发电厂（推荐8篇）
一、厂内噪音源分析
经现场勘测，确定厂区内主要噪声源为锅炉噪声，尤其是锅炉房外露天安装的鼓风机和引风机噪声。
二、本项工程治理标准：
（1）针对厂内：《工业企业噪声卫生标准》规定员工接触噪声时长8小时，噪声值不可超过85dB（A）。
（2）针对厂界：《工业企业厂界噪声排放标准》（GB12348-2008）的Ⅱ类标准规定，昼间噪声排放不超过55dB（A），夜间噪声值不超过45dB（A）。
三、发电厂噪声治理思路
结合项目特点采用切合实际的隔、消、吸、阻尼减振等综合噪声治理措施，其中隔声作为主要措施，其次是消声、吸声以及阻尼减振等。
四、治理措施简述
此次治理方案中，我们优先治理重点噪声源；部分地段采用加装隔音屏障，隔声罩等方式分别治理，以确保厂区噪声达到标准。
1、风机送风风道噪声影响较大，低频噪声尤为突出。此次工程对风机送风管道采取阻尼复合减振降噪处理，降噪量≥25dB(A)。
天津大港发电厂2014年上半年发电量完成29.62×108k W·h, 供电煤耗累计完成336.50g/k W·h, 机组综合厂用电率完成10.15%, 机组发电水耗率完成0.403kg/k W·h。2013年节能量累计完成的65.7%“十二五”节能目标任务, 并达到了国家及天津市规定的能耗限额考核要求。
在环保改造期间, 大港发电厂还承担了国家“863”科技项目———“300MW等级燃煤电厂PM2.5控制示范应用项目的研究”工作, 通过替代单相电源、优化电场布置、改善除尘器通流等手段, 使烟尘排放浓度由30~50mg/Nm3全面降至20mg/Nm3以下。其中, 3#机组通过配合低温省煤器改造, 烟尘排放浓度更是降到了2~3mg/Nm3, 创造了全国燃煤机组烟尘清洁排放的新纪录。同时, 在大幅度提高环保指标的情况下降低供电煤耗3 g/k W·h, 节约水30t/h时, 实现了环保与经济效益的“双赢”。其综合改造费用也比布袋除尘式改造节省50%以上, 为老电厂环保改造提供了典范。截至目前, 全厂环保系统改造升级共计投入67883万元。
下半年, 要继续认真开展能效对标, 以能耗指标先进机组及国内同类型机组先进水平为标杆, 开展全范围对标工作。深入落实能耗诊断工作, 有针对性地制定节能优化整改方案, 切实降低机组能耗。配合做好3#、4#汽轮机通流改造等重大节能技改工作。完善节能管理信息平台, 优化节能管理流程, 提升节能管理水平。完成能源审计工作, 形成报告并通过政府主管部门审核。完成水平衡测试, 完善用水计量的各级表计及用水统计, 规范节能用水管理, 进一步降低水耗。
发电足球
这种发电方法，绝对能让足球迷们乐翻天：只要在运动时尽兴踢足球，天黑了就可以抱着足球灯看书了。
这是美国哈佛大学的四名女大学生发明的可发电足球。足球怎么会发电呢？原来，在物理学上有种电磁感应现象，该现象告诉我们，当闭合电路的导体穿过磁场并切割磁力线时，就能产生电流。她们利用这种现象，在足球内部装上金属线圈、磁铁和蓄电池；金属线圈就是导体，磁铁可产生磁场，蓄电池则负责存储电能。当足球运动时，线圈不断切割磁力线，电流就源源不断地产生并存储起来了。
口罩发电机
当人们戴上口罩时，无论呼气还是吸气，在口罩内都会产生一股小小的电流，这其中蕴藏着动能，要是能利用这些能量发电就好了！
巴西研究人员乔克·保罗灵机一动，把一个小型发电装置装在口罩内，口罩摇身一变，成了一个小型发电机。
用口罩发电的好处是显而易见的，因为无论我们身处何地，在做何事，都必须呼吸，哪怕睡觉时也要呼吸。呼吸产生的能量看似十分微小，但日积月累也很可观。保罗的实验表明，只要利用8小时的呼吸能量，就可以为一部普通手机充满电。也就是说，如果你晚上睡觉时戴上充电口罩，第二天就可以用它给手机充满电了。
唱歌也发电
这是一款新型T恤衫， 可通过高声音乐为手机充电，而且制作原理并不复杂。它的内部置有一张纯白色、打印纸大小的压电式薄膜。当各种各样的声音不断冲击压电薄膜时，就会引起薄膜振动并挤压其中的压电晶体，压电晶体便把振动的能量转化为电能，从而完成充电。
（摘自《我们爱科学》，选入时有删改）
（吉林*马东/荐）
答：按原动机分：凝气式汽轮机发电厂，燃汽轮机发电厂，内燃机发电厂和蒸汽—燃气轮机发电厂。按燃料分：燃煤发电厂，燃油发电厂，燃气发电厂，余热发电厂。
按蒸汽压力和温度分：中低压发电厂，高压发电厂，超高压发电厂，亚临界压力发电厂，超临界压力发电厂，超超临界压力发电厂。按输出能源分：凝气式发电厂，热电厂。
火力发电厂的生产过程概括地说就是把煤炭中的化学能转变成电能的过程，整个生产过程分为三个阶段：（1）燃料的化学能在锅炉燃烧中转变成热能，加热锅炉中的水使之变成为蒸汽，称为燃烧系统。（2）锅炉生产的蒸汽进入汽轮机冲动汽轮机的转子旋转，将热能转变机械能，称为汽水系统。（3）由汽轮机转子旋转的机械能带动发动机旋转，把机械能转变为电能，称为电气系统。特点：（1）火电厂布局灵活，装机容量的大小可按需求而定。
（2）火电厂的一次性建造投资少，单位容量的投资仅为同容量水电厂的一半左右，火电厂的建造工期短，两台30KW机组，工期为3—4年，发电设备年利用小时数较高，约为水电厂的1.5倍。
（3）火电厂耗煤量大，目前发电用煤约占全国煤炭总产量的一半左右，加上运煤费用和大量用水，其生产成本比水力发电要高出3—4倍。
（4）火电厂动力设备繁多，发电机组控制操作复杂，厂用电和运行人员都多于水电厂，运行费用高。（5）燃煤发电机组由停机到开机并带满负荷需要几个小时到十几个小时，并附加耗用大量燃料。（6）火电厂担负调峰，调频或事故备用，相应的事故增多，强迫停运率高，厂用电率高。（7）火电厂的各种排放物对环境的污染较大。
1-4试简述水力发电厂的分类，其电能生产过程及其特点？
答：按集中落差的方式分：（1）堤坝式水电厂（a）坝后式水电厂，（b）河床式水电厂，（2）引水式水电厂。按径流调节的程度分：（1）无调节水电厂，（2）有调节水电厂（a）日调节水电厂，（b）年条件水电厂，（c）多年调节水电厂。
