發電廠電氣一次設計的技術要點分析

王海霞

（秦能齊源電力工程設計有限公司，山東 濟南 250000）

1 簡述

目前電力能源的主要生產企業為火力火電廠，需要燃燒大量的煤炭完成整個電力生產的過程。伴隨著各種先進設備以及先進工藝的不斷應用，以及科學技術水平的持續提升，電氣系統的科學性與否直接關系整個電廠的工作效率高低，而電力系統電氣一次設計的主要目的就是為了提升電力系統的工作效率。

2 火力發電廠電氣一次設計主要構成分析

2.1 電氣一次設計過程中發電機的選擇

當進行發電機的選擇時，首先應在確保整個電氣回路中的額定功率因數以及電壓值要求，另外還需要綜合的考慮電器的額定容量，應確保其與發電設備的工作能力相吻合，需要使汽輪機和發電機之間最大容量能夠互相協調。除此之外，還要兼顧發電機與發電設備的進水溫度之間的步調協調性。

2.2 電氣一次設計過程中主變壓器的選擇

當進行電氣一次設計過程中主變壓器的選擇時，尤其要注意主變壓器連接的機組的整體運行容量數值，如果其容量值能夠達到300MW，必須要選擇三相變壓器；當與主變壓器連接的機組容量達到600MW，可以選擇單相變壓器也可以選擇三相變壓器。如果與主變壓器連接的機組容量高達1000MW，必須選用單相變壓器。如采用單元連接的方式想對發電機和主變壓器進行連接，最大連續容量與正常狀態下工作變壓器的計算結果要與選擇的主變壓器容量相等。

2.3 有關電氣主接線

發電廠電氣一次設計中電氣主接線部分是一個核心內容，主要包括主母線的接線和啟動/備用電源的接線。

（1）主母線的接線策略。首先應當依據實際線路設計對整個線路進行詳細的調查分析，尤其是主母線的連接方式，例如針對220kV～360kV的配電裝置中，在接線時必須要遵循四項原則。首先在對主母線進行接線時，必須要根據整個電廠的整體布局對電氣系統線路以及設備進行整體的規劃設計，在之后的接線過程中務必要控制雙母線接線方式在進出線回路的次數，原則上應當控制在六次以下才可以使用雙母線接線。在進出線回路數超過或者六次的情況下要及時添加半斷路器。最后在進出線回路數大于六次并且進線和出線的回路數在2：1的條件下才可以使用4/3接線方式。對220kV配電裝置主母線進行接線操作時，首先在選擇恰當的接線方式之前，就要詳細對發電廠的總裝機數量進行調查，比如超過3臺或者只剩下3臺的時候，這么做的主要目的就是為了最大限度的保障電力系統的安全性和穩定性。其次，雙母線雙分段接線方式在眾多的接線方式中具有得天獨厚的優勢，因為該種連接方式在一些規模比較大的電力系統中能夠大幅度的提升電力系統的穩定性和安全性。雙母線單分段接線方式和雙母線雙接線方式，該兩中線路的連接方式具有一定特殊性，因為它們分別只適用于3臺機組的中型電力系統和4臺機組的中型電力系統。

（2）其他形式電源的接線策略。關于電廠其他形式的電源，尤其一些220kV及以下配電裝置的備用電源接線，引線都需要在母線上直接引接。如果想要盡量的控制電力損耗，那么應當盡量將啟動/備用電源的接線方式改成500kV或是330kV一級電壓配電裝置上采取降壓引接。

2.4 短路電流計算

短路電流的計算包含較多內容，比如電氣設備選擇和檢驗、機電保護裝置整定及限流設備選擇等都包含在內。在計算短路電流過程中要合理選擇短路點，還要使用符合標準的測量儀器，有效防止短路電流直接流過測量儀器，造成儀器損壞的現象。可以使用電流互感器對進出線柜和計量柜的短路電流進行科學計算。

2.5 電纜的選擇和敷設設計要點分析

（1）合理的選擇電纜。在進行電氣一次設計的過程中，電纜的選擇也屬于一項技術含量較高并且十分重要的內容。因為電纜屬于電力能源的主要傳輸媒介，所以在進行型號和種類選擇的時候必須要慎重，具體的根據電力參數情況以及工作環境進行綜合的選擇。例如動力電纜只是在動力系統中比較適用，但是也不是說該種電纜不適用于其他情況，如果將其用普通場景下，該種電纜也能有效的提升系統的安全性和穩定性。

