浅析电厂电气一次系统设计

于志峰

摘 要：电气一次系统最主要的组成部分是接线，而接线的质量与发电设备的工作效率和运行模式有着紧密的关系，所以，电厂前期进行的电气一次系统设计是非常重要的一个环节。根据火电厂现行的相关规定，并结合火力发电厂以往的设计经验，对发电厂的电气设备等进行一次性的系统设计。

关键词：火力发电厂；电气一次系统；设计；接线

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0015-02

随着社会经济的不断发展、时代的不断进步，人们对电力的需求越来越大，因此，火力发电厂成为当前火力发电最主要的形式之一。同时，为了满足人们更高的用电需求，越来越多的新兴发电形式涌现出来，社会竞争日益激烈。因此，笔者结合多年来电厂电气发电的规律和自己所总结的经验，对已投入使用的机器进行了系统的分析，对电厂电气一次系统设计进行了总结，并且对设备的接线方式进行了探讨。

1 发电机的选择

在选择发电机时，首先要看发电机的存电量，同时还应该注意所选择的发电机是否与汽轮机的容量相匹配。发电机的选择一般要求如下：①一定要保证发电机的存电量与汽轮机的容量相匹配，保证发电机工作的质量；②要保证规定的容量与汽轮机所能承受的容量相匹配；③确保所选择的发电机类型在进水时所能承受的温度与汽轮机在工作时的冷却水温度相等。

2 主变压器的选择

选择主变压器时需要注意：如果与主变压器相连接的机器容量为299 MW时，那么就需要使用三相变压器；如果与变压器相连接的机器容量为599 MW时，一般情况下需要选择三相或者单相变压器，当然也应该结合变压器的制造条件和运输条件来选择；如果与主变压器相连接的机器容量为1 000 MW时，那么就需要选择单相变压器。

备用相变压器的配置原则为：如果选择的是单相变压器，并且安装的机器少于2台，这种情况就不需要考虑安装变压器；如果安装的机器多于3台，可以考虑安装1台备用变压器；如果附近公司配有相等参数的备用相，这种情况就不必安装备用相了。

如果发电机与主变压器之间采用的是单元连接的方式，那么，发电机的最大容量减去常用变压器的计算负荷就等于所要选择的变压器的容量。

3 有关电气主接线

3.1 主母线的接线方式

对于电气主接线的配电装置而言，首先应该考虑的是系统的安全性和稳定性；其次，还应该考虑系统的社会经济性、送电的稳定性和是否能够稳定地运行电流。配电装置的接线原则有以下三个：①进出线的回路数如果少于6回，那么就可以采用双母线接线的方式进行连接，当然一定要满足系统的稳定性和安全性；②进出线的回路数如果多于6回，那么就可以用断路器的一半进行连接；③在电厂工作的机器数量较多、进出线的次数比较少的情况下，应采用“4/3”的接线方式。

3.2 启动电源的接线方式

220 kV及以下的电压配电装置在启动电源接线后可以直接从母线上进行连接。如果其他装置的电压均低于220 kV，并且电厂中没有符合此要求的电压，为了节约电能，可以以之前的电压为基础进行引接。

4 电缆的选择和敷设

4.1 电缆的选择

电缆分为阻燃电缆、动力电缆和耐火电缆。阻燃电缆适用于易燃、易爆的场所，比如燃油供应室、发电厂的主厂房和输煤系统厂房区域；动力电缆适用于易发生火灾的场所、应急照明的系统、事故发生的保安系统和直流系统；如果双回路的通道没有采取防火措施，这种情况下可以选用耐火电缆。