生产过程：从河流较高处或者水库引水利用水的压力或流速冲动水轮机旋转，将水能转变为机械能，然后由水轮机带动发动机旋转门将机械能转变成电能。
特点：（1）可以综合利用水能资源。（2）发电成本低，效率高。（3）运行灵活。（4）水能可以储蓄和调节。（5）水力发电不污染环境。（6）水电厂建设投资较大，工期较长。（7）水电厂建设和生产都受到河流的地形，水量及季节气象条件的限制。（8）由于水库的兴建，土地淹没，移民搬迁，给农业生产带来一些不利，还可能在一定程度上破坏自然界得生态环境。
1-5试简述抽水蓄能电厂在电力系统中的作用及其效益？
答：作用：（1）调峰（2）填谷（3）事故备用（4）调频（5）调相（6）黑启动。（7）蓄能。效益：容量效益，节能效益，环保效益，动态效益，提高火电设备利用率，对环境没有污染且可以美化环境。2-1哪些设备属于第一次设备？哪些设备属于二次设备？其功能是什么？
答;一次设备：（1）生产和转换电能的设备。（2）接通或者断开电路的开关电器。（3）限制故障电流和防御过电压的保护电器。（4）载流导体。（5）互感器，包括电压互感器和电流互感器。（6）无功补偿设备。（7）接地装置。
二次设备:(1)测量表计。（2）继电保护，自动装置及远动装置。（3）直流电源设备。（4）操作电器，信号设备及控制电缆。
功能：一次设备通常是把生产，变换，输送，分配和使用电能的设备。
二次设备是对一次设备和系统的运行状态进行测量，控制，监视和起保护作用的设备。2-2简述300MW发电机组电气接线的特点及主要设备功能？
答：300MW发电机组采用发电机—变压器单元接线，变压器高压侧经引线接入220KV系统。特点：（1）采用发电机—变压器单元接线，无发电机出口断路器和隔离开关。
（2）在主变压器低压侧引接一台高压厂用变压器，供给厂用电。
（3）在发电机出口侧通过高压熔断器接有三组电压互感器和一组避雷器。（4）在发电机出口侧和中性点侧，每相装有电流互感器4只。
（5）发电机中性点接有中性点接地变压器。
（6）高压厂用变压器高压侧，每相装有电流互感器4只。
2-7并联高压电抗器有哪些作用？抽能并联高压电抗器与并联高压电抗器有何异同？
答：作用：（1）限制工频电压升高。（2）降低操作过电压。（3）消除发电机带长线出现自励磁。（4）避免长距离输送无功功率并降低线损。（5）限制潜供电流。
并联高压电抗器带辅助抽能线圈，而抽能并联高压电抗器为单相式，具有单相铁心结构，冷却方式为油浸自冷，每台容量为40Mvar，并联电抗器一次和抽能绕组的额定电压为525/√3/5.85√3KV，抽能绕组输出电压的误差范围为百分之负4到百分之5。中性点电抗器采用又浸空心电感式，具有较强的短路过载能力。3-1 研究导体和电气设备的发热有何意义？长期发热和短时发热各有和特点？
答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低；使金属材料的机械强度下降；使导体接触部分电阻增加。导体短路时，虽然持续时间不产，但短路电流很大，发热量仍然很多，这些热量在短时间内部容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到点动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，有正常工作电流产生的；短时受热，由故障时的短路电流产生的。
3-2为什么要规定导体和电气设备的发热允许温度？短时发热允许温度和长期发热允许温度是否相同，为什么？
答：电气设备有电流通过时将产生损耗，这些损耗都将转变成热量使电气设备的温度升高。发热对电气设备的影响：使绝缘材料性能降低：是金属材料的机械强度下降：时导体接触部分电阻增加。导体短路时；虽然持续时间不长，但短路电流很大，发热量仍然很多，这些热量在短路时间内不容易散出，于是导体的温度迅速升高。同时，导体还受到电动力超过允许值，将使导体变形或损坏。由此可见，发热和电动力是电气设备运行中必须注意的问题。长期发热，有正常工作电流产生的;短时发热，有故障时的短路电流产生的。
3-3 导体长期发热允许电流是根据什么确定的?提高允许电流应采取哪些措施？
答：是根据导体的稳定温升确定的，为了提高导体的载流量，宜采用电阻率小的材料，如铝和铝合金等。导体的形状，再同样截面积的条件下，圆形导体的表面积较小，而矩形和椭形的表面积则较大。导体的布置应采用去散热效果最佳的方式，而矩形的截面积导体的散热效果比平方的要好。3-6 电动力对导体和电气设备的运行有何影响？
答：电气设备在正常状态下，由于流过导体的工作电流相对较小，相应的电动力也较小，因而不易为人们所察觉。而在短路时，特别是短路冲击电流流过是，电动力可达很短的数值，当载源导体和电气设备的机械强度不够时，将会产生变形或损坏，为了防止这种现象的产生，必须研究短路冲击电流产生电动力的大小和特征，以便选用适当强度的导体和电气设备，保证足够的动稳定性，必要时也可采取限制短路电流的措施。
3-10 可靠性的定义是什么？电力设备常用的可靠性指标有哪些：
答：可靠性定义为元件，设备和系统在规定的条件下和预定时间内，完成规定功能的概率。从可靠性观点看，电力系统中使用的设备（元件）可分为可修复元件和不可修复元件两类。不可修复元件常用的可靠性指标有可靠度，不可靠度，故障率和平均无故障工作时间等。可修复元件常用的可靠性指标有可靠度、不可靠度、故障率、修复率、平均修复时间、平均运行周期、可用度、不可用度、故障频率。3-12 电气主接线的可靠性指标有哪些？
答：电气主接线的可靠性指标用某种供电方式下的可用度、平均无故障工作时间、每年平均停运时间和故障频率等表示。
4-2 隔离开关与断路器的主要区别何在？在运行中，对他们的操作程序应遵循哪些重要原则？
