系统的运行时间和启动次数

制定设备定期轮换和试运转工作管理制度，减少电机运行时间；要做到勤调整设备阀门,减少水泵启动频次和时间；及时清洗滤水器,保证水泵的工作压力；检查和维护水泵密封，减少渗漏量。

3.2 辅助设备的技术改造

在保证安全运行情况下加装变频器，电机设备由工频改为变频运行模式，做到不同工况下的设备节能；冷却系统考虑在发电机转子上安装风斗，加强空气流通冷却,提高机组降温散热效果。中低水头电站的技术供水可以考虑采取水轮机顶盖取水，自流供水,减少水泵设置，节能降耗。

3.3 机组设备的经济运行

通过运行时负荷优化调整，避免机组长时间低负荷运行和减少机组空转耗水量；设备运行中，尽量减少无功功率，提高发电机效率，既能降低主变和定子的温升，保证设备安全稳定运行，又能降低发供电过程中的损耗，提高输送功率。

3.4 厂内照明的合理管理

厂内照明要充分利用自然光照，合理规划区分不同区域的照度要求。厂内照明应使用高效节能、寿命长的节能灯器具，节能灯具较普通灯具可节电70%～80%。同时在厂内区分正常工作和夜间工作模式，采用分区照明、间隔开灯等方式，对于非重点工作区域采用不同的线路控制等措施。

3.5 电能计量的有效管理

电能计量误差由电压互感器、电流互感器、电能表等设备误差和PT二次回路压降引起的误差组成，其中PT二次回路压降引起的误差是主要因素。定期检测PT二次回路压降,对二次回路连接导线、开关及接线端子进行检查维护，降低计量误差。同时可以考虑通过减少PT二次回路电流、阻抗，增加补偿装置，更换高精度电能表等措施提高电能计量水平。

4 结 语

水电站的节能降耗，要充分调动电站员工的积极性和主动性，采取节约厂用电的措施，优化设备运行方式，利用技术改造节能降耗，合理进行厂用电的使用和管理，达到保证电站安全生产、增加有效发电量、最终提高电站效益的目标。