在选择电缆时需要特别注意回路电缆的内芯材质。比如，在耐火电缆、控制电缆、能使用计算机控制的电缆和电压数比较大的回路运行情况下，最好选用铜质电缆芯。

电缆的敷设方式不同，所选用的电缆也不同。比如，对于桥架、梯架、托盘等敷设方式，可以采用非铠甲的电缆。

此外，温度对电缆的选择也有一定的影响，因此，在选择电缆时需要特别注意周围的环境。如果环境温度在60 ℃以上，就要选择耐高温的电缆进行敷设；如果环境温度在100 ℃以上，需要选择矿物质绝缘电缆进行敷设；如果周围环境温度在-20 ℃时，那么选用的敷设电缆一定要耐寒冷，且在较冷的环境下能够高质量地完成工作，在这种情况下可以选用交联聚乙烯、聚乙烯等材料的电缆，绝不能采用聚氯乙烯等材料的电缆。

4.2 电缆的敷设

电缆的敷设方式分为多种。比如，在电厂主厂房中的电缆敷设应该选择架空敷设。这种敷设方式的特点是不需要考虑太多的因素，可以直接采用。在电厂区内一般选用的电缆敷设方式是综合管架敷设，同时，区内辅助性的车辆所选用的电缆敷设方式是管架敷设。对于具有腐蚀性的场所，在选用电缆敷设方式时应该选用桥架敷设，而在其他一些本身没有腐蚀性的场所应该采用镀锌、钢材质的电缆套管。值得注意的是，在电缆敷设时，要把动力电缆和控制电缆分开敷设。

5 电动机常见的问题及原因分析

电动机在运行过程中往往会出现各种各样的问题，因此，工作人员需加以防范。电动机的常见问题有：①在电源正常接通的情况下，电动机没有任何反应就出现熔丝爆断，甚至出现火花；②在所有线路都正常的情况下，电动机发出噪声；③在电源正常接通的情况下，由于温度过高，机器出现“冒烟”现象；④电动机在运行过程中突然终止；⑤电动机金属外壳带电，在运行过程中发出“哗哗”的声音；⑥电动机的硬件由于长时间工作会使机器温度过高，直接影响工作的进度和质量。

电动机常见问题的原因主要有以下几个：①电动机在正常工作时突然发生熔丝爆断的现象，很有可能是因为工作电流过小、缺少一相电源、定子的绕组连接发生短路引发；还有可能是因为熔丝的横截面面积过小，不足以支撑电动机的正常工作。②电动机在运行过程中之所以会发出噪声，是因为内部硬件在运行时相互之间产生摩擦，缺少硬件的支配；还有可能是因为电动机运行速度过快造成空中垃圾物品飞入，进而使电动机发生振动。③电动机运行温度过高会出现“冒烟”现象。这是因为电压、电流过高或者过低，电动机均不能正常运行，进而引发“冒烟”现象。④电动机金属外壳之所以会出现带电现象，是因为电动机外部接触不紧密、接地电阻过高或者过低，接线处紧挨着的机壳处发生损坏，嵌线产生绝缘损坏。⑤电动机工

摘 要：电气一次系统最主要的组成部分是接线，而接线的质量与发电设备的工作效率和运行模式有着紧密的关系，所以，电厂前期进行的电气一次系统设计是非常重要的一个环节。根据火电厂现行的相关规定，并结合火力发电厂以往的设计经验，对发电厂的电气设备等进行一次性的系统设计。

关键词：火力发电厂；电气一次系统；设计；接线

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0015-02

随着社会经济的不断发展、时代的不断进步，人们对电力的需求越来越大，因此，火力发电厂成为当前火力发电最主要的形式之一。同时，为了满足人们更高的用电需求，越来越多的新兴发电形式涌现出来，社会竞争日益激烈。因此，笔者结合多年来电厂电气发电的规律和自己所总结的经验，对已投入使用的机器进行了系统的分析，对电厂电气一次系统设计进行了总结，并且对设备的接线方式进行了探讨。

1 发电机的选择

在选择发电机时，首先要看发电机的存电量，同时还应该注意所选择的发电机是否与汽轮机的容量相匹配。发电机的选择一般要求如下：①一定要保证发电机的存电量与汽轮机的容量相匹配，保证发电机工作的质量；②要保证规定的容量与汽轮机所能承受的容量相匹配；③确保所选择的发电机类型在进水时所能承受的温度与汽轮机在工作时的冷却水温度相等。