答：主要区别：断路器有专用灭弧装置，可以开断负荷电流和短路电流，用来作为接通或切断电路的控制电器。而隔离开关没有灭弧装置，起开合电流作用极低，只能用作设备停用后退出工作时断开电路。操作顺序：对他们的操作中，保证隔离开关“先通后断”。
母线隔离开关与线路隔离开关的操作顺序：母线隔离开关“先通后断”，即接通电路时，先合母线隔离开关，后合线路隔离开关；切断电路时，先断开线路隔离开关，后断开母线隔离开关。
4-3 主母线和旁路母线各起什么作用？设置专用旁路断路器和以母联断路器或分段断路器兼作旁路断路器，各有什么特点？检修出线断路器时，如何操作？
答：主母线主要用于汇聚电能和分配电能，旁路母线主要用于配电装置检修断路器时不致中断回路而设计的。设计旁路断路器极大的提高了可靠性，而分段断路器兼作旁路断路器的连接和母联断路器兼作旁路断路器的接线，可以减少设备，节省投资。
当出线的断路器需要检修时，先合上旁路断路器，检查旁路母线是否完好，如果旁路母线有故障，旁路断路器在合上后会自动断开，就不能使用旁路母线。如果旁路母线完好，旁路断路器子合上后就不会断开，先合上出线的旁路隔离开关，然后断开出线的断路器，在断开两侧的隔离开关，有旁路断路器代替断路器工作便可对断路器进行检修。
4-4 发电机——变压器单元接线中，在发电机和双绕组变压器之间通常不装设断路器，有何利弊？ 答：利：不设断路器，避免了由于额定电流或短路电流过大，使得在选择出口断路器时，受到制造条件或价格甚高等原因造成的困难。
弊：变压器或者厂用变压器发生故障时，除了跳主变压器高压侧出口断路器外，还需跳发电机磁场开关，若磁场开关拒跳，则会出现严重的后果，而当发电机定字绕组本身发生故障时，若变压器高压侧失灵跳闸，则造成发电机和主变压器严重损坏。并且发电机一旦故障跳闸，机组将面临厂用点中断的威胁。4-5 一台半断路器接线与双母线带旁路接线相比较，各有何特点？一台半断路器接线中的交叉布置有何意义？
答：通常在330KV—500KV配电装置中，当进出线为6回及以上，配电装置在系统中具有重要地位，则宜采用一台半断路器接线，每两个元件用3台断路器构成一串接至两组母线
双母线带旁路接线：用旁路断路器替代检修中的回路断路器工作，使该回路不致停电。
将两个同名元件分别布置在不同串上，并且分别靠近不同母线接入为交叉接线，通常比非交叉接线具有更高的运行可靠性，可减少特殊运行方式下事故扩大。
4-6 选择主变压器时应考虑哪些因素？其容量、台数、型式等应根据哪些原则来选择？
答：主变压器的容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构，它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5—10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素。
台数：发电厂：为保证供电可靠性，主变一般不少于2台。单元接线为1台，扩大单元接线时，2台发电机配1台变压器
变电站：（1）一般装设2台主变压器（2）对于大型超高压枢纽变电站，可装设2—4台（3）对于地区性孤立的一次变电站或大型工业专用变电站可设3台主变
容量：单元接线：（1）发电机的额度容量扣除本机的厂用负荷后，留有10%的裕度（2）按发电机的最大连续容量，扣除一台常用变压器的计算负荷和变压器绕组平均温升在标准温度或冷却水温度不超过65度的条件选择
型式：（1）相数选择：选三相变压器
（2）绕组数选择：双绕组：200MW以上 三绕组：125MW及以下有两种升压 自偶变：220KV及以上 低压分裂绕组：多绕组一般用于600MW级 4-8 电气主接线中通常采用哪些方法限制短路电流。
答：1.在发电厂和变电站的6-10KV配电装置中（1）在母线分段处设置母线电抗器，目的是发电机出口断路器，变压器低压侧断路器，母联断路器等能按各回路额定电流来选择，不因短路电流过大而使容量升级。（2）线路电抗器：主要用来限制电缆馈线回路短路电流。（3）分裂电抗器
2.采用低压分裂绕组变压器。当发电机容量越大时，采用低压分裂绕组变压器组成扩大单元接线以限制短路电流。
3.采用不同的主接线形式和运行方式。5-1.什么叫厂用电和厂用电率？
发电厂在启动、运转、停役、检修过程中，中中有大量以电动机拖动的机械设备，用以保证机组的主要设备和输煤、碎煤、除灰、除尘及水处理的正常运行。这些电动机以及全厂的运行、操作、试验、检修、照明等用电设备都属于厂用负荷，总的耗电量，统称为厂用电。
厂用电耗电量占同一时期内全厂总发电量的百分数，称为厂用电率。5-4.对厂用电接线有哪些基本要求？ 1.供电可靠，运行灵活。2.各机组的厂用电系统是独立的。
3.全厂新公用负荷应分散接入不同机组的厂用母线或公共负荷母线。
4..充分考虑电厂正常、事故、检修、启动等运行方式下的供电要求，尽可能的使切换操作简便，启动电源能在短时间内接入。
5.供电电源应尽量与电力系统保持密切联系。
6.充分考虑电厂分期建设和连续施工过程中厂用电系统的运行方式，特别是要注意对公用负荷供电的影响，要便于过渡，尽量减少改变接线和更换装置。
5-5.厂用电接线的设计原则是什么？对厂用电压等级的确定和厂用电源引接依据是什么？ 1.厂用电接线应保证对常用负荷可靠和连续供电，使发电厂主机安全运行。2.接线应能灵活地适应正常、事故、检修等各种运行方式的要求。3.厂用电源的队形共典型，本机，炉的厂用负荷由本机组供电。
4.设计时还应适当助于其经济性和发展的可能性并积极慎重的采用新技术，新设备，使厂用电设备具有可行性和先进性。
5.在设计厂用电接线时还应对厂用电的电压等级，中性点接地方式，厂用电源及其引接和厂用电接线形式等问题进行分析和论证。
厂用电的电压等级是根据发电机的额定电压，厂用电动机的电压和厂用电供电网络等因素，相互配合，经过技术经济综合比较后确定的。
