淺析電廠電氣一次系統設計

于志峰

摘 要：電氣一次系統最主要的組成部分是接線，而接線的質量與發電設備的工作效率和運行模式有著緊密的關系，所以，電廠前期進行的電氣一次系統設計是非常重要的一個環節。根據火電廠現行的相關規定，并結合火力發電廠以往的設計經驗，對發電廠的電氣設備等進行一次性的系統設計。

關鍵詞：火力發電廠；電氣一次系統；設計；接線

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0015-02

隨著社會經濟的不斷發展、時代的不斷進步，人們對電力的需求越來越大，因此，火力發電廠成為當前火力發電最主要的形式之一。同時，為了滿足人們更高的用電需求，越來越多的新興發電形式涌現出來，社會競爭日益激烈。因此，筆者結合多年來電廠電氣發電的規律和自己所總結的經驗，對已投入使用的機器進行了系統的分析，對電廠電氣一次系統設計進行了總結，并且對設備的接線方式進行了探討。

1 發電機的選擇

在選擇發電機時，首先要看發電機的存電量，同時還應該注意所選擇的發電機是否與汽輪機的容量相匹配。發電機的選擇一般要求如下：①一定要保證發電機的存電量與汽輪機的容量相匹配，保證發電機工作的質量；②要保證規定的容量與汽輪機所能承受的容量相匹配；③確保所選擇的發電機類型在進水時所能承受的溫度與汽輪機在工作時的冷卻水溫度相等。

2 主變壓器的選擇

選擇主變壓器時需要注意：如果與主變壓器相連接的機器容量為299 MW時，那么就需要使用三相變壓器；如果與變壓器相連接的機器容量為599 MW時，一般情況下需要選擇三相或者單相變壓器，當然也應該結合變壓器的制造條件和運輸條件來選擇；如果與主變壓器相連接的機器容量為1 000 MW時，那么就需要選擇單相變壓器。

備用相變壓器的配置原則為：如果選擇的是單相變壓器，并且安裝的機器少于2臺，這種情況就不需要考慮安裝變壓器；如果安裝的機器多于3臺，可以考慮安裝1臺備用變壓器；如果附近公司配有相等參數的備用相，這種情況就不必安裝備用相了。

如果發電機與主變壓器之間采用的是單元連接的方式，那么，發電機的最大容量減去常用變壓器的計算負荷就等于所要選擇的變壓器的容量。

3 有關電氣主接線

3.1 主母線的接線方式

對于電氣主接線的配電裝置而言，首先應該考慮的是系統的安全性和穩定性；其次，還應該考慮系統的社會經濟性、送電的穩定性和是否能夠穩定地運行電流。配電裝置的接線原則有以下三個：①進出線的回路數如果少于6回，那么就可以采用雙母線接線的方式進行連接，當然一定要滿足系統的穩定性和安全性；②進出線的回路數如果多于6回，那么就可以用斷路器的一半進行連接；③在電廠工作的機器數量較多、進出線的次數比較少的情況下，應采用“4/3”的接線方式。

3.2 啟動電源的接線方式

220 kV及以下的電壓配電裝置在啟動電源接線后可以直接從母線上進行連接。如果其他裝置的電壓均低于220 kV，并且電廠中沒有符合此要求的電壓，為了節約電能，可以以之前的電壓為基礎進行引接。

4 電纜的選擇和敷設

4.1 電纜的選擇

電纜分為阻燃電纜、動力電纜和耐火電纜。阻燃電纜適用于易燃、易爆的場所，比如燃油供應室、發電廠的主廠房和輸煤系統廠房區域；動力電纜適用于易發生火災的場所、應急照明的系統、事故發生的保安系統和直流系統；如果雙回路的通道沒有采取防火措施，這種情況下可以選用耐火電纜。