2 主变压器的选择

选择主变压器时需要注意：如果与主变压器相连接的机器容量为299 MW时，那么就需要使用三相变压器；如果与变压器相连接的机器容量为599 MW时，一般情况下需要选择三相或者单相变压器，当然也应该结合变压器的制造条件和运输条件来选择；如果与主变压器相连接的机器容量为1 000 MW时，那么就需要选择单相变压器。

备用相变压器的配置原则为：如果选择的是单相变压器，并且安装的机器少于2台，这种情况就不需要考虑安装变压器；如果安装的机器多于3台，可以考虑安装1台备用变压器；如果附近公司配有相等参数的备用相，这种情况就不必安装备用相了。

如果发电机与主变压器之间采用的是单元连接的方式，那么，发电机的最大容量减去常用变压器的计算负荷就等于所要选择的变压器的容量。

3 有关电气主接线

3.1 主母线的接线方式

对于电气主接线的配电装置而言，首先应该考虑的是系统的安全性和稳定性；其次，还应该考虑系统的社会经济性、送电的稳定性和是否能够稳定地运行电流。配电装置的接线原则有以下三个：①进出线的回路数如果少于6回，那么就可以采用双母线接线的方式进行连接，当然一定要满足系统的稳定性和安全性；②进出线的回路数如果多于6回，那么就可以用断路器的一半进行连接；③在电厂工作的机器数量较多、进出线的次数比较少的情况下，应采用“4/3”的接线方式。

3.2 启动电源的接线方式

220 kV及以下的电压配电装置在启动电源接线后可以直接从母线上进行连接。如果其他装置的电压均低于220 kV，并且电厂中没有符合此要求的电压，为了节约电能，可以以之前的电压为基础进行引接。

4 电缆的选择和敷设

4.1 电缆的选择

电缆分为阻燃电缆、动力电缆和耐火电缆。阻燃电缆适用于易燃、易爆的场所，比如燃油供应室、发电厂的主厂房和输煤系统厂房区域；动力电缆适用于易发生火灾的场所、应急照明的系统、事故发生的保安系统和直流系统；如果双回路的通道没有采取防火措施，这种情况下可以选用耐火电缆。

在选择电缆时需要特别注意回路电缆的内芯材质。比如，在耐火电缆、控制电缆、能使用计算机控制的电缆和电压数比较大的回路运行情况下，最好选用铜质电缆芯。

电缆的敷设方式不同，所选用的电缆也不同。比如，对于桥架、梯架、托盘等敷设方式，可以采用非铠甲的电缆。

此外，温度对电缆的选择也有一定的影响，因此，在选择电缆时需要特别注意周围的环境。如果环境温度在60 ℃以上，就要选择耐高温的电缆进行敷设；如果环境温度在100 ℃以上，需要选择矿物质绝缘电缆进行敷设；如果周围环境温度在-20 ℃时，那么选用的敷设电缆一定要耐寒冷，且在较冷的环境下能够高质量地完成工作，在这种情况下可以选用交联聚乙烯、聚乙烯等材料的电缆，绝不能采用聚氯乙烯等材料的电缆。

4.2 电缆的敷设

电缆的敷设方式分为多种。比如，在电厂主厂房中的电缆敷设应该选择架空敷设。这种敷设方式的特点是不需要考虑太多的因素，可以直接采用。在电厂区内一般选用的电缆敷设方式是综合管架敷设，同时，区内辅助性的车辆所选用的电缆敷设方式是管架敷设。对于具有腐蚀性的场所，在选用电缆敷设方式时应该选用桥架敷设，而在其他一些本身没有腐蚀性的场所应该采用镀锌、钢材质的电缆套管。值得注意的是，在电缆敷设时，要把动力电缆和控制电缆分开敷设。