常用电源引接的依据：发电厂的厂用电源必须供电可靠，切能满足各种工作状态的要求，除具有正常的工作电源外，还应设置备用电源、启动电源和事故保安电源。一般电厂都以启动电源兼作备用电源。
5-7.火电厂厂用电接线为什么要接锅炉分段？为提高厂用电系统的可靠性，通常都应采取些措施？
为了保证厂用供电的连续性，使发电厂能安全满发，并满足运行安全可靠灵活方便。所以采用锅炉分段原则。为提高厂用电的可靠性，高压工作厂用变压器和启动备用变压器采用带负荷调压变压器，以把整厂用电安全，经济的运行。
5-9 什么是厂用电动机的自启动？为什么要进行电动机自启动校验？如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，应如何解决？
厂用电系统运行的电动机，在突然断开电源或厂用电压降低时，电动机转速就会下降，甚至会停止运行，这一转速下降的过程称为惰行。若电动机失去电压以后，不予电源断开，在很短时间内，厂用电压又恢复或通过自动切换装置将备用电源投入，此时，电动机惰行尚未结束，又自动启动恢复到稳定状态运行，这一过程称为电动机的自启动。
若参加自启动的电机数目多，容量大时，启动电流过大，可能会使厂用母线及厂用电网络电压下降，甚至引起电动机过热，将危及电动机的安全以及厂用电网络的稳定运行。因此，必须进行电动机自启动校验。如果厂用变压器的容量小于自启动电动机总容量时，可采取的措施：1）限制参加自启动的电机数量。对不重要的电动机加装低电压保护装置，延时0.5s断开，不参加自启动。2）负载转矩为定值的重要设备的电动机，因它只能在接近额定电压下启动，也不应参加自启动，可采用低电压保护和自动重合闸装置。3）对重要的厂用机械设备，应采用具有较高启动转矩和允许过载倍数较大的电动机与其配套。4）在不得已情况下，或增大厂用变压器容量，或结合限制短路电流问题一起考虑时，适当减小厂用变压器阻抗值。厂用电系统中性点接地方式
高压厂用电系统中性点接地方式：高压（3、6、10KV）接地方式与接地电容的大小有关，当接地电容电流小于10A时，可采用不接地方式，也可采用高电阻接地方式；当大于10A时，可采用经消弧线圈或消弧线圈并联高电阻的接地方式。
长期发热：是由正常运行时工作电流产生的。
短时发热：是由故障时短路电流产生的。
发热对电气设备的影响
1使绝缘材料的绝缘性能降低2使金属材料的机械强度下降3使导体接触部分的接触电阻增加
热量的耗散形式：对流，辐射，导热。
导体的发热计算根据能量守恒原理有热平衡式。
1求解长期发热所对应的热平衡式，可得长期发热的温升及其过程，导体的允许载流量。2求解短时发热所对应的热平衡式，可得短时发热的最高温度θh；与短时发热量相对应（成比例）的短路热效应Qk.发热原因：电流通过电气设备产生损耗，转化为热能。（电阻损耗，介质损耗，交变磁场→涡流和磁滞损耗）
按正常工作电流及额定电压选择设备按短路情况来校验设备
导体和电器运行中的两种状态：正常工作状态： U＜=UeI＜=Ie可以长期安全经济的运行
短路工作状态： Id＞＞Ie短时间内，导体要承受短时发热和电动力的作用
最高允许温度：为保证导体可靠工作，须使其发热温度不得超过一定限值
（1）正常最高允许温度：主要决定于系统接触电阻的大小
70℃（一般裸导体）
80℃（计及日照时的钢芯铝绞线、管形导体）
85℃（接触面有镀锡的可靠覆盖层）
（2）短时最高允许温度：主要决定于导体机械强度的大小、介质绝缘强度的大小200℃（硬铝及铝锰合金）
300℃（硬铜）---------光缆无铜，偷盗无用
稳定状态时，导体电阻损耗的热量及吸收太阳热量之和应等于导体辐射散热及空气对流散热之和。QRQtQlQf
QR为单位长度导体电阻损耗的热量（W/m）
Qt为单位长度导体吸收太阳辐射的热量（W/m）
Ql为单位长度导体的对流散热量（W/m）
Qf为单位长度导体向周围介质辐射的散热量
提高导体载流量的措施
1)减小交流电阻采用电阻率小的材料如铜、铝 增大导体的截面减小接触电阻：接触表面镀锡、镀银等 2)增大复合散热系数改变导体的布置方式，涂漆 3)增大散热面积
载流导体短路时发热计算
短路时发热指短路开始到短路切除为止很短一段时间内导体的发热过程。
短路时发热计算目的：确定短路时导体的最高温度
特点：
（1）短路电流大，持续时间短，无散热
（2）电阻、比热容为温度的函数
电气设备选择的一般条件
电力系统中的各种电气设备，它们的工作条件并不完全一致，它们的具体选择方法也不完全相同，但对它们的基本要求却是相同的。即：电气设备要能可靠地工作，必须按正常工作条件进行选择，并且按短路情况进行各种校验（如热稳定校验和动稳定校验）。
按正常工作条件选择电气设备
额定电压：电气设备的额定电压UN就是铭牌上标出的线电压。
另外，电气设备还有一个最高工作电压Ualm，即电气设备长期运行所允许的最大电压。选择电气设备时，应使所选电气设备最高工作电压Ualm不低于电气设备装置点的电网最高运行电压Usm，即UalmUsm。
通常，电气设备最高工作电压Ualm＝(110%～115%)UN而电网最高运行电压Usm＜(110%)UNS所以，一般按照电气设备的额定电压UN不低于装置地点电网额定电压UNS的条件选择即可。UNUNS
额定电流：电气设备的额定电流IN是指在一定周围环境温度下，长时间内电气设备所能允许通过的电流。
选择电气设备时，应使所选电气设备额定电流IN不低于所工作回路在各种可能运行方式下的最大持续工作电流Imax。即IN Imax
电气设备工作的回路不同，其最大持续工作电流Imax不同。
短路热稳定校验
短路电流通过电气设备时，电气设备各部分温度(或发热效应)应不超过允许值。
2ItQk t电气设备满足短路热稳定的条件是
式中： Qk－短路电流产生的热效应It－电气设备允许通过的热稳定电流
t－电气设备允许通过的热稳定电流的持续时间
短路电动力稳定校验
电动力稳定是指电气设备承受短路电流机械效应的能力，也称动稳定。
