某發(fā)電廠廠用電部分的電氣設(shè)計(jì)

李品辛

（西安思源學(xué)院工學(xué)院,西安 710038）

某發(fā)電廠廠用電部分的電氣設(shè)計(jì)

李品辛

（西安思源學(xué)院工學(xué)院,西安 710038）

伴隨經(jīng)濟(jì)社會(huì)的飛速發(fā)展，發(fā)電廠一系列設(shè)備、技術(shù)水平不斷推陳出新。就火力發(fā)電廠而言，一次接線是電氣部分極為關(guān)節(jié)的一環(huán)。文章通過通過闡述發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)內(nèi)容、功能及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，對某發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)實(shí)例展開探討，旨在為如何促進(jìn)發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)有序開展研究適用提供一些思路。

發(fā)電廠;用電;電氣設(shè)計(jì)

0 引言

火力發(fā)電廠電氣設(shè)備包括電氣一次設(shè)備、電氣二次設(shè)備，就火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)而言，一次回路設(shè)計(jì)極為重要，其是確保供電安全可靠、經(jīng)濟(jì)性以及電能質(zhì)量的重中之重，并重要影響著電氣部分的投資[1]。由此可見，對發(fā)電廠廠用電部分的電氣設(shè)計(jì)開展研究有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)內(nèi)容、功能及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)

第一步，應(yīng)當(dāng)結(jié)合電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況對預(yù)建電廠規(guī)模予以明確，諸如氣象情況、產(chǎn)用電率、裝機(jī)容量及機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)等。然后，要對設(shè)計(jì)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)予以明確，諸如確保供電安全可靠、經(jīng)濟(jì)適用；功率因數(shù)達(dá)到或超過0.9。最后，要對設(shè)計(jì)內(nèi)容予以明確，主要包括有：1）明確主接線，結(jié)合設(shè)計(jì)任務(wù)書，對原始數(shù)據(jù)資料開展回顧分析，在技術(shù)條件允許前提下制作可達(dá)成的若干個(gè)方案，再通過技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比，確定最理想方案。2）選擇主變壓器，對變壓器臺(tái)數(shù)、容量、型號(hào)等開展選取。3）選擇電氣設(shè)備，對一系列電氣設(shè)備進(jìn)行選擇及校驗(yàn)，包括斷路器、電流互感器、電壓互感器、隔離開關(guān)、電纜、母線等，并將選擇電氣設(shè)備對應(yīng)數(shù)量、型號(hào)制表。4）計(jì)算短路電流，結(jié)合電氣設(shè)備選取及繼電保護(hù)整定需求，獲得短路計(jì)算點(diǎn)，制作等值網(wǎng)絡(luò)圖，算出短路電流，在進(jìn)行匯總制表[2]。

2 某發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)實(shí)例

某一發(fā)電廠在預(yù)建中，其設(shè)計(jì)內(nèi)容、功能及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)為：年最高氣溫41℃，平均氣溫26℃；裝機(jī)四臺(tái)，容量4×200MW，UN10.5kv；機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)6200小時(shí)/年；廠用電率8.0%。功率因數(shù)達(dá)到或超過0.9。對原始數(shù)據(jù)資料開展回顧分析：1）10kv電壓等級：電纜饋線10次，每次平均輸送容量1.8MW。10kv負(fù)荷范圍16～20MW，功率因素0.85，機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)5400小時(shí)/年，屬于I、II類負(fù)荷。2）110電壓等級：架空出線6次，每次平均輸送容量11MW。110kv負(fù)荷范圍60～70MW，功率因素0.8，機(jī)組年利用小時(shí)數(shù)5000小時(shí)/年，屬于II類負(fù)荷。3）220電壓等級：架空出線2次，與無盡系統(tǒng)相連，獲取此發(fā)電廠剩余功率。如果將基準(zhǔn)容量設(shè)定成100MV.A，則系統(tǒng)歸算至220kv母線處。

