发电厂电气一次设计的技术要点分析

王海霞

（秦能齐源电力工程设计有限公司，山东 济南 250000）

1 简述

目前电力能源的主要生产企业为火力火电厂，需要燃烧大量的煤炭完成整个电力生产的过程。伴随着各种先进设备以及先进工艺的不断应用，以及科学技术水平的持续提升，电气系统的科学性与否直接关系整个电厂的工作效率高低，而电力系统电气一次设计的主要目的就是为了提升电力系统的工作效率。

2 火力发电厂电气一次设计主要构成分析

2.1 电气一次设计过程中发电机的选择

当进行发电机的选择时，首先应在确保整个电气回路中的额定功率因数以及电压值要求，另外还需要综合的考虑电器的额定容量，应确保其与发电设备的工作能力相吻合，需要使汽轮机和发电机之间最大容量能够互相协调。除此之外，还要兼顾发电机与发电设备的进水温度之间的步调协调性。

2.2 电气一次设计过程中主变压器的选择

当进行电气一次设计过程中主变压器的选择时，尤其要注意主变压器连接的机组的整体运行容量数值，如果其容量值能够达到300MW，必须要选择三相变压器；当与主变压器连接的机组容量达到600MW，可以选择单相变压器也可以选择三相变压器。如果与主变压器连接的机组容量高达1000MW，必须选用单相变压器。如采用单元连接的方式想对发电机和主变压器进行连接，最大连续容量与正常状态下工作变压器的计算结果要与选择的主变压器容量相等。

2.3 有关电气主接线

发电厂电气一次设计中电气主接线部分是一个核心内容，主要包括主母线的接线和启动/备用电源的接线。

（1）主母线的接线策略。首先应当依据实际线路设计对整个线路进行详细的调查分析，尤其是主母线的连接方式，例如针对220kV～360kV的配电装置中，在接线时必须要遵循四项原则。首先在对主母线进行接线时，必须要根据整个电厂的整体布局对电气系统线路以及设备进行整体的规划设计，在之后的接线过程中务必要控制双母线接线方式在进出线回路的次数，原则上应当控制在六次以下才可以使用双母线接线。在进出线回路数超过或者六次的情况下要及时添加半断路器。最后在进出线回路数大于六次并且进线和出线的回路数在2：1的条件下才可以使用4/3接线方式。对220kV配电装置主母线进行接线操作时，首先在选择恰当的接线方式之前，就要详细对发电厂的总装机数量进行调查，比如超过3台或者只剩下3台的时候，这么做的主要目的就是为了最大限度的保障电力系统的安全性和稳定性。其次，双母线双分段接线方式在众多的接线方式中具有得天独厚的优势，因为该种连接方式在一些规模比较大的电力系统中能够大幅度的提升电力系统的稳定性和安全性。双母线单分段接线方式和双母线双接线方式，该两中线路的连接方式具有一定特殊性，因为它们分别只适用于3台机组的中型电力系统和4台机组的中型电力系统。

（2）其他形式电源的接线策略。关于电厂其他形式的电源，尤其一些220kV及以下配电装置的备用电源接线，引线都需要在母线上直接引接。如果想要尽量的控制电力损耗，那么应当尽量将启动/备用电源的接线方式改成500kV或是330kV一级电压配电装置上采取降压引接。

2.4 短路电流计算

短路电流的计算包含较多内容，比如电气设备选择和检验、机电保护装置整定及限流设备选择等都包含在内。在计算短路电流过程中要合理选择短路点，还要使用符合标准的测量仪器，有效防止短路电流直接流过测量仪器，造成仪器损坏的现象。可以使用电流互感器对进出线柜和计量柜的短路电流进行科学计算。

2.5 电缆的选择和敷设设计要点分析

（1）合理的选择电缆。在进行电气一次设计的过程中，电缆的选择也属于一项技术含量较高并且十分重要的内容。因为电缆属于电力能源的主要传输媒介，所以在进行型号和种类选择的时候必须要慎重，具体的根据电力参数情况以及工作环境进行综合的选择。例如动力电缆只是在动力系统中比较适用，但是也不是说该种电缆不适用于其他情况，如果将其用普通场景下，该种电缆也能有效的提升系统的安全性和稳定性。

