火力发电厂电气一次设计的技术要点分析

毕然

摘  要：电能现在是我国应用最为广泛、和人们日常生活关系最为密切的能源，所以国家对于发电、供电设施的建设力度也在不断加大。结合我国现有的能源结构来看，火力发电仍然是我国最为重要的发电方式，而火力发电厂的电气一次设计则是其中较为重要的一个技术问题。该文针对火力发电厂电气一次设计当中的相关问题进行了分析和总结，说明了其中一些技术要点，希望可以给电气设计相关工作的开展提供一些参考。

关键词：火力发电厂;电气一次设计;技术要点

中图分类号：TM621               文献标志码：A

在经济发展以及社会建设过程中，社会各界对于能源的供给提出了新的要求，不仅体现在电能的供应量上，同时对于电能供应的稳定性方面的标准也更加严格。电力现在已经成了我国应用最为广泛的能源，而在发电方式上，虽然风能、水能的应用范围越来越广泛，但是火力发电仍然是我国应用最为广泛的能源转化方式。在火力发电厂的设计工作当中，电气一次设计工作尤为重要，该文针对其中的一些要点以及注意事项进行了分析和总结。

1 火力发电厂一次设计工作当中的要点分析

在当前阶段，我国的电能生产方式当中，火力发电仍然是最为重要的一种能源生产方式，其中电气系统属于其中较为重要的结构，可以直接决定整个电厂的运行情况。而在火力发电厂的一次设计工作当中，其主要有以下几个要点需要注意。

1.1 变压器设备型号选择

主变压器设备可以说是一个火力发电厂运行当中的关键环节，在设备选型上，需要遵循以下几点。

（1）对于600 MW及以下规模的机组来说，如果运输条件允许，则需要应用三相变压器。

（2）对于1 000 MW及上规模的机组来说，需要结合现场的运输条件以及制造条件来选择三相或单相接地设备。

主变压器对于整个电厂的运行情况影响作用重大，所以首先需要保证变压器设备选型得当，在保证火力发电厂的正常运作的同时，提高电能供给的质量和稳定性。

1.2 发电机设备的选型

发电机设备是火力发电厂电能生产过程中的重要设备，该设备的选型当中，最为重要的参数就是容量，最为理想的情况就是可以与汽轮机设备完成充分的协调，这样才能保证二者的协同工作。从另一方面来看，汽轮机与发电机设备在连续容量参数上需要保持一致，发电机所应用的冷却系统与汽轮机应用的冷却系统保持相同的水温，所以从这个角度来看，电气设计当中，发电机和涡轮机之间的协调性也十分重要。

1.3 主接线设计

在火力发电厂中，主电线的布设以及连接上，电缆和母线的应用是最为广泛的，与此同时，电气主接线的连接工序上，也需要在设备上直接连接一个防雷装置，可以在恶劣天气下保证电气设备的运行安全。出于设备安装以及定位的准确性需要，设计工作当中经常会应用抽屉式设计来进行设备的收纳和安装，可以有效地给电气设备的安装以及设备的调试带来便利。

1.4 主线和母线的连接

主线的布置上需要结合具体应用的配电设备来进行分析，选择最为合适的结构和方式，举例来说，对于330 kV、500 kV等级的配电设备，其布线过程当中需要注意的问题如下。

主线和母线的布置需要从整体上进行统筹规划，对于电厂整体的发电能力以需求情况进行分析;对于接线工作而言，就以双母线结构为例，其连接方式的特点对于入口以及出口回路数量不多的情况较为适用，最多不得多于6个;如果入口出口回路部位的回路数量大于或等于6个，则可以增加半导体断路;如果输入与输出线路当中的环路数量较多，高于12个，则需要应用4/3连接的方法来进行布设。

在主母线与220 kV的配电设施连接上，需要关注的问题有以下几点：其一，接线方式的连接上，需要对电厂总装机的容量进行分析，如果该电厂的装机数量高于3，则需要对于整个电力系统的稳定性有一定的把握;对于双母线以及双段接线方案的设定来说，需要确保其可以适应于较大功率的系统运行需要;关于双母线单段连接，该连接方式适应于3个中等电源系统的工作需要;最后，双母线双接线方式可以满足于4台机组的电力系统的运行需要。

所以主线和母线连接方式的选择需要结合线路的具体规模以及工作需要来加以确定。

1.5 电气设备的布设

当进行电气设备的设计时，不能忽视电气设备的布置。电气设备的合理布置可以使发电工作更加有效。设计师在布置电气设备时，首先需要熟悉电厂的实际情况，认识电厂的一切情况，以便合理布置电气设备。具体而言，中型布局模式主要适用于110 kV～220 kV户外开放式高压配电装置和330 kV～500 kV开放式高压配电装置。;如果选择GIS作为内部布局，则应着重于排气设备。排气口位于腔室的上部和下部，以加速内部的气流并提高内部的舒适性和安全性;网络中继室的布局可以根据电厂的具体情况进行调整，以适应容量规模和优化电缆。

2 配电室负荷情况的计算

2.1 负荷计算方法分析

在一个配电室当中，功率负载和功率函数呈正比，所以对于电源设计工作来说，需要对于火力发电运行质量面的相关要求进行精确计量，这样才能保证实际负载与设计情况达成统一，让整个设备可以达成良好的运行状态。一般情况下，如果组合方式选择合理，则可以阳大程度上避免热能的浪费，实现较高的能源转化率，并且保证电能供应的质量。而在配电房负载计算过程中，相关人员经常选择二项式系数法来完成计算。

2.2 关于无功补偿

一个火力发电厂的结构较为复杂，有时为了提高运行效率、保证电力生产的顺利开展，就需要引进一些设备，如电动机以及电炉等，但是这些设备本身会消耗一定的电能，所以会降低发电效率。所以面对该问题，可以应用人工补偿方式，对电力设备的潜力进行检查，保证发电量。在这个过程中，就需要较为精确的变壓器以及相应的计算装置来提供相应的支持。

3 敷设电缆

电缆敷设方法必须根据实际情况进行选择：（1）在火力发电厂中，主要装置的电缆通常是采用桥架及电缆沟布置的。（2）在工厂区域内，大多数火力发电厂通常将综合管架作为电缆的主要铺设方式，使用它们的辅助车辆必须采用覆盖铺设方式。（3）对于继电保护室和中控室，大量的电缆将被收集在同一地点。为确保电缆处于正常状态并延长使用寿命，必须在敷设过程中安装电缆夹层。

4 结语

电能当前已经成了现代社会当中应用最为广泛的能源，人们的生活以及工作都需要以电能为基础，所以针对火力发电厂的相关设计工作进行分析，规范技术标准显得尤为必要。该文结合火力发电厂的特点说明了其电气一次设计工作当中的一些技术要点，如电气布线、线材的选择以及电缆的敷设等都是电气一次设计工作当中需要重点关注的问题。只有保证了电气一次设计的质量，才能提高电厂运行的安全性和稳定性，为人们提供生产生活所需要的电能。

参考文献

[1]张中兴， 冯泽睿， 王望龙.电力系统接线设计原则和电气一次设计技术要点分析[J].科技传播，2013（18）：98-99.

[2]武艳茹.火力发电厂电气一次系统的设计问题研究[J].电气技术与经济， 2018， No.2（2）：20-22.

[3]陈晨.火力发电厂电气一次系统的设计总结性分析[J].中国高新技术企业，2013（8）：139-140.