在選擇電纜時需要特別注意回路電纜的內芯材質。比如，在耐火電纜、控制電纜、能使用計算機控制的電纜和電壓數比較大的回路運行情況下，最好選用銅質電纜芯。

電纜的敷設方式不同，所選用的電纜也不同。比如，對于橋架、梯架、托盤等敷設方式，可以采用非鎧甲的電纜。

此外，溫度對電纜的選擇也有一定的影響，因此，在選擇電纜時需要特別注意周圍的環境。如果環境溫度在60 ℃以上，就要選擇耐高溫的電纜進行敷設；如果環境溫度在100 ℃以上，需要選擇礦物質絕緣電纜進行敷設；如果周圍環境溫度在-20 ℃時，那么選用的敷設電纜一定要耐寒冷，且在較冷的環境下能夠高質量地完成工作，在這種情況下可以選用交聯聚乙烯、聚乙烯等材料的電纜，絕不能采用聚氯乙烯等材料的電纜。

4.2 電纜的敷設

電纜的敷設方式分為多種。比如，在電廠主廠房中的電纜敷設應該選擇架空敷設。這種敷設方式的特點是不需要考慮太多的因素，可以直接采用。在電廠區內一般選用的電纜敷設方式是綜合管架敷設，同時，區內輔助性的車輛所選用的電纜敷設方式是管架敷設。對于具有腐蝕性的場所，在選用電纜敷設方式時應該選用橋架敷設，而在其他一些本身沒有腐蝕性的場所應該采用鍍鋅、鋼材質的電纜套管。值得注意的是，在電纜敷設時，要把動力電纜和控制電纜分開敷設。

5 電動機常見的問題及原因分析

電動機在運行過程中往往會出現各種各樣的問題，因此，工作人員需加以防范。電動機的常見問題有：①在電源正常接通的情況下，電動機沒有任何反應就出現熔絲爆斷，甚至出現火花；②在所有線路都正常的情況下，電動機發出噪聲；③在電源正常接通的情況下，由于溫度過高，機器出現“冒煙”現象；④電動機在運行過程中突然終止；⑤電動機金屬外殼帶電，在運行過程中發出“嘩嘩”的聲音；⑥電動機的硬件由于長時間工作會使機器溫度過高，直接影響工作的進度和質量。

電動機常見問題的原因主要有以下幾個：①電動機在正常工作時突然發生熔絲爆斷的現象，很有可能是因為工作電流過小、缺少一相電源、定子的繞組連接發生短路引發；還有可能是因為熔絲的橫截面面積過小，不足以支撐電動機的正常工作。②電動機在運行過程中之所以會發出噪聲，是因為內部硬件在運行時相互之間產生摩擦，缺少硬件的支配；還有可能是因為電動機運行速度過快造成空中垃圾物品飛入，進而使電動機發生振動。③電動機運行溫度過高會出現“冒煙”現象。這是因為電壓、電流過高或者過低，電動機均不能正常運行，進而引發“冒煙”現象。④電動機金屬外殼之所以會出現帶電現象，是因為電動機外部接觸不緊密、接地電阻過高或者過低，接線處緊挨著的機殼處發生損壞，嵌線產生絕緣損壞。⑤電動機工

摘 要：電氣一次系統最主要的組成部分是接線，而接線的質量與發電設備的工作效率和運行模式有著緊密的關系，所以，電廠前期進行的電氣一次系統設計是非常重要的一個環節。根據火電廠現行的相關規定，并結合火力發電廠以往的設計經驗，對發電廠的電氣設備等進行一次性的系統設計。

關鍵詞：火力發電廠；電氣一次系統；設計；接線

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0015-02

隨著社會經濟的不斷發展、時代的不斷進步，人們對電力的需求越來越大，因此，火力發電廠成為當前火力發電最主要的形式之一。同時，為了滿足人們更高的用電需求，越來越多的新興發電形式涌現出來，社會競爭日益激烈。因此，筆者結合多年來電廠電氣發電的規律和自己所總結的經驗，對已投入使用的機器進行了系統的分析，對電廠電氣一次系統設計進行了總結，并且對設備的接線方式進行了探討。

1 發電機的選擇

在選擇發電機時，首先要看發電機的存電量，同時還應該注意所選擇的發電機是否與汽輪機的容量相匹配。發電機的選擇一般要求如下：①一定要保證發電機的存電量與汽輪機的容量相匹配，保證發電機工作的質量；②要保證規定的容量與汽輪機所能承受的容量相匹配；③確保所選擇的發電機類型在進水時所能承受的溫度與汽輪機在工作時的冷卻水溫度相等。