（1）明確主接線。電氣主接線設(shè)計(jì)原則為：應(yīng)當(dāng)結(jié)合發(fā)電廠電力系統(tǒng)實(shí)際情況，第一點(diǎn)要達(dá)到電力系統(tǒng)有序運(yùn)行及經(jīng)濟(jì)調(diào)度要求；結(jié)合規(guī)劃容量、輸送電壓等級、預(yù)建規(guī)模、供電負(fù)荷作用、確保供需平衡、進(jìn)出線回路數(shù)等前提確定；最后應(yīng)當(dāng)達(dá)到安全性、可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求。對電廠技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)開展系統(tǒng)分析，制作出三套方案，然后結(jié)合技術(shù)水平選擇最終適用方案，在對此發(fā)電廠主接線開展設(shè)計(jì)過程中，應(yīng)當(dāng)考慮下述幾項(xiàng)問題：1）確保整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行安全、可靠，不可為此電廠或站內(nèi)主接線故障導(dǎo)致系統(tǒng)無法運(yùn)行；2）確保負(fù)荷供電安全、可靠及電能質(zhì)量，尤其是關(guān)鍵負(fù)荷供電部分。3）每一項(xiàng)設(shè)備，尤其要關(guān)注高、中壓聯(lián)絡(luò)變壓器在許可范圍內(nèi)與否。此電廠10kv電壓等級采用單母線分段接線接線形式，110kv電壓等級采用單母線分段接線接線形式，220kv電壓等級采用單母線接線接線形式。

（2）選擇主變壓器。發(fā)電廠200MW及以上機(jī)組為發(fā)電機(jī)變壓器組接線期間，主變壓器需要符合DL5000-2000火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程中的相關(guān)規(guī)定[3]。結(jié)合此電廠技術(shù)數(shù)據(jù)資料對變壓器容量、繞組連接方式以及調(diào)整方式開展選取，進(jìn)一步明確變壓器型號(hào)SSPSLO-3000/200為最理想選擇。

（3）選擇電氣設(shè)備。對一系列電氣設(shè)備進(jìn)行選擇及校驗(yàn)，包括斷路器、電流互感器、電壓互感器、隔離開關(guān)、電纜、母線等，并將選擇電氣設(shè)備對應(yīng)數(shù)量、型號(hào)制表。科學(xué)合理選擇電氣設(shè)備可有效確保電氣導(dǎo)體不管在何種狀況下，均能夠安全可靠、經(jīng)濟(jì)有序的運(yùn)行。在開展設(shè)備選擇過程中，應(yīng)當(dāng)結(jié)合電廠實(shí)際情況，基于安全可靠前提，引入科學(xué)可行的技術(shù)方法，選擇適用的電氣設(shè)別。本案依據(jù)常規(guī)運(yùn)行條件開展選取，包括環(huán)境情況、額定電流、額定電壓等；依據(jù)短路條件開展校驗(yàn)，包括熱穩(wěn)定、動(dòng)穩(wěn)定等。

（4）計(jì)算短路電流。在生產(chǎn)實(shí)踐中，電氣設(shè)備選擇、校驗(yàn)受短路電流計(jì)算很大程度影響，繼電保護(hù)器、自動(dòng)化設(shè)備整定受短路電流計(jì)算很大程度影響，限流設(shè)備、主接線選擇受短路電流計(jì)算很大程度影響。短路電流計(jì)算方式通常選取選取標(biāo)么值法，一方面要對短路點(diǎn)予以確定，一方面要選取計(jì)量儀表形式。本案依據(jù)選取的最佳接線方案，制作等值網(wǎng)絡(luò)圖，通過標(biāo)么值法對每一短路點(diǎn)短路電流開展計(jì)算。

3 結(jié)束語

總而言之，在火力發(fā)電廠電氣部分設(shè)計(jì)中，一次回路設(shè)計(jì)作為核心環(huán)節(jié)，其不僅直接決定著供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性及電能質(zhì)量，還重要影響著電氣部分的建設(shè)。鑒于此，相關(guān)人員務(wù)必要不斷鉆研研究、總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，清楚認(rèn)識(shí)發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)內(nèi)容、功能及相關(guān)技術(shù)指標(biāo)，“明確主接線”、“選擇主變壓器”、“選擇電氣設(shè)備”、“計(jì)算短路電流”等，積極促進(jìn)發(fā)電廠廠用電電氣部分設(shè)計(jì)有序開展。

[1]張鷹.淺談火力發(fā)電廠電氣一次部分設(shè)計(jì)[J]．華東科技：學(xué)術(shù)版，2012(06)：173．

[2]張熠,李巖峰.上海外高橋第三發(fā)電廠2×1000 MW機(jī)組工程電氣設(shè)計(jì)特點(diǎn)[J].電力建設(shè),2010,31(11)：64-69．

[3]鄭瀅.600MW火電廠廠用電電氣一次線設(shè)計(jì)探討[J].住宅與房地產(chǎn),2015（S1）：162-163．

10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.22.137

李品辛（1990-），男，陜西商洛人，本科在讀，研究方向：電氣工程及其自動(dòng)化。