火力發電廠電氣一次設計的技術要點

李宏濤

摘要：電能現在是我國應用最為廣泛、和人們日常生活關系最為密切的能源，所以國家對于發電、供電設施的建設力度也在不斷加大。結合我國現有的能源結構來看，火力發電仍然是我國最為重要的發電方式，而火力發電廠的電氣一次設計則是其中較為重要的一個技術問題。該文針對火力發電廠電氣一次設計當中的相關問題進行了分析和總結，說明了其中一些技術要點，希望可以給電氣設計相關工作的開展提供一些參考。

關鍵詞：火力發電廠;電氣一次設計;技術要點

1.火力發電廠一次設計工作當中的要點分析

在當前階段，我國的電能生產方式當中，火力發電仍然是最為重要的一種能源生產方式，其中電氣系統屬于其中較為重要的結構，可以直接決定整個電廠的運行情況。而在火力發電廠的一次設計工作當中，其主要有以下幾個要點需要注意。

1.1變壓器設備型號選擇

主變壓器設備可以說是一個火力發電廠運行當中的關鍵環節，在設備選型上，需要遵循以下幾點。（1）對于600MW及以下規模的機組來說，如果運輸條件允許，則需要應用三相變壓器。（2）對于1000MW及上規模的機組來說，需要結合現場的運輸條件以及制造條件來選擇三相或單相接地設備。主變壓器對于整個電廠的運行情況影響作用重大，所以首先需要保證變壓器設備選型得當，在保證火力發電廠的正常運作的同時，提高電能供給的質量和穩定性。

1.2發電機設備的選型

發電機設備是火力發電廠電能生產過程中的重要設備，該設備的選型當中，最為重要的參數就是容量，最為理想的情況就是可以與汽輪機設備完成充分的協調，這樣才能保證二者的協同工作。從另一方面來看，汽輪機與發電機設備在連續容量參數上需要保持一致，發電機所應用的冷卻系統與汽輪機應用的冷卻系統保持相同的水溫，所以從這個角度來看，電氣設計當中，發電機和渦輪機之間的協調性也十分重要。

1.3主接線設計

在火力發電廠中，主接線的布設以及連接上，電纜和母線的應用是最為廣泛的，與此同時，電氣主接線的連接工序上，也需要在設備上直接連接一個防雷裝置，可以在惡劣天氣下保證電氣設備的運行安全。出于設備安裝以及定位的準確性需要，設計工作當中經常會應用抽屜式設計來進行設備的收納和安裝，可以有效地給電氣設備的安裝以及設備的調試帶來便利。

1.4主設備和母線的連接

主設備的布置上需要結合具體應用的配電設備來進行分析，選擇最為合適的結構和方式，舉例來說，對于330kV、500kV等級的配電設備，其布線過程當中需要注意的問題如下。

主設備和母線的布置需要從整體上進行統籌規劃，對于電廠整體的發電能力以需求情況進行分析;對于接線工作而言，就以雙母線結構為例，其連接方式的特點對于進線以及出線回路數量不多的情況較為適用，最多不得多于6回;如果進線出線的回路數量大于或等于6個，則可以一個半斷路器接線;如果進出線路當中的環路數量較多，高于12個，則需要應用4/3連接的方法來進行布設。

在主母線與220kV的配電裝置連接上，需要關注的問題有以下幾點：其一，接線方式的連接上，需要對電廠總裝機的容量進行分析，如果該電廠的裝機數量高于3，則需要對于整個電力系統的穩定性有一定的把握;對于雙母線以及雙段接線方案的設定來說，需要確保其可以適應于較大功率的系統運行需要;關于雙母線單段連接，該連接方式適應于3個中等電源系統的工作需要;最后，雙母線雙接線方式可以滿足于4臺機組的電力系統的運行需要。所以主設備和母線連接方式的選擇需要結合線路的具體規模以及工作需要來加以確定。

1.5電氣設備的布置

當進行電氣設備的設計時，不能忽視電氣設備的布置。電氣設備的合理布置可以使發電工作更加有效。設計師在布置電氣設備時，首先需要熟悉電廠的實際情況，認識電廠的一切情況，以便合理布置電氣設備。具體而言，中型布局模式主要適用于110kV～220kV戶外敞開式高壓配電裝置和330kV～500kV敞開式高壓配電裝置。;如果選擇GIS，作為內部布局，則應著重于排氣設備。排氣口位于腔室的上部和下部，以加速內部的氣流并提高內部的舒適性和安全性;網絡中繼室的布局可以根據電廠的具體情況進行調整，以適應容量規模和優化電纜。

2.配電室負荷情況的計算

2.1負荷計算方法分析

在一個配電室當中，功率負載和功率函數呈正比，所以對于電源設計工作來說，需要對于火力發電運行質量面的相關要求進行精確計量，這樣才能保證實際負載與設計情況達成統一，讓整個設備可以達成良好的運行狀態。一般情況下，如果組合方式選擇合理，則可以陽大程度上避免熱能的浪費，實現較高的能源轉化率，并且保證電能供應的質量。而在配電房負載計算過程中，相關人員經常選擇二項式系數法來完成計算。

2.2關于無功補償

一個火力發電廠的結構較為復雜，有時為了提高運行效率、保證電力生產的順利開展，就需要引進一些設備，如電動機以及電爐等，但是這些設備本身會消耗一定的無功電能，所以會降低發電效率。所以面對該問題，可以應用人工補償方式，保證發電量。

3.敷設電纜

電纜敷設方法必須根據實際情況進行選擇：（1）在火力發電廠中，主要裝置的電纜通常是采用橋架及電纜溝布置的。（2）在工廠區域內，大多數火力發電廠通常將綜合管架作為電纜的主要敷設方式。（3）對于繼電保護室和中控室，大量的電纜將被收集在同一地點。為確保電纜處于正常狀態并延長使用壽命，必須在敷設過程中安裝電纜夾層。

結語

電能當前已經成了現代社會當中應用最為廣泛的能源，人們的生活以及工作都需要以電能為基礎，所以針對火力發電廠的相關設計工作進行分析，規范技術標準顯得尤為必要。該文結合火力發電廠的特點說明了其電氣一次設計工作當中的一些技術要點，如電氣布線、線材的選擇以及電纜的敷設等都是電氣一次設計工作當中需要重點關注的問題。

參考文獻：

[1]張中興，馮澤睿，王望龍.電力系統接線設計原則和電氣一次設計技術要點分析[J].科技傳播，2013（18）：98-99.