淺談熱力站的電氣設計

摘 要：針對熱力站改造項目，電氣系統在整個熱力站的運行中起到不可忽視的作用。本文從負荷分級、負荷計算、設計時應該注意的一些問題，這幾個方面淺談熱力站的電氣設計。

關鍵詞：熱力站；電氣設計；負荷分級

中圖分類號：TU271.2 文獻標識碼：A

1 熱力站的負荷分級

關于熱力站，在手冊和規范上沒有明確的說明屬于到哪級負荷，從其重要性考慮，一旦停電，熱力站就無法正常運行的角度來看，在條件允許的情況下，可按照二級負荷計算。二級負荷，宜采用兩回線路供電；在供電條件不好的地方，負荷較小的可由一路6kV及以上專用的架空線路供電或采用兩根電纜供電，其每根電纜應能承擔全部的二級負荷；第二回路可來自地區的電力網或鄰近單位，也可采用柴油發電機組。在設計時盡量找到第二回路電源，以保證熱力站安全有效的運行。在設計明湖、匯景熱力站時，就考慮了兩回線路供電。在八百坰直供改間供項目中，由于原有熱力站的條件有限，不能實現熱力站的兩回線路供電，因而只能維持原有的單電源供電方式。設計時建議甲方幾個鄰近的熱力站配備一套柴油發電機組，一旦哪個熱力站供電出現問題，能及時維持供電。

2 熱力站的負荷計算

熱力站的負荷計算主要考慮的內容有設備容量、計算容量、計算電流及尖峰電流。

設備容量也稱安裝容量，它是用戶安裝的所有用電設備的額定容量或額定功率之和，是配電系統設計和計算的基本資料和依據。通常用Pe表示。設計時一定要注意，備用負荷不能計算在設備容量之內。

計算容量也稱計算負荷，需要負荷或最大負荷。它標志用戶的最大用電功率，是配電設計時選擇變壓器，確定備用電源容量、無功補償容量和季節性負荷的依據，也是計算配電系統各回路中電流的依據。用Pjs表示。根據每個熱力站循環泵、補水泵的臺數不同，選擇不同的需要系數Kx，可參照手冊的相關表格內的要求去選擇。根據公式Pjs = Kx * Pe ，計算出整個熱力站的計算負荷。

計算電流，是計算負荷在額定電壓下的電流。它是配電變壓器、導體、電器、計算電壓偏差、功率損耗的依據。也可以作為電能損耗及無功補償的計算依據。根據公式Pjs = √3 UeIcosφ，其中Ue=380V，cosφ可查表，即可算出計算電流I。視在功率Sjs，公式Sjs = Pjs/cosφ；無功補償功率Qjs，公式Qjs =√Sjs2- Pjs2。通過這些公式就可以確定變壓器容量和無功補償容量。

尖峰電流是負荷短時（如電動機起動等）最大電流，它是計算電壓降、電壓波動和選擇導體、電器及保護元件的依據。起動電流是額定電流的6～7倍。在電機起動時，電流的突然增加會對電網有一定的沖擊。所以在設計時，通常都選用變頻或軟啟動，通過變頻器或軟啟動器的原理，降低了起動電流，減少了對電網的沖擊。在選擇斷路器時，盡管斷路器有一定范圍，允許設備短時超流，實際運行的經驗告訴我們，斷路器的選擇還是要稍微大一級，也不能無限的大，應該電纜的載流量之內，才能保證安全運行。

3 設計時應該注意的一些問題

3.1 針對與電力部門結合的問題

首先，設計時要考慮由于負荷的增加，上級的變電所、開關、母線及高壓線纜能不能滿足增容的需要，要考慮全面，經過計算，看是否滿足增容的要求。其次，設計時要和電力部分結合好，最好以書面的方式結合，以免以后出現問題，界定不出那邊出現的問題。電力部門有要求一些開關設備的型號，尤其是遠程計量，一定得做好記錄，并讓有關部門簽字，蓋章。做完初步設計圖紙后，最好出一份白圖，再去結合一下，避免在有漏掉的地方。

3.2 針對計算負荷時要留有一些“備用”的問題

這部分“備用”負荷，是為一旦熱力站有負荷變化時備用的。這種請況有很多。例如：設備的最終功率是在招標后才定下來，國產泵的功率要比進口泵的功率要大。設計時，甲方一般都要求用進口泵，但招標下來的有時候就是國產泵。這樣熱力站的負荷就要增大，施工圖出了、變壓器的負荷都定下來了就不容易增加了。留有“備用”負荷，就可以避免這個問題的出現。“備用”負荷預留的多少，可根據熱力站的情況而定，一般情況下可按照同樣揚程的條件下，國產泵比進口泵大一個等級預留。預留時可預留大一個等級的負荷進行預留。

3.3 針對熱力站，避免“打架”的問題

地下熱力站主要是考慮電纜橋架的敷設。電纜橋架的高度按照規范要求，宜高出地面2.2m以上。敷設電纜橋架時，一定要注意與門位置關系。在明湖花園地下熱力站，門就具有一定的標高，門的上邊緣距地有的達到3.5m。假如沒有注意到這個問題，還按照統一的2.2m電纜橋架設計時，就有可能出現電纜橋架與門“打架”的問題。設計時應考慮到避讓，繞過門口。

3.4 針對熱力站等電位聯結箱的問題

等電位聯結箱的設計是規范中要求的，總進戶處做總等電位聯結，要求接地電阻R≤10Ω，施工參見圖集02D501-2。等電位聯結箱底裝高0.5m。要求將所有不帶電的設備金屬外殼，以及水管、電纜進戶管均與等電位箱聯結。于總等電位箱下方距建筑3m外做接地裝置一組。接地裝置安裝具體做法見圖集03D501-4-11。熱力站的進出管線很多，做等電位聯結尤為重要。地下熱力站更要注意等電位聯結箱的設計，設計時要與土建專業結合考慮好預留洞的問題。地上的熱力站沒做可以后補，而地下的熱力站一旦建設完成，就很難補救了，重新打洞就會有可能破壞防水層，造成地下熱力站從墻體滲水的現象。設計時能考慮到這個問題就可以避免這個問題的出現。

3.5 針對熱力站通風的問題

對于地上熱力站采用自然通風就沒有問題了，通風的問題顯得不是那么明顯，而對于地下熱力站的通風問題就顯得很重要了。配電柜及柜內電氣元件、PLC控制柜及柜內電氣元件、電纜橋架及熱工閥門都是裸露在外面的，對潮氣都有一定的要求，一旦潮氣不能及時排出，就會造成柜體及柜內元器件的腐蝕，影響供電的安全性和可靠性，影響儀表數據測量的準確性和及時的傳輸特性。地下熱力站多位于地下車庫的一個角落，有一面或兩面的墻是建筑外墻，這就造成熱力站的潮氣非常大。地下室本身具有一定的排風設施，這個排風設施是對整個地下室的。這就要求設計時，應要求熱工專業增設排風設施，尤其是在配電間內要多加些通風口。

結語

熱力站電氣系統在整個熱力站的運行中起到非常大的作用。設計時要考慮的非常全面，每個回路都要精心計算，通過供電的安全可靠，保證了循環泵、補水泵、站內儀表及控制系統的平穩運行，為熱力站的運行保駕護航。使千家萬戶在這寒冷的冬季得到了溫暖。

參考文獻

[1]工業與民用配電設計手冊第三版.

[2]全國民用建筑工程設計技術措施.2003.

[3]GB50217-2007電力工程電纜設計規范[S].

[4]GB50052-2009，供配電系統設計規范[S].