电气设备满足短路动稳定的条件是：ies ish或Ies Ish
ish、Ish －短路冲击电流的幅值及有效值
ies、Ies －电气设备允许通过的动稳定电流的幅值和有 效值
短路电流计算条件
(1)容量和接线按最终设计容量计算，并考虑远景发展规划接线应采用可能发生最大短路电流的正常接线方式，但不考虑在切换过程中可能短时并列的接线方式(2)短路种类一般按三相短路计算若其它种类短路比三相短路严重，则按最烟严重的情况验算(3)短路计算点的选择选择通过电气设备的短路电流为最大的点为短路计算点发电机变压器回路：应比较断路器前后短路时通过断路器的电流值，择其大者为短路计算点。(4)短路计算时间 热稳定短路计算时间tk为继电保护动作时间tpr和相应断路器的全开断时间tbr之和。即：tk=tpr+tbr而tbr=tin+tatbr－断路器全开断时间tpr－继电保护动作时间tin－断路器固有分闸时间(查产品参数表)ta－断路器开断时电弧持续时间
短路开断计算时间tkpie=tpr1+tin
tpr1－主继电保护动作时间tin－断路器固有分闸时间(查产品参数表)
交流电弧熄灭的条件是：Ud(t)＞ Ur(t)
灭弧方法1利用灭弧介质2采用特殊金属材料做灭弧触头3利用气体或油吹动电弧4采用多断口熄弧5拉长电弧并增大断路器触头的分离速度
高压断路器主要功能是正常运行时倒换运行方式，把设备或线路接入电路或退出运行，起控制作用；当设备或线路发生故障时，能快速切除故障回路，保证无故障部分正常运行，起保护作用。高压断路器最大特点是能断开电气设备中负荷电流和短路电流。
高压隔离开关的主要用途是保证高压电气设备及装置在检修工作时的安全。不能用于切断，投入负荷电流或开断短路电流，仅可允许用于不产生强大电弧的某些切换操作。即隔离电压，倒闸操作，分、合小电流。在需要检修的部分和其它带电部分之间，用隔离开关构成足够大的明显可见的空气绝缘间隔。
隔离开关与断路器相比，在UN和I的选择及短路动、热稳定校验的项目相同。但由于隔离开关不用来接通和切除短路电流，故无需进行开断电流和短路关合电流的校验。电流互感器的准确级概念在规定的二次负荷变化范围内，一次电流为额定值时的最大电流误差。（准确级越大，误差越大，精度越低）电流互感器的准确级分类测量用电流互感器的准确级和保护用电流互感器的准确级（P类TP类）
电压互感器的准确级在规定的一次电压和二次负荷变化范围内，二次负荷功
率因数为额定值时，电压误差的最大值。（准确级越大，误差越大，精度越低）
配电装置：是发电厂和变电所的重要组成部分，按主接线图，由开关设备、保护电器、测量仪表、母线和必要的辅助设备组成，用以接受和分配电能的装置。
配电装置的作用：在正常情况下，用来接受和分配电能，而在系统发生故障时，迅速切断故障部分，维持系统正常运行。
最小安全净距，是指在此距离下，无论是处于最高工作电压之下，或处于内外过电压下，空气间隙均不致被击穿。最基本的是带电部分对接地部分之间和不同相的带电部分之间的空间最小安全净距，即所谓的A1和A2值。A1——带电部分至接地部分之间的最小空间净距离。A2——不同相的带电部分之间的最小空气距离。
屋内配电装置特点（屋内配电装置通常多用在6kV、35kV）
由于允许安全净距小和可以分层布置，占地面积小；
维修、操作、巡视比较方便，不受气候影响。
外界污秽不会影响电气设备，减轻了维护工作量。
房屋建筑投资较大，但又可采用价格较低的户内型电器设备，以减少总投资。
屋外配电装置的特点（屋外配电装置用在35kV及以上）土建工程量较少，建设周期短。扩建比较方便。占地面积大。相邻设备之间的距离较大，便于带电作业。受外界污秽影响较大，设备运行条件较差。外界气象变化使对设备维护和操作不便。
根据电气设备和母线布置的高度，屋外配电装置可分为
中型、半高型和高型等三类。
中型配电装置：将所有电气设备都安装在同一水平面内，并装在一定高度的基础上，使带电部分对地保持必要高度，以便工作人员能在地面上安全活动；母线所在的水平面稍高于电气设备所在的水平面，母线和电气设备均不能上、下重叠布置。
优点：布置清晰，不易误操作，运行可靠，施工和维护方便，造价省，运行经验丰富。缺点：占地面积大。
按照隔离开关的布置方式，中型配电装置可分为普通中型配电装置和分相中型配电装置。分相中型配电装置的主要特征是采用硬质（铝）管母线，隔离开关分相直接布置在母线正下方。缺点是：两组主母线隔离开关串联连接，检修时将出现同时停两组隔离开关 的情况。
高型配电装置：将一组母线及隔离开关与另一组母线及隔离开关上下重叠布置。优点：节省占地面积缺点：耗用钢材较多，造价高，操作和维护条件差。
高型配电装置按其结构的不同，又分为：单框架双列式、双框架单列式、三框架双列式。半高型配电装置：介于中型和高型之间，将母线置于高一层的水平面上，与断路器、电流互感器、隔离开关上下重叠布置，占地面积比中型少。运行维护较方便。
高型和半高型配电装置可以节省占地面积，故而得到广泛应用。
成套设备的特点1电气设备布置在封闭或半封闭的金属框架中，相间和对地距离可以缩小，结构紧凑，占地面积小。2所有电气设备已在工厂组装成一体，便于安装，扩建和搬迁，建设周期短。3运行可靠性高，维护方便。4耗材较多，造价较高。
成套配电装置可分成三类：① 低压成套配电装置；② 高压成套配电装置(也称高压开关柜)③ SF6全封闭式组合电器。
成套配电装置按安装地点可分为：① 屋内式；② 屋外式。
低压成套配电装置只做成屋内式，高压开关柜有屋内式和屋外式。由于屋外式有防水、防锈等问题，故目前大量使用的是屋内式。SF6全封闭式组合电器也因屋外气候条件较差，大部分都布置在屋内
平面图和间隔的概念 1.间隔所谓间隔，是指为了将设备故障的影响限制在最小的范
