淺析火力發電廠電氣一次設計的技術要點

劉霞

摘要：目前，火力發電已經成為主要的發電方式之一，火力發電廠的電氣一次設計對發電效率有較大的影響，因此，在設計中選擇合適的接線方式對火力發電有著重要的意義。本文就火力發電廠電氣一次設計的技術要點開展探究與分析。

關鍵詞：火力發電廠;電氣一次設計;技術分析

在社會經濟快速發展的環境下，人們的生活質量和各行業的發展都得到了明顯的提高，在此過程中需要更多的電能作為支撐。因此，為了有效地提高電能傳輸質量，在研究新的發電模式的基礎上，還應該注重火力發電廠的發電效率。作為中國發電行業的主力軍，火力發電站應積極優化電氣一次設計，以提高發電的穩定性。

一、電氣主接線技術分析

（一）電氣主接線設備

在火力發電廠的發電過程中，可以通過母線或架空線來選擇主接線的電氣設備。在電氣一次設計過程中，為了防止雷雨天氣破壞電氣設備，需要在設備入口處安裝防雷設施[1]。在設計電氣設備安裝位置時，設計人員一般會采用抽屜式的安裝方式，以便于設備維修人員進行后期維護。

（二）電氣主母線接線

對于330kv至500kv 以下的電氣設備，在連接主母線時，電氣一次設計的配電設備應充分考慮系統的穩定性，確保系統的安全性和可靠性。主母線接線的主要原理是： 當進出線在六回以下時，可選擇雙母線接線方式，保證系統的安全運行;當進出線高于六回或等于六回時，如果設備在電氣系統中很重要，可以使用半斷路器進行連線;如果火力發電廠的進出線路較少，與機組數量比例約為2：1時，可以使用4/3的線路連接方式。

對于220kv的電氣設備，主要的線路連接方式有雙母線雙分段和雙母線單分段兩種連接方式，在線路連接過程中要考慮的主要原則是：當火力發電廠的總安裝量大于三臺或等于三臺時，線路連接方式的選擇應以保證電力系統的穩定性為基礎，如果火力發電廠總能量超過10000MW，機組數在四臺以上，主要選擇雙母線雙分段連接方式。如果火力發電廠總能量在5000MW 至10000MW之間，機組數在三臺或三臺以下，可采用雙母線單分段連接方式，但如果機組在四臺或四臺以上時，仍要選用雙母線雙分段的連接方式。

二、電氣發動機和主變壓器的選擇

（一）電氣發動機的選擇

在電氣一次設計選擇發動機時，主要考慮的是發動機的容量，要使發動機的容量和汽輪機的容量相互協調，以確保二者之間能夠相互配合工作，并確保發動機和汽輪機的最大連續容量能夠相互適應，最后要確保選擇的發動機冷卻系統進口水溫和汽輪機冷卻水溫保持相同。

（二）電氣主變壓器的選擇

在選擇電氣主變壓器時，如果與主變壓器連接的機組容量為300MW，應選擇三相變壓器;如果機組容量為600MW，應結合運輸和制造條件進行選擇，一般可選擇單相變壓器或三項變壓器;如果機組容量為1000Mw，應選擇單相變壓器[2]。

三、配電室負荷計算分析

（一）配電室負荷計算方法

配電室內的電力負荷也稱為電力負載，電力負載越大，電力設備的功能就越大。為了完成火力發電廠的配電室設計，有必要準確計算配電室的負荷，以選擇最佳的電氣設備和導體組合，從而以最少的消耗產生最好的電力資源，從而幫助火力發電廠在競爭的市場中獲得優勢[3]。一般來說，設計人員可以使用二項式系數法和系數法來完成配電室的負荷計算。

（二）無用功率補償方式

為了使火力發電廠平穩地發電，必須由電弧爐、感應電動機和其他感性負載來支撐。然而，大量感性負載的的應用也會降低機器的自然功率，從而減少電力資源的輸出。為了滿足用戶對高質量、充足電力資源的需求，設計者必須充分利用火力發電廠設備的潛能，通過多種補償的方式，提高設備的自然功率，只有通過計算變壓器和設備低壓側的實際無功功率，才能將無功補償功率的準確性提高。如圖1為無用功率補償裝置工作流程圖。

四、選擇電纜和敷設電纜

（一）電纜的選擇

火力發電廠易燃易爆區域應使用C級阻燃電纜。在火力發電廠的消防系統、消防報警器、緊急照明系統、直流系統和緊急保安電源應選用耐火電纜。在選擇電纜時還應注意電纜芯線，電腦控制設備的電纜不僅要選用銅芯電纜，還應該是屏蔽電纜。環境溫度會對電纜造成影響，如果環境溫度達到60攝氏度，應使用耐高溫電纜;如果環境溫度超過100攝氏度，應使用礦物質絕緣電纜;如果環境溫度在零下20攝氏度以下，一般可選擇聚乙烯、交聯聚乙烯等絕緣電纜[4]。

（二）電纜的敷設

廠區內的電纜應盡可能采用綜合管架的形式敷設，輔助車輛的電纜應采用架空的形式敷設。對于集中控制室、繼電保護室和其他有電纜匯聚的區域，需要在電纜之間設置夾層。對于腐蝕性區域應采用橋架的敷設方式。在電纜敷設時應注意的是，控制電纜和動力電纜應分開敷設。

五、結束語

總而言之，電力已經成為人們生活、生產不可缺少的能源，火力發電廠的電氣一次設計對發電質量有很大的影響。不同的選擇會產生不同的結果，在電氣一次設計的設備和連接方法的選擇上，設計人員要充分考慮每一個因素，從而提高火力發電廠的發電效率。

參考文獻：

[1]葉起中.發電廠電氣一次設計的技術要點分析[J].建筑工程技術與設計，2018，（31）：2919.

[2]武艷茹.火力發電廠電氣一次系統的設計問題研究[J].電氣技術與經濟，2018，000 （002）：P.15-17.

[3]武艷茹.火力發電廠電氣一次系統的設計問題研究[J].電氣技術與經濟，2018，（2）：15-17.

[4]王海霞.發電廠電氣一次設計的技術要點分析[J].中國設備工程，2019，（2）：131-132.

（作者單位：東南大學建筑設計研究院有限公司）