針對某些特殊或者特定的環境應該選擇一些專用的特殊電纜。比如適用用特殊裝置的銅芯電纜，生產實際中許多耐火電纜和高電力電纜都要在電纜內添加銅芯，這樣可以更加安全，尤其是非常重要的信息系統。另外為了有效提升線路的安全系數，還會有許多特殊的措施，例如借助于特殊元件提升整個電路的電子屏蔽功能。

電纜所處環境的溫度也是尤為重要的，所以在選擇電纜時還要重視其所處環境。如果是電纜所在的環境溫度在60℃左右，那么必須使用耐高溫電纜。如果電纜所處溫度要超過100℃ 以上，那就要選用礦物質絕緣電纜，如電纜存在溫度位于-20℃ 以下，選用電纜時必須根據低溫環境和絕緣類型的特定要求來實行，通常情況下采用聚乙烯等絕緣或者交聯聚乙烯類絕緣電纜，此類工作環境之下嚴禁使用聚氯乙烯絕緣電纜。

（2）優化電纜的敷設技術。為了對電廠的電纜進行一定的保護，通常會采用架空敷設。發電廠廠區內的電纜必須使用綜合管架敷設，架空敷設要使用在輔助車輛電纜的敷設里。進行電纜敷設的環節中，必須要注意敷設電纜的類型區分，因為不同類型的電纜必須要采取獨立的架空敷設。

2.6 電氣設備的科學布置

在進行電氣設備實際安裝時，必須要綜合的考慮發電廠的實際情況，對發電廠的一切事物要考慮周密，才可以把電氣設備安裝的科學。選擇GIS進行室內安裝，就需要格外重視排風設備，尤其是在設備安裝空間必須合理的布置排風口，確保整個空間內的空氣流動性，這樣有利于提升安裝空間的安全系數；網絡繼電器室的安裝也應當嚴格的按照行業規范來執行，必須要適應容量規模。需要依照廠房位置對低壓電動機動力中心和控制中心進行確定，需要分散低壓電動機的控制中心，動力中心需要把其直接布置在主廠房中，能夠有效提高工作效率。

另外，在進行整體的設計過程中也可以借鑒相關的實踐經驗，將發電廠的實際狀況作為設計的直接依據。蓄電池屬于電廠各項工作能夠順利開展的重要環節之一，尤其是其構成材料的選擇具有嚴格的考究性。另外還要盡量與周圍的現有電路設備相結合，盡量保障整個配置的最優化、最科學化、最節能化。最后就是要控制好空冷部分，實際設計中常用的做法就是將高壓變壓器編排在空冷裝置下方位置，而低壓變壓器一般安裝在空冷配電室內。

2.7 配電室負荷的計算策略分析

（1）科學計算配電室負荷。配電室中的電力負荷還有一個名字叫電力負載。電力負荷越大越能體現出電力設備的做功效率。要想使火力發電廠的設計更加科學，必須要對配電室負荷進行認真準確的計算，使用高效能的電氣設備和導線組合方式，節省能源消耗的同時，生產出最優質的電力資源，使火力發電廠在當今市場競爭中擁有一席之地，設計人員可以使用系數法和二項式系數法兩種方法來對配電室負荷進行計算。

（2）無用功率補償方法的使用。要想讓火力發電廠更好地參與發電工作，依靠感應電動機和電弧爐等感性負載的力量來進行發電，使用感性負載會使機器設備降低大量的自然功率，降低電力資源的產量。為了完成電力需求者對高質量電力資源的需求，設計人員必須要使用人工補償的方法開發出火力發電廠內設備的全部能量，使設備自然功率得到持續有效提升。所以準確計算設備和變壓器低壓側實際無功功率對提升無功補償功率的精確度是非常有幫助的。

3 結語

相關技術人員在對電氣一次系統進行設計工作時，必須要做好設備和接線方式以及電纜等的選擇和配置，確保其作用能夠充分展現，保障發電廠電力系統運行時安全和穩定，有效提高發電廠的經濟利潤。火力發電廠當中電氣的設計方式和質量以及發電廠的發電效率都具有密切的聯系，在設計的環節中如何選擇設備和接線方式對整個設計的效果具有重要影響，所以我們必須要重視。