围内，以免波及相邻的电气回路，以及在检修电器时避免检修人员与邻近回路的电器接触，而用砖或用石棉板等做成的墙体。2.平面图平面图是按比例画出房屋及其间隔、走廊和出口等处的平面布置轮廓，平面图上的间隔只是为了确定间隔数及排列，故可不表示所装电器。断面图和配置图的概念1.断面图断面图是表明所取断面间隔中各设备之间的连接及其具 体布置的结构图，断面图也按比例绘制。2.配置图通常用一种示意图来分析配电装置的布置方案和统计所用的主要设备，将这种示意图称为配置图。配置图中把进出线、断路器、互感器、避雷器等合理分配于各层间隔中，并表示出导线和电器在各间隔中的轮廓。
屋内配电装置间隔，按回路用途为：发电机、变压器、线路、母联(或分段)断路器、电压互感器和避雷器等间隔。
电气一次设备有：发电机、电动机、变压器、电流互感器、电压互感器、电容器、隔离开关、断路器、开关柜、配电箱、接地开关、电抗器、母线、刀闸、电力电缆等直接用于生产、变换、输送、疏导、分配和使用电能的电气设备。
电气二次设备有：仪表、继电器、控制电缆、电流表、电压表、功率表、熔断器、绝缘监察设备、信号设备、连接导线、接线端子等对一次设备的工作进行监测、控制、调节、保护以及为运行、维护人员提供运行工况或生产指挥信号所需的低压电气设备。一次设备是指发、输、配电的主系统上所使用的设备二次设备是指对一次设备的工作进行控制、保护、监察和测量的设备
技术经济内容财务评价、国民经济评价、不确定性分析和方案比较。
常用的技术经济分析方法1最小费用法2净增值法3内部收益法4抵偿年限法
最小费用法表达方式1费用现值法2计算期不同的费用现值法3年费用比较法
2.你看，他说，“这里张图片上便是已经建成、位于德国朗道城中心的地热发电厂,它为个家庭提供.兆瓦的电力和供暖。”。
3.官厅风力发电厂经理应智勇说：“他们感到这些风车美丽又壮观。我也认为是这样。”。
4.如今，由煤炭发电厂所排放的煤灰中充斥着许多小“煤胞”，但大部分在逃离工厂的大烟囱前就让污染控制设备给过滤了。
5.通过对托克托发电厂的铸钢阀门进行补焊消缺处理，处理的个阀门经运行两年多的考验，未发生泄漏。
6.风力发电厂建设在农业用地或放牧区，在所有能源中对自然环境影响最小。
7.某发电厂部分建筑物规划建设在行洪河道上，应作防洪影响评价。
8.一个协议将在印度，在指定地址为美国公司建造两处核能发电厂。
9.无功功率服务是电力市场辅助服务的一个重要组成部分，而发电厂的无功电价又是无功市场辅助定价的基础。
10.在中国，来自水力发电厂的电价大约是煤火电站电价的一半。
11.土豆皮真可谓是发电厂。
12.一九九八年底,南丫岛发电厂的总发电量为兆瓦.
13.介绍了漫湾发电厂的可靠性治理工作，以它为基础进行状态检修，使设备的等效可用率得到提高。
14.火力发电厂的公众意见听取会将要开始了.
15.将南丫发电厂的污水排放控制在牌照的规限之内.
16.建立古交发电厂的必要性、可行性.
17.介绍托克托发电厂循环水排污水处理系统运行中出现的问题，以及分析思路和解决的方案。
18.原告们反对颁布这种特别许可证，他们认为，原子能委员会并没有讨论把能源保护作为建立新原子能发电厂的替代方案。
19.沙角A发电厂号发电机大修投运后，存在转子径向导电螺杆漏氢问题。
20.电气系统设备的运行管理水平将直接关系到发电厂运行的安全经济性，从而影响发电厂的市场竞争力。
21.连接这类新发电厂的超级电力网还可以供应氢能源，同时透过围绕在超导体线路周围的冷却管，将氢输送到各地。
22.葛洲坝电厂是我国特大型水力发电厂之一,也是典型的计划经济企业.
23.在有关的记者招待会中，布殊更表明不会要求美国国内发电厂减少排放二氧化碳。
24.一座原子能发电厂的冷却系统发生故障，促使居住在附近的数千人疏散。
25.西班牙塞维利亚附近的索卢卡尔太阳能发电厂的高塔在树框下发电厂
26.现在国家加大天然气开采力度，将西部天然气和东海天然气输往江、浙一带，广泛应用于城市民用和发电厂。
27.集中式太阳能在拉斯维加斯附近内华达州的一个太阳能场，管道般长排下来的反射镜片吸收了太阳光聚焦，转化足够的热量生产蒸汽驱动一个兆瓦的发电厂。
28.牡丹江第二发电厂号机在近几年的运行过程中，经常发生负荷摆动现象。
关键词：发电厂,节能设计,损耗
现代发电厂生产运营的过程中, 应用了很多先进的技术, 这在一定程度上降低了能源的消耗, 提高了生产经营效益。但是由于发电厂各有不同, 技术应用的过程中, 还需要改造, 这样才能够起到双重作用。目前我国大多数发电厂的生产方式都逐步的迈向了智能化, 这使其生产效率大为提高, 但是受到运行方式以及某些工艺环节的影响, 发电厂依然存在着能源消耗多大的问题, 为此对其进行节能设计很有必要。
1 发电厂机组能耗分析
发电厂机组之所以会消耗大量的能源, 主要是基于以下原因:
1.1 机组未能达到最佳的设计优化水平。
因为现阶段我国发电厂中存在着比较多的超超临界机组, 这些机组运行模式还未完全的成熟, 目前还处于研究开发阶段, 再加之, 某些发电厂建设周期比较短, 使得机组设计未能达到标准, 机组中各个系统、设备未能相互配合, 取得整体效益。
1.2 机组负荷率比较低。
因为目前我国的电网调度方式还比较传统, 尽管有些发电厂的调度方式已经进行了改革, 但是依然留有传统的调度模式, 这就导致发电厂中很多机组都必须进行深度调峰, 其直接结果就是影响了机组的负荷率, 最终降低了机组运行效率。
1.3 锅炉燃用煤种与设计值不符。
因为目前我国电煤关系还比较混乱, 再加之, 煤炭运输能力存在着严重不足, 这就使得很多锅炉燃用煤种无法达到质量要求, 直接影响了受热面换热情况, 受热面换热情况与设计值出现了严重的不符, 锅炉热效率就无法达到要求, 煤种燃烧必定会不充分, 造成极大的浪费。
1.4 热力系统出现了质量问题。
比如热力系统中出现了泄露问题, 就会增加机组的能耗, 也就会增加成本, 降低收益。这种影响对高压热力系统来说, 更为明显。
1.5 回热系统出现了多方面问题。