针对某些特殊或者特定的环境应该选择一些专用的特殊电缆。比如适用用特殊装置的铜芯电缆，生产实际中许多耐火电缆和高电力电缆都要在电缆内添加铜芯，这样可以更加安全，尤其是非常重要的信息系统。另外为了有效提升线路的安全系数，还会有许多特殊的措施，例如借助于特殊元件提升整个电路的电子屏蔽功能。

电缆所处环境的温度也是尤为重要的，所以在选择电缆时还要重视其所处环境。如果是电缆所在的环境温度在60℃左右，那么必须使用耐高温电缆。如果电缆所处温度要超过100℃ 以上，那就要选用矿物质绝缘电缆，如电缆存在温度位于-20℃ 以下，选用电缆时必须根据低温环境和绝缘类型的特定要求来实行，通常情况下采用聚乙烯等绝缘或者交联聚乙烯类绝缘电缆，此类工作环境之下严禁使用聚氯乙烯绝缘电缆。

（2）优化电缆的敷设技术。为了对电厂的电缆进行一定的保护，通常会采用架空敷设。发电厂厂区内的电缆必须使用综合管架敷设，架空敷设要使用在辅助车辆电缆的敷设里。进行电缆敷设的环节中，必须要注意敷设电缆的类型区分，因为不同类型的电缆必须要采取独立的架空敷设。

2.6 电气设备的科学布置

在进行电气设备实际安装时，必须要综合的考虑发电厂的实际情况，对发电厂的一切事物要考虑周密，才可以把电气设备安装的科学。选择GIS进行室内安装，就需要格外重视排风设备，尤其是在设备安装空间必须合理的布置排风口，确保整个空间内的空气流动性，这样有利于提升安装空间的安全系数；网络继电器室的安装也应当严格的按照行业规范来执行，必须要适应容量规模。需要依照厂房位置对低压电动机动力中心和控制中心进行确定，需要分散低压电动机的控制中心，动力中心需要把其直接布置在主厂房中，能够有效提高工作效率。

另外，在进行整体的设计过程中也可以借鉴相关的实践经验，将发电厂的实际状况作为设计的直接依据。蓄电池属于电厂各项工作能够顺利开展的重要环节之一，尤其是其构成材料的选择具有严格的考究性。另外还要尽量与周围的现有电路设备相结合，尽量保障整个配置的最优化、最科学化、最节能化。最后就是要控制好空冷部分，实际设计中常用的做法就是将高压变压器编排在空冷装置下方位置，而低压变压器一般安装在空冷配电室内。

2.7 配电室负荷的计算策略分析

（1）科学计算配电室负荷。配电室中的电力负荷还有一个名字叫电力负载。电力负荷越大越能体现出电力设备的做功效率。要想使火力发电厂的设计更加科学，必须要对配电室负荷进行认真准确的计算，使用高效能的电气设备和导线组合方式，节省能源消耗的同时，生产出最优质的电力资源，使火力发电厂在当今市场竞争中拥有一席之地，设计人员可以使用系数法和二项式系数法两种方法来对配电室负荷进行计算。

（2）无用功率补偿方法的使用。要想让火力发电厂更好地参与发电工作，依靠感应电动机和电弧炉等感性负载的力量来进行发电，使用感性负载会使机器设备降低大量的自然功率，降低电力资源的产量。为了完成电力需求者对高质量电力资源的需求，设计人员必须要使用人工补偿的方法开发出火力发电厂内设备的全部能量，使设备自然功率得到持续有效提升。所以准确计算设备和变压器低压侧实际无功功率对提升无功补偿功率的精确度是非常有帮助的。

3 结语

相关技术人员在对电气一次系统进行设计工作时，必须要做好设备和接线方式以及电缆等的选择和配置，确保其作用能够充分展现，保障发电厂电力系统运行时安全和稳定，有效提高发电厂的经济利润。火力发电厂当中电气的设计方式和质量以及发电厂的发电效率都具有密切的联系，在设计的环节中如何选择设备和接线方式对整个设计的效果具有重要影响，所以我们必须要重视。