5 电动机常见的问题及原因分析

电动机在运行过程中往往会出现各种各样的问题，因此，工作人员需加以防范。电动机的常见问题有：①在电源正常接通的情况下，电动机没有任何反应就出现熔丝爆断，甚至出现火花；②在所有线路都正常的情况下，电动机发出噪声；③在电源正常接通的情况下，由于温度过高，机器出现“冒烟”现象；④电动机在运行过程中突然终止；⑤电动机金属外壳带电，在运行过程中发出“哗哗”的声音；⑥电动机的硬件由于长时间工作会使机器温度过高，直接影响工作的进度和质量。

电动机常见问题的原因主要有以下几个：①电动机在正常工作时突然发生熔丝爆断的现象，很有可能是因为工作电流过小、缺少一相电源、定子的绕组连接发生短路引发；还有可能是因为熔丝的横截面面积过小，不足以支撑电动机的正常工作。②电动机在运行过程中之所以会发出噪声，是因为内部硬件在运行时相互之间产生摩擦，缺少硬件的支配；还有可能是因为电动机运行速度过快造成空中垃圾物品飞入，进而使电动机发生振动。③电动机运行温度过高会出现“冒烟”现象。这是因为电压、电流过高或者过低，电动机均不能正常运行，进而引发“冒烟”现象。④电动机金属外壳之所以会出现带电现象，是因为电动机外部接触不紧密、接地电阻过高或者过低，接线处紧挨着的机壳处发生损坏，嵌线产生绝缘损坏。⑤电动机工

摘 要：电气一次系统最主要的组成部分是接线，而接线的质量与发电设备的工作效率和运行模式有着紧密的关系，所以，电厂前期进行的电气一次系统设计是非常重要的一个环节。根据火电厂现行的相关规定，并结合火力发电厂以往的设计经验，对发电厂的电气设备等进行一次性的系统设计。

关键词：火力发电厂；电气一次系统；设计；接线

中图分类号：TM621 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）15-0015-02

随着社会经济的不断发展、时代的不断进步，人们对电力的需求越来越大，因此，火力发电厂成为当前火力发电最主要的形式之一。同时，为了满足人们更高的用电需求，越来越多的新兴发电形式涌现出来，社会竞争日益激烈。因此，笔者结合多年来电厂电气发电的规律和自己所总结的经验，对已投入使用的机器进行了系统的分析，对电厂电气一次系统设计进行了总结，并且对设备的接线方式进行了探讨。

1 发电机的选择

在选择发电机时，首先要看发电机的存电量，同时还应该注意所选择的发电机是否与汽轮机的容量相匹配。发电机的选择一般要求如下：①一定要保证发电机的存电量与汽轮机的容量相匹配，保证发电机工作的质量；②要保证规定的容量与汽轮机所能承受的容量相匹配；③确保所选择的发电机类型在进水时所能承受的温度与汽轮机在工作时的冷却水温度相等。

2 主变压器的选择

选择主变压器时需要注意：如果与主变压器相连接的机器容量为299 MW时，那么就需要使用三相变压器；如果与变压器相连接的机器容量为599 MW时，一般情况下需要选择三相或者单相变压器，当然也应该结合变压器的制造条件和运输条件来选择；如果与主变压器相连接的机器容量为1 000 MW时，那么就需要选择单相变压器。

备用相变压器的配置原则为：如果选择的是单相变压器，并且安装的机器少于2台，这种情况就不需要考虑安装变压器；如果安装的机器多于3台，可以考虑安装1台备用变压器；如果附近公司配有相等参数的备用相，这种情况就不必安装备用相了。

如果发电机与主变压器之间采用的是单元连接的方式，那么，发电机的最大容量减去常用变压器的计算负荷就等于所要选择的变压器的容量。

3 有关电气主接线

3.1 主母线的接线方式

对于电气主接线的配电装置而言，首先应该考虑的是系统的安全性和稳定性；其次，还应该考虑系统的社会经济性、送电的稳定性和是否能够稳定地运行电流。配电装置的接线原则有以下三个：①进出线的回路数如果少于6回，那么就可以采用双母线接线的方式进行连接，当然一定要满足系统的稳定性和安全性；②进出线的回路数如果多于6回，那么就可以用断路器的一半进行连接；③在电厂工作的机器数量较多、进出线的次数比较少的情况下，应采用“4/3”的接线方式。