比如发电厂中的回热系统设备并不健全, 加热器运行期间, 参数数据偏离正常数值, 尤其是水位参数, 这就导致气体无法凝结, 直接影响了加热器的端差, 致使温度一直都保持着比较高的状态, 从而严重导致机组运行效率下降。
1.6 汽轮机缸效率不高。
因为现阶段, 发电厂中的机组负荷并不高, 再加之, 需要多次的进行调峰, 因此汽轮机缸效率与标准值相差很大, 最终影响了机组热耗率。
1.7 其他因素影响。
机组在运行期间, 运行人员能够明显的发现, 机组效率不仅仅与初始参数相关, 还与其他因素相关, 比如主机、辅机效率是否达到了正常值;煤资源燃烧率是否达到了良好状态;系统压损的程度;排水温度以及水温度的高低等。
2 发电厂节能设计方法
正是由于上述因素, 使得发电厂机组消耗受到了非常大的影响, 严重影响了发电厂的经济效益, 为此, 发电厂以及相关电力学者一直都致力于研究锅炉节能优化设计方法。现将主要的节能设计方法介绍如下:
2.1 锅炉节能优化设计。
发电厂中, 最为重要的设备就是锅炉, 如果没有锅炉, 热量将无法产生, 由此可见对锅炉进行优化设计, 对提高锅炉热效率至关重要。设计人员首先应该对燃烧工艺进行适当的优化设计, 以此确保燃料在锅炉中最大程度的得到燃烧, 同时对风量配比要进行设计, 以此确保锅炉一直都处于良好的运行状态中。此外, 设计人员还需要锅炉空隙系数展开优化设计, 因为锅炉中空气含量对燃烧效率有着重要影响, 假设空气含量比较高, 气流传递过程中, 会出现大量的煤灰, 这对燃烧效率将会产生非常大的影响, 同时也会空气质量产生不利影响。
锅炉节能设计优化的方法如下:设计人员应该对锅炉风量以及燃料量进行优化, 以使两者比值比较适宜。如果锅炉运行期间需要比较大的负荷, 此时设计人员就需要加大风量, 使风量比值能够高于燃料量比值, 之后在逐渐提高燃烧量。反之则不同。燃料量下降的标志是负荷处于230-250mw之间, 氧量偏离标准值, 高于标准值2-3%, 则说明燃料量已经降低。但是如果这一过程中, 风量并没有减少, 氧量表是指数值就会高于标准值。此时, 锅炉中的空气含量就增加, 炉膛温度也会出现变化, 使得锅炉不能进行完全燃烧, 影响了热效率, 必然会提高发电厂的成本, 所以必须对锅炉进行节能优化, 尤其是燃烧工艺, 更需要优化。
锅炉损耗的种类有很多, 而热损耗无疑是比重最大的一种损耗。锅炉排烟期间, 温度与热损失息息相关, 两者呈现的是正比例关系, 即温度高, 热损耗大, 因此锅炉节能优化的关键部分就是降低锅炉排烟过程中的温度。为此, 设计人员需要对锅炉受热面进行优化设计, 提高锅炉受热面吹灰处理能力, 尽可能的减少在杂质, 使得积尘或者其他杂质不会落到上面, 这样锅炉受热面就能够进行快速的传热, 排烟温度也会因此而降低, 煤炭资源燃烧也会更加的充分, 降低能源消耗。
2.2 有效降低热耗率。
热耗率是指发电机组每产生一度电所消耗的热量, 机组热耗率= (主汽流量X主汽焓值-抽汽流量X抽汽焓值-凝结水量X凝结水焓值) /发电量。从公式中可以看出热耗率与抽气流量以及凝结水关系密切。
热耗率是衡量火力发电厂运行效率的一项重要指标, 在机组稳定运行的状态下, 稳步降低该参数是电厂一项长久工作。该参数与凝汽器有着直接的关系, 而凝汽器与循环水和射水系统关系密切。提高循环水的水质合格率从而降低凝汽器的结垢和管束的泄漏次数提高机组的真空是关键。另外, 射水抽气器是通过抽吸凝汽器内的未凝结气体来保持真空的, 电厂普遍采用循环水作为介质, 但是由于循环水容易在管路内结垢, 而且很难清除, 如果采用除盐水作为介质, 在条件允许的情况下将水送入除氧器中, 这样不仅大大降低管路的结垢几率而且利用热量加热除盐水, 一举两得。
2.3 合理利用乏汽及汽动设备。
过热蒸汽做完功后从汽轮机排出的蒸汽成为乏汽, 如何有效利用乏汽也是电厂节能的重要措施。在循环流化床锅炉中, 乏汽用来对锅炉水进行预加热, 提高锅炉水温度。但现实运行过程中, 高加 (锅炉水预加热系统) 投入率在60%~80%之间有的甚至更低。保证高加的投入率在95%以上, 将大大提高电厂的热效率。利用汽动泵代替电动泵也是节能的重大措施, 一些电厂由于安全稳定性的考虑以及对气动泵的认识方面不足的原因, 将气动泵作为备用泵使用而不是作为给水装置是一个误区, 使用气动泵代替电动泵经过计算在同等条件下可以节能20%, 节能效果显著。
2.4 变频节能。
变频器因其性能优越, 操作简单, 效率高等优势, 在我国的工业生产中已经得到了广泛的应用。在发电生产中, 变频节能也发挥了重要的作用, 不仅提高了生产效率, 并且降低了能源损耗, 为发电厂的稳定运行提供了可靠的保证。按照电压的等级将其分为低压变频和高压变频, 低压变频节能技术主要应用在给料机和化学水供应等辅助设备中, 取得了良好的效果。高压变频节能技术主要应用在一、二次风机和给水泵中, 但是现阶段的高压设备中虽然使用了液力耦合器, 但是与变频器相比, 还存在很大的差距, 节能效果不高。在高压设备中变频技术应用不多的主要原因是高压变频器的价格较高, 一般为进口设备, 成本较高, 所以还没有得到普遍的应用。
2.5 输电线路节能。
输电线路损耗也是发电厂机组运行中耗能量比较大的原因, 为此, 设计人员必须对输电线路进行节能设计, 以此保证输电线路正常传输电能, 但是却不会产生过大的消耗。在发电厂运行中, 各种输电线路所造成的损耗量也较大, 而输电线路作为电能输送的主要载体, 无法在结构上进行改善, 但是可以通过选择适宜的导体截面来降低能耗。为了降低投入成本, 减少能源损耗, 应该按照经济电流密度来选择导体截面。其中离相封闭母线作为最佳选择, 在线路铺设方面更加紧凑、导体的长度短、铁磁损耗小等特点, 在运行的过程中安全可靠性高, 故障率低, 所以得到了普遍的应用。
3 发电厂节能减排的建议
