热力热源厂电气设计的应用研究

孙智勇

（河北华热热力工程设计有限公司，河北 承德 067000）

1 热源厂电缆敷设技术设计应用

热源厂风机房和水泵房等灰尘及水汽多的场所，我们采用电缆线槽架空，防水及槽盖防尘技术。并对外防电磁干扰，同时注意桥架应重复接地。电缆桥架敷设大于2.5m的高度即可[1]，达到举手不能触到，而又便于站人敷设电缆的目的。同时支架达到乘力要求。电缆桥架上下并行时，要有高度间距，以便底层桥架开盖检修。输煤廊电缆敷设采用桥架设计，既可以方便检修，又省去穿保护管的不便。控制室下的电缆桥架应躲开控制屏下的预留孔洞，以防水从控制室流入桥架。

电缆沟因可容纳大量电缆及便于电气检修，所以我们将其设计在室外，但注意沟底形成坡度及适当设计地漏以防沟内积水，同时沟内支架也可躲开积水。如果电缆沟沟顶密封，设计需考虑人员进入。电缆沟最好选择躲开其他管道敷设，以防施工及运行中互相干扰。电缆沟的盖板与土建专业配合一般应用5cm厚即可，重车经过可采用15cm厚。配电室的电缆沟采用双沟设计，前沟放置配电柜，后沟便于敷设电缆。高压配电室电缆沟采用双沟但前沟不宜再分一次和二次电缆沟，从施工角度看，高压柜仅屏顶母线由柜顶直联，并无其他柜间二次连接线，而一次电缆沟又可能被二次电缆沟拥挤变窄，不便较粗高压电缆施工和检修。

电缆穿管敷设适宜电缆根数较少，躲开外力的情况，如果穿管弯曲较多时，考虑加粗管径。钢管要求进行镀锌等防腐措施。穿管进线到电机，找对接线盒的位置，防止穿管到电机接线盒另一侧造成接线困难。

2 热源厂电气配电技术设计应用

配电低压空开应多设置备用，刀闸设计要求比计算电流大两个等级，这两种设计均是考虑负荷的增加及元器件质量因素。GGD柜正反两面均可设空开，但柜后门要求可开闭。1m宽GGD柜可设置三套刀闸。

就地配电柜最好据墙 80cm以方便检修，空间有限可近墙放置。一排GGD柜设计时留有柜间间隙的空间。

3 变频器设计应用

ABB变频器550系列更适宜电机控制，但最大达到110kW可选，而800系列采用矢量控制，适宜面较广。在重载型机械拖动应用变频器时，应使用比电机功率大一至二个等级的变频器，因为重载型机械（如重矿链除渣机）突然停止时，再次起动要载动大量的炉渣，而变频器过载能力为 1.5倍额定电流，出现再次起动困难问题。

鼓风机与引风机连锁可采用变频器本身继电器作为起动鼓风机的连锁触点，节省中间继电器并且变频器本身继电器比较可靠。

4 两路电源三相核对技术应用

两路ABC三相电源核对是否同相，例如是否同为A相，可用电压表，因为电压表电阻较大不会短路，0V为同相，380V为异相。为互感器、变压器打压及测量绝缘电阻要防止反送电。

图9中展现了超导磁场储能技术下的涡流损耗值和谐波间的关系。从图中可知,伴随谐波频率与幅值增大,超导储能技术的涡流损耗也相应增大。因而,为保障功率变换器(VCS)的安全性与可靠性,考量二极管开关元件的涡流损耗,将开关频段设定在2 kHz之内。因而选取现有的内环和外环调控策略在开关频段、边带和倍频周围产生较大的谐波参量,定使得超导磁场储能技术下的微网涡流损耗减小,从而保证超导磁场储能系统运转效率与储能量。

5 干式变压器设计应用

干式变压器通常在热源厂室内，对防火要求比较高的场合设计应用。油浸式变压器在发生故障时，有可能喷油和燃烧，室内应用比较危险。干式变压器通常不会自燃，而且优质产品具有阻燃能力。干式变压器的优点是安全、干净，缺点是价格高、占地面积大、户外使用困难；油浸式变压器的优点是电压等级可以做的很高，占地面积小，使用范围广泛，散热性能好。缺点是漏油、产生故障时对环境有污染。

干式变压器设计应用时的技术总结如下：

1）电气性能好，局部放电值低：在变压器绝缘结构中，多少会有些局部的绝缘弱点，它在电场的作用下会首先发生放电，而不随即形成整个绝缘贯穿性击穿，它可能发生在绝缘体的表面或内部，即局部放电。然而电气绝缘的破坏或局部老化，多数是从局部放电开始的，它的危害性突出表现在绝缘寿命迅速降低，最终影响安全运行。干式变压器由于其独特的结构（高、低压绕组全部采用铜带（箔）绕成）和其先进的制造工艺水平（高、低压绕组全部在真空中浇注环氧树脂并固化），使其局部放电值低。