3.2 启动电源的接线方式

220 kV及以下的电压配电装置在启动电源接线后可以直接从母线上进行连接。如果其他装置的电压均低于220 kV，并且电厂中没有符合此要求的电压，为了节约电能，可以以之前的电压为基础进行引接。

4 电缆的选择和敷设

4.1 电缆的选择

电缆分为阻燃电缆、动力电缆和耐火电缆。阻燃电缆适用于易燃、易爆的场所，比如燃油供应室、发电厂的主厂房和输煤系统厂房区域；动力电缆适用于易发生火灾的场所、应急照明的系统、事故发生的保安系统和直流系统；如果双回路的通道没有采取防火措施，这种情况下可以选用耐火电缆。

在选择电缆时需要特别注意回路电缆的内芯材质。比如，在耐火电缆、控制电缆、能使用计算机控制的电缆和电压数比较大的回路运行情况下，最好选用铜质电缆芯。

电缆的敷设方式不同，所选用的电缆也不同。比如，对于桥架、梯架、托盘等敷设方式，可以采用非铠甲的电缆。

此外，温度对电缆的选择也有一定的影响，因此，在选择电缆时需要特别注意周围的环境。如果环境温度在60 ℃以上，就要选择耐高温的电缆进行敷设；如果环境温度在100 ℃以上，需要选择矿物质绝缘电缆进行敷设；如果周围环境温度在-20 ℃时，那么选用的敷设电缆一定要耐寒冷，且在较冷的环境下能够高质量地完成工作，在这种情况下可以选用交联聚乙烯、聚乙烯等材料的电缆，绝不能采用聚氯乙烯等材料的电缆。

4.2 电缆的敷设

电缆的敷设方式分为多种。比如，在电厂主厂房中的电缆敷设应该选择架空敷设。这种敷设方式的特点是不需要考虑太多的因素，可以直接采用。在电厂区内一般选用的电缆敷设方式是综合管架敷设，同时，区内辅助性的车辆所选用的电缆敷设方式是管架敷设。对于具有腐蚀性的场所，在选用电缆敷设方式时应该选用桥架敷设，而在其他一些本身没有腐蚀性的场所应该采用镀锌、钢材质的电缆套管。值得注意的是，在电缆敷设时，要把动力电缆和控制电缆分开敷设。

5 电动机常见的问题及原因分析

电动机在运行过程中往往会出现各种各样的问题，因此，工作人员需加以防范。电动机的常见问题有：①在电源正常接通的情况下，电动机没有任何反应就出现熔丝爆断，甚至出现火花；②在所有线路都正常的情况下，电动机发出噪声；③在电源正常接通的情况下，由于温度过高，机器出现“冒烟”现象；④电动机在运行过程中突然终止；⑤电动机金属外壳带电，在运行过程中发出“哗哗”的声音；⑥电动机的硬件由于长时间工作会使机器温度过高，直接影响工作的进度和质量。

电动机常见问题的原因主要有以下几个：①电动机在正常工作时突然发生熔丝爆断的现象，很有可能是因为工作电流过小、缺少一相电源、定子的绕组连接发生短路引发；还有可能是因为熔丝的横截面面积过小，不足以支撑电动机的正常工作。②电动机在运行过程中之所以会发出噪声，是因为内部硬件在运行时相互之间产生摩擦，缺少硬件的支配；还有可能是因为电动机运行速度过快造成空中垃圾物品飞入，进而使电动机发生振动。③电动机运行温度过高会出现“冒烟”现象。这是因为电压、电流过高或者过低，电动机均不能正常运行，进而引发“冒烟”现象。④电动机金属外壳之所以会出现带电现象，是因为电动机外部接触不紧密、接地电阻过高或者过低，接线处紧挨着的机壳处发生损坏，嵌线产生绝缘损坏。⑤电动机工