测量仪表的精度高低对节能减排工作从长远角度看, 起着至关重要的作用, 如参数点选用高精度、高可靠性的仪表与选低精度仪表的差异性就很大, 高精度仪表给运行决策人员的指导意义明显优于低精度仪表, 在自动调节系统里体现最多, 电厂自动化程度之高, 一般行业无法比拟, 调节的频率动作, 不但对执行单元损害大, 对机组干扰也大, 影响机组负荷就直接影响电厂的经济效益, 长期的积累就是无法估量的损耗;尤其是在非正常工况下, 高精度仪表在保护、连锁系统意义就更为重大, 每次的机组误动都会造成或多或少的经济损失, 甚者导致重大的设备损坏, 减少非正常停机是电网的要求也是企业的要求。
另外取样装置的选择也至关重要, 选择取样准、精度高、抗干扰性强、耐磨耐用、不易变形、线性度好的取样装置是我们所希望的目标, 只有取样装置正确取样, 合理布局, 反映真实生产数据, 对生产人员可起到事半功倍的效果。好的取样装置不但可以减少检修次数, 也能够保证取样的精确度和真实性, 也就能够减少取样环节带来的误差, 从而提高了准确测量的精度。
结束语
综上所述, 可知发电厂最为生产电能的重要基地, 其节能设计必然会对整个行业带来影响, 甚至会国家经济发展模式也会产生影响。现如今越来越多的发电厂开始应用先进的设计技术, 从根本上保持机组运行效率。虽然机组运行过程中, 必然会产生能源损耗, 但是有很多损耗完全没有必要, 因此需要对其进行优化设计。发电厂节能优化设计包括了很多方面的内容, 比如锅炉、输电线路、汽动设备等, 设计人员务必要做到全面。
参考文献
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化“脚力”为电力
我们知道,能量是可以相互转化的。人们在运动或舞蹈的时候,释放了大量能量,如果能把这些能量利用起来该多好?事实上,科学家们就是这样做的。
这种运用人力的发电方式,并不是什么新鲜的创举。将脚力转化为电能的健身房和舞厅,都已经有了。位于美国俄勒冈州的一家健身俱乐部里,你在动感单车上踩下的每一脚,都将产生微弱的电力。虽然单踩一脚所产生的电能极少,但如果100个人不停地运动,就可以部分满足俱乐部的用电需要。同样的,位于荷兰鹿特丹的“可持续跳舞俱乐部”里,舞池的地板下装有电压材料,它将人们跳舞时对地板的振动转化为电力,为舞厅供电。
虽然目前这只是星星之火,但是我们可以想象在不远的将来,人潮涌动的火车站、大商场、街头甚至学校操场下都埋设电能采集器的情景,用脚力来发电,不会只是梦想。
今天要介绍的这款长得像体重机的机器,就包含了科学家对未来的希望。这款名叫 “mPower”的机器最特别的部分就是把人看做最庞大的资源,你可以靠自己的脚力发电赚钱!在科学家的设想里,这一绿叶造型的脚踏发电机将大量设置,并且免费使用。它是一种信息服务系统,有联网的触摸屏幕可供使用,提供包括新闻、小区活动、交通信息、天气、地图、游戏、电话服务等,你必须脚踩踏板来供应信息查询所需的电力;另外它还有指纹辨识的身份识别系统,在每个使用者扫描指纹确认身份后,你“脚”产出来的多余电力将直接卖给电厂,所得金额会直接汇到你的账户。
人体就是发电机
心脏起搏器、植入式耳蜗、血糖监测仪……医学的进步使得人类健康越来越依赖于各种电子设备。科学家还在尝试多种可植入电子设备的开发,比如大脑刺激器,它们有的能够阻断饥饿信号,具有减肥功能;有的可治疗慢性疼痛。不过,所有这些电子设备都有一个缺陷:虽然它们的输出功率都很小,但是一旦电量耗尽,更换电池不仅麻烦,而且也相当昂贵。比如,心脏病人不得不每隔几年就重新接受一次手术更换起搏器电池,每次费用多达2万美元。
科学家试图找到一种一劳永逸的方法,那就是利用人体内部能量来为这些设备供电。这当然不是什么神秘的超自然力,而是将人体内部储存的化学能、热能或者肌肉脉动产生的动能转化为电能。研究人员希望,未来的医疗设备可以良性“寄生”在人体内,在需要的时候从人体内“偷取”一点点电能来维持正常运转。
葡萄糖广泛存在于各种食物中,是新陈代谢不可缺少的营养物质,也是人体活动所需能量的重要来源。2005年,日本东北大学教授西泽松彦领导的研究小组开发出了一种利用血液中的糖分发电的燃料电池。这种电池可为植入人体的装置提供充足的电量。目前大部分在实验室中研制出来的生物燃料电池都是使用酶作为催化剂,加快反应过程,同时产生更多电能。这种电池的缺点在于,酶往往在几个小时后就会自动分解,从而严重影响电池的使用寿命,走向实用还有待进一步改进和完善。
2006年12月,英国工贸部宣布启动一项开发体内微型发电机的计划。该项目的设计工作大部分由南安普敦大学附属的一家公司负责。该公司已经研制出一套原型,并在实验室中开始测试。公司首席执行官罗伊·弗里兰表示,他们分别从心跳及肢体运动两个方面来研发这种利用人体动能发电的装置,但出于商业考虑,他不肯透露有关发电机工作原理的具体细节。他们的最终目标是制造一个直径6毫米、长20~30毫米的设备,输出功率达到100~150微瓦,可驱动心脏起搏器或者生物传感器,并在5年内上市销售。
另一种将人体动能转化为电能的方法是利用压电效应。压电敏感元件受到外力作用时就会产生电流,但由于材料的脆弱性以及输出功率有限,其开发前景并不被看好。不过,美国佐治亚理工学院的研究人员在这方面仍取得了一定的突破,并于2007年4月研制出纳米发电机。发电机的基座上密布着无数根直径只有40纳米的氧化锌电线,电线顶端覆盖着一块导电板,即使向导电板施加很小的压力,氧化锌电线也很容易发生弯曲,从而产生电流。到目前为止,这款纳米发电机的输出电量只能达到几皮瓦(1皮瓦=百亿分之一瓦),随着制作工艺的改进,其效率还将大幅提高。
科学家相信,在2~3年内就能够开发出具有实用价值的纳米发电机。科学家们希望将来能够借助人体血管搏动或者肌肉运动产生的微小压力来形成电流,甚至还可以将这种纳米级的发电机植入胸腔,在不与心脏接触的情况下,将心跳产生的动能转化为电能。
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