2 主變壓器的選擇

選擇主變壓器時需要注意：如果與主變壓器相連接的機器容量為299 MW時，那么就需要使用三相變壓器；如果與變壓器相連接的機器容量為599 MW時，一般情況下需要選擇三相或者單相變壓器，當然也應該結合變壓器的制造條件和運輸條件來選擇；如果與主變壓器相連接的機器容量為1 000 MW時，那么就需要選擇單相變壓器。

備用相變壓器的配置原則為：如果選擇的是單相變壓器，并且安裝的機器少于2臺，這種情況就不需要考慮安裝變壓器；如果安裝的機器多于3臺，可以考慮安裝1臺備用變壓器；如果附近公司配有相等參數的備用相，這種情況就不必安裝備用相了。

如果發電機與主變壓器之間采用的是單元連接的方式，那么，發電機的最大容量減去常用變壓器的計算負荷就等于所要選擇的變壓器的容量。

3 有關電氣主接線

3.1 主母線的接線方式

對于電氣主接線的配電裝置而言，首先應該考慮的是系統的安全性和穩定性；其次，還應該考慮系統的社會經濟性、送電的穩定性和是否能夠穩定地運行電流。配電裝置的接線原則有以下三個：①進出線的回路數如果少于6回，那么就可以采用雙母線接線的方式進行連接，當然一定要滿足系統的穩定性和安全性；②進出線的回路數如果多于6回，那么就可以用斷路器的一半進行連接；③在電廠工作的機器數量較多、進出線的次數比較少的情況下，應采用“4/3”的接線方式。

3.2 啟動電源的接線方式

220 kV及以下的電壓配電裝置在啟動電源接線后可以直接從母線上進行連接。如果其他裝置的電壓均低于220 kV，并且電廠中沒有符合此要求的電壓，為了節約電能，可以以之前的電壓為基礎進行引接。

4 電纜的選擇和敷設

4.1 電纜的選擇

電纜分為阻燃電纜、動力電纜和耐火電纜。阻燃電纜適用于易燃、易爆的場所，比如燃油供應室、發電廠的主廠房和輸煤系統廠房區域；動力電纜適用于易發生火災的場所、應急照明的系統、事故發生的保安系統和直流系統；如果雙回路的通道沒有采取防火措施，這種情況下可以選用耐火電纜。

在選擇電纜時需要特別注意回路電纜的內芯材質。比如，在耐火電纜、控制電纜、能使用計算機控制的電纜和電壓數比較大的回路運行情況下，最好選用銅質電纜芯。

電纜的敷設方式不同，所選用的電纜也不同。比如，對于橋架、梯架、托盤等敷設方式，可以采用非鎧甲的電纜。

此外，溫度對電纜的選擇也有一定的影響，因此，在選擇電纜時需要特別注意周圍的環境。如果環境溫度在60 ℃以上，就要選擇耐高溫的電纜進行敷設；如果環境溫度在100 ℃以上，需要選擇礦物質絕緣電纜進行敷設；如果周圍環境溫度在-20 ℃時，那么選用的敷設電纜一定要耐寒冷，且在較冷的環境下能夠高質量地完成工作，在這種情況下可以選用交聯聚乙烯、聚乙烯等材料的電纜，絕不能采用聚氯乙烯等材料的電纜。

4.2 電纜的敷設

電纜的敷設方式分為多種。比如，在電廠主廠房中的電纜敷設應該選擇架空敷設。這種敷設方式的特點是不需要考慮太多的因素，可以直接采用。在電廠區內一般選用的電纜敷設方式是綜合管架敷設，同時，區內輔助性的車輛所選用的電纜敷設方式是管架敷設。對于具有腐蝕性的場所，在選用電纜敷設方式時應該選用橋架敷設，而在其他一些本身沒有腐蝕性的場所應該采用鍍鋅、鋼材質的電纜套管。值得注意的是，在電纜敷設時，要把動力電纜和控制電纜分開敷設。