2）耐雷电冲击能力强：由于高、低压绕组全部采用铜带（箔）绕成，层间电压低、电容大，箔式绕组起始电压分布接近线性，因此其抗雷电冲击能力强。

3）抗短路能力强：由于高、低压绕组电抗高度相同，无螺旋角现象，线圈间的安匝平衡，高、低压绕组因短路引起的轴向力几乎为零，因此其抗短路能力强。

4）抗龟裂性能好：干式变压器采用环氧树脂“薄绝缘（1～3mm）技术”，满足了低温、高温及温度变化范围大的场合，满足了长期运行后的抗开裂要求，解决了“厚绝缘（6mm）技术”难于解决的开裂问题，使干式变压器在技术上得到可靠的保障。

5）过负载能力强：若相同容量的变压器负载损耗相等时，则铜箔的面积将比铜导体相应增大，体积增大后，填料树脂用量相应增多，因此绕组热容性大，变压器短时过载能力强。

6）阻燃性能好：采用环氧树脂真空浇注工艺无环境污染，有利于环境保护，该变压器具有免维护、防潮、抗湿热、阻燃和自熄特性，适用于各种环境及条件恶劣的场合。

7）损耗低、噪声低：铁心通常采用矿物氧化物绝缘的优质冷轧硅钢片，通过先进的加工工艺，使损耗水平和空载电流降至最低，并取得非常低的噪声水平。同时装配好的铁心，在其表面封涂F级树脂漆，以防尘、防腐、防烟雾和锈蚀。

8）耐温等级高：环氧树脂干式变压器属于F级或H级绝缘，长期可在155℃或180℃高温下安全运行。在相同容量下，它的体积小、重量轻，可节约安装费用等。

9）相关技术规范：①容量≤10000kVA；②电压≤35kV；③绝缘等级F级或H级。环氧树脂干式变压器具有良好的电气和机械性能、较高的耐热等级，并且是一种可靠的安全性的环保、节能型新产品，能适应多种恶劣环境。通过使用环氧树脂干式变压器可减少维护工作量和增强安全性，创造附加价值；变压器油的减少也将大幅度降低用于清洁和更换油的维护成本，同时由于用油量的减少，可降低由于渗漏油造成的环境污染的风险；同时环氧树脂干式变压器较好的超铭牌运行能力和抗短路能力，将给安全供电带来可靠的保证。由于环氧树脂干式变压器比充矿物油的变压器（油浸式变压器）更具有优越的安全性和其他一些固有优点。

6 电气控制技术设计应用

PLC专为在工业环境下应用而设计的工业计算机[2]，已应用很广泛，但设计时应该加入手动回路，以防PLC故障。

设计双时间继电器如 JSS48A可用一个时间继电器实现两个不同的延时循环交替进行。阀门等控制箱设计位置既要便于操作，又要防水防尘。

对于阀门控制设计应用，各种控制设计方案极多，但大多复杂，不便于接线和检修。我们设计了两种控制原理图。不但接线简单、便于检修，同时应用效果理想。第一种设计采用手指按压方式（见图1），如阀门开关时间较长则会感到不便，但当要求阀门挡板停在中间位置时，只要放开手指，操作简单；第二种设计采用自锁方式（见图2），不会出现手指按压疲劳。这两种设计均在实践中得到良好的应用，希望同行可以借鉴。

图1

图2

7 热源厂电气保护技术设计应用

7.1 微机保护设计应用时的技术总结

采用微机保护可谓应时代而动。微机保护集保护，监视，控制，人机接口，通讯等多种功能于一体，已开始由人工管理，就地监控发展为远动化[3]。专门对开关柜进行单元化设计。一台装置即可完成开关柜内所有的自动化功能，简化了二次设计和施工，代替了各种常规的继电器和测量仪表，节省了大量的安装空间和电缆。在线保护和控制可编程采用电器工作人员熟悉的梯形图编程，采用三十二位数字信号处理器，现场总线通信，可保证信息传输的是实行和可靠性，表面贴工艺重要器件采用知名企业产品，工作稳定完善的自荐功能，异常自动告警，据有自保护能力，防止装置永久性损坏，国际通用输入电源模块，断路器操作回路具有交直流通用的硬件防跳闭锁模块，分和扎操作回路的电流大小，不影响模块正常工作，开关量输入支持直接跳闸或告警，具有事件记录功能，具有故障录播功能，具有多套保护定植手动和自动切换功能，装置能自动识别电器运行方式的变化并自动切换保护定植区，适合于无人值班和电器运行方式经常变化的场合。

7.2 微机保护设计应用的问题分析

在实际应用时，发现CT断线报警可能会误报。原因是当三相电流不平衡时，一相电流很大，而另一相很小，而微机保护就是检测某相大于0.5A，另一相小于0.2A时发CT断线报警。但这并不是应用微机保护的阻碍。

8 结论

通过以上详细分析和研究，得到了热力热源厂电气深入设计的应用技术，这些多年研究成果，希望对社会各行业均有所贡献，发挥它的最大作用。

[1]中华人民共和国机械工业部.GB 50054-95 低压配电设计规范[S]. 北京:中国计划出版社,1995.

[2]范永胜,王岷.电力拖动自动控制系统.(第2版)[M].北京:中国电力出版社,2007.

[3]刘介才.工厂供电[M].北京:机械工业出版社,2004.