5 電動機常見的問題及原因分析

電動機在運行過程中往往會出現各種各樣的問題，因此，工作人員需加以防范。電動機的常見問題有：①在電源正常接通的情況下，電動機沒有任何反應就出現熔絲爆斷，甚至出現火花；②在所有線路都正常的情況下，電動機發出噪聲；③在電源正常接通的情況下，由于溫度過高，機器出現“冒煙”現象；④電動機在運行過程中突然終止；⑤電動機金屬外殼帶電，在運行過程中發出“嘩嘩”的聲音；⑥電動機的硬件由于長時間工作會使機器溫度過高，直接影響工作的進度和質量。

電動機常見問題的原因主要有以下幾個：①電動機在正常工作時突然發生熔絲爆斷的現象，很有可能是因為工作電流過小、缺少一相電源、定子的繞組連接發生短路引發；還有可能是因為熔絲的橫截面面積過小，不足以支撐電動機的正常工作。②電動機在運行過程中之所以會發出噪聲，是因為內部硬件在運行時相互之間產生摩擦，缺少硬件的支配；還有可能是因為電動機運行速度過快造成空中垃圾物品飛入，進而使電動機發生振動。③電動機運行溫度過高會出現“冒煙”現象。這是因為電壓、電流過高或者過低，電動機均不能正常運行，進而引發“冒煙”現象。④電動機金屬外殼之所以會出現帶電現象，是因為電動機外部接觸不緊密、接地電阻過高或者過低，接線處緊挨著的機殼處發生損壞，嵌線產生絕緣損壞。⑤電動機工

摘 要：電氣一次系統最主要的組成部分是接線，而接線的質量與發電設備的工作效率和運行模式有著緊密的關系，所以，電廠前期進行的電氣一次系統設計是非常重要的一個環節。根據火電廠現行的相關規定，并結合火力發電廠以往的設計經驗，對發電廠的電氣設備等進行一次性的系統設計。

關鍵詞：火力發電廠；電氣一次系統；設計；接線

中圖分類號：TM621 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）15-0015-02

隨著社會經濟的不斷發展、時代的不斷進步，人們對電力的需求越來越大，因此，火力發電廠成為當前火力發電最主要的形式之一。同時，為了滿足人們更高的用電需求，越來越多的新興發電形式涌現出來，社會競爭日益激烈。因此，筆者結合多年來電廠電氣發電的規律和自己所總結的經驗，對已投入使用的機器進行了系統的分析，對電廠電氣一次系統設計進行了總結，并且對設備的接線方式進行了探討。

1 發電機的選擇

在選擇發電機時，首先要看發電機的存電量，同時還應該注意所選擇的發電機是否與汽輪機的容量相匹配。發電機的選擇一般要求如下：①一定要保證發電機的存電量與汽輪機的容量相匹配，保證發電機工作的質量；②要保證規定的容量與汽輪機所能承受的容量相匹配；③確保所選擇的發電機類型在進水時所能承受的溫度與汽輪機在工作時的冷卻水溫度相等。

2 主變壓器的選擇

選擇主變壓器時需要注意：如果與主變壓器相連接的機器容量為299 MW時，那么就需要使用三相變壓器；如果與變壓器相連接的機器容量為599 MW時，一般情況下需要選擇三相或者單相變壓器，當然也應該結合變壓器的制造條件和運輸條件來選擇；如果與主變壓器相連接的機器容量為1 000 MW時，那么就需要選擇單相變壓器。

備用相變壓器的配置原則為：如果選擇的是單相變壓器，并且安裝的機器少于2臺，這種情況就不需要考慮安裝變壓器；如果安裝的機器多于3臺，可以考慮安裝1臺備用變壓器；如果附近公司配有相等參數的備用相，這種情況就不必安裝備用相了。

如果發電機與主變壓器之間采用的是單元連接的方式，那么，發電機的最大容量減去常用變壓器的計算負荷就等于所要選擇的變壓器的容量。

3 有關電氣主接線

3.1 主母線的接線方式

對于電氣主接線的配電裝置而言，首先應該考慮的是系統的安全性和穩定性；其次，還應該考慮系統的社會經濟性、送電的穩定性和是否能夠穩定地運行電流。配電裝置的接線原則有以下三個：①進出線的回路數如果少于6回，那么就可以采用雙母線接線的方式進行連接，當然一定要滿足系統的穩定性和安全性；②進出線的回路數如果多于6回，那么就可以用斷路器的一半進行連接；③在電廠工作的機器數量較多、進出線的次數比較少的情況下，應采用“4/3”的接線方式。

3.2 啟動電源的接線方式

220 kV及以下的電壓配電裝置在啟動電源接線后可以直接從母線上進行連接。如果其他裝置的電壓均低于220 kV，并且電廠中沒有符合此要求的電壓，為了節約電能，可以以之前的電壓為基礎進行引接。

4 電纜的選擇和敷設

4.1 電纜的選擇

電纜分為阻燃電纜、動力電纜和耐火電纜。阻燃電纜適用于易燃、易爆的場所，比如燃油供應室、發電廠的主廠房和輸煤系統廠房區域；動力電纜適用于易發生火災的場所、應急照明的系統、事故發生的保安系統和直流系統；如果雙回路的通道沒有采取防火措施，這種情況下可以選用耐火電纜。

在選擇電纜時需要特別注意回路電纜的內芯材質。比如，在耐火電纜、控制電纜、能使用計算機控制的電纜和電壓數比較大的回路運行情況下，最好選用銅質電纜芯。

電纜的敷設方式不同，所選用的電纜也不同。比如，對于橋架、梯架、托盤等敷設方式，可以采用非鎧甲的電纜。

此外，溫度對電纜的選擇也有一定的影響，因此，在選擇電纜時需要特別注意周圍的環境。如果環境溫度在60 ℃以上，就要選擇耐高溫的電纜進行敷設；如果環境溫度在100 ℃以上，需要選擇礦物質絕緣電纜進行敷設；如果周圍環境溫度在-20 ℃時，那么選用的敷設電纜一定要耐寒冷，且在較冷的環境下能夠高質量地完成工作，在這種情況下可以選用交聯聚乙烯、聚乙烯等材料的電纜，絕不能采用聚氯乙烯等材料的電纜。

4.2 電纜的敷設

電纜的敷設方式分為多種。比如，在電廠主廠房中的電纜敷設應該選擇架空敷設。這種敷設方式的特點是不需要考慮太多的因素，可以直接采用。在電廠區內一般選用的電纜敷設方式是綜合管架敷設，同時，區內輔助性的車輛所選用的電纜敷設方式是管架敷設。對于具有腐蝕性的場所，在選用電纜敷設方式時應該選用橋架敷設，而在其他一些本身沒有腐蝕性的場所應該采用鍍鋅、鋼材質的電纜套管。值得注意的是，在電纜敷設時，要把動力電纜和控制電纜分開敷設。

5 電動機常見的問題及原因分析

電動機在運行過程中往往會出現各種各樣的問題，因此，工作人員需加以防范。電動機的常見問題有：①在電源正常接通的情況下，電動機沒有任何反應就出現熔絲爆斷，甚至出現火花；②在所有線路都正常的情況下，電動機發出噪聲；③在電源正常接通的情況下，由于溫度過高，機器出現“冒煙”現象；④電動機在運行過程中突然終止；⑤電動機金屬外殼帶電，在運行過程中發出“嘩嘩”的聲音；⑥電動機的硬件由于長時間工作會使機器溫度過高，直接影響工作的進度和質量。

電動機常見問題的原因主要有以下幾個：①電動機在正常工作時突然發生熔絲爆斷的現象，很有可能是因為工作電流過小、缺少一相電源、定子的繞組連接發生短路引發；還有可能是因為熔絲的橫截面面積過小，不足以支撐電動機的正常工作。②電動機在運行過程中之所以會發出噪聲，是因為內部硬件在運行時相互之間產生摩擦，缺少硬件的支配；還有可能是因為電動機運行速度過快造成空中垃圾物品飛入，進而使電動機發生振動。③電動機運行溫度過高會出現“冒煙”現象。這是因為電壓、電流過高或者過低，電動機均不能正常運行，進而引發“冒煙”現象。④電動機金屬外殼之所以會出現帶電現象，是因為電動機外部接觸不緊密、接地電阻過高或者過低，接線處緊挨著的機殼處發生損壞，嵌線產生絕緣損壞。⑤電動機工