试析发电厂电气一次设计的技术要点

试析发电厂电气一次设计的技术要点

本文主要分析了发电厂电气一次设计的重要意义，重点介绍了该项工作的技术要点。随着经济不断发展，我国的电力需求大幅度提升，优化发电厂电气一次设计可显著提高发电质量与效率，具有十分重要的现实价值与参考价值。通过对技术要点的深入研究，希望能提高设计水平，进而促使发电效益最大化。

标签：发电厂；电气一次设计；变压器；主接线

1.概述

电力能源是影响经济发展与社会进步的关键因素，在这一背景下，如何提高发电质量已经成为电力部门应重点思考的问题。尽管近年来，越来越多的新型能源投入使用，但受技术水平与经济效益等因素影响，火力发电仍然是我国应用最广泛的发电方式，因此，做好发电厂电气一次设计工作至关重要，可显著提高发电厂的工作效率。随着科学技术不断发展，可将现代化技术融入到电气一次设计中来，克服传统发电模式的弊端与缺陷，确保电力系统高效运行，从而提高经济收益，为社会提供更好的电力服务。

2.发电厂电气一次设计的技术要点

发电厂电气一次设计内容涉及较多方面，为了保障设计质量，工作人员应熟练掌握图一中列出的几项技术要点，从而有针对性的提高设计水平，为电力系统的正常运行保驾护航。

2.1发电机选择

发动机是电力系统运行中不可或缺的重要设备，根据发电厂的实际需求选择合适的发动机是一项重要工作，应加强重视，以免降低发电质量与效率。首先，根据发电厂的生产指标确定发动机型号与规格，保证其满足容量需求。其次，考虑发动机的内部容量与汽轮机容量是否协调，其最大连续容量应与汽轮机的最大连续出力配合选择，确保电气设备运行的安全性与高效性。最后，科学设置发动机冷却系统的进水温度，保证冷却效果的同时尽量降低成本，进而提高电气一次设计的经济性与合理性。

2.2主变压器选择

电力变压器是发电厂的关键一次设备，其功能是将电力系统中的电压等级升高或降低，以利于电能的合理输送、分配和使用，同时起到一定的故障隔离，限制短路电流等作用。

发电厂主变压器因容量较大，考虑绝缘与散热等问题多选择油浸式变压器；其电压变比根据系统标称电压与发电机出口电压的比值确定。

发电厂主变压器多选用单相变压器或者三相变压器，其选择方式与容量、综合运输及制造条件有关。举例来说，应用于30万KW机组，多选择三相变压器；应用于60万KW机组，通过技术经济比较可采用三相或单相变压器；但机组容量超过100万KW，则需选择单相变压器才能满足电力系统的运行需求。

在配置主变压器时还应充分考虑备用变压器的配置，以提高供电可靠性及方便停机检修。不同类型的变压器配置的备用变有所不同，针对单相变压器，安装机组超过三台的情况下应增设一台备用变。但如果发电厂附近已经设置了参数一致的备用变，出于节约成本考虑则可不重复配备。

变压器容量的选择主要根据发电机容量，发电厂内发电机与主变压器多为单元连接，该变压器的容量按发电机的最大连续容量扣除一台厂用工作变压器的计算负荷进行选择。

根据实际需求来正确选择变压器，还要考虑到对防火防爆安全等方面的要求，以便全面正确的选择变压器的型号。

2.3电气主接线设计

电气主接线是发电厂电气设计工作的重点与难点，对整个发电厂电气系统的运行可靠性、灵活性和经济性都有重大影响。

发电厂电气主接线的确定，需要经过多方面的细致考虑，主要取决于发电厂的规模、装机容量、用户的性质、负荷的重要性、进出线回路的数量以及对扩建的要求等因素。主接线设计要求安全可靠、运行灵活，保证运行、维护和检修的方便，便于扩展，同时原则上应尽量降低初始投资，节约运行和维护费用。

发电厂电气基本接线方式一般包括单母线接线、单母线分段接线、双母线接线、双母线分段接线、发变组单元接线等型式。

单母线接线，这种接线方式简单、设备少、操作方便，但是供电可靠性不高，当发生母线在故障或检修时，将会使全厂停电，常见于小型发电机组，余热机组及装机容量不大的热电联产机组等对供电可靠性要求不高机组。

对于220kV系统，连接主母线时应考虑发电厂的总装机数量，根据电力系统的规模选择接线方式。在总容量大于10000MW的大型电力系统中，其机组的数量若是超出了四台，

那么，则选用双母线双分段接线。在总容量为5000～10000MW的范围内的中型电力系统中，若有三台机组则可以采用双母线单分段接线的方式进行接线，若是有四台机组则需要采用双母线双接线的方式进行接线。

对于330～500kV系统，在进行电气主接线设计的时候针对系统稳定性与可靠性的要求是首要考虑条件。具体原则性接线方式为：若进出线的回路数少于六回，在满足系统稳定性与可靠性要求的同时，可以采用双母线接线的方式进行接线；若进出线的回路数等于或大于六回，而且该配电装置在电气系统中起着重要作用，那么，则可以使用一台半断路器进行接线；若是电厂的机组数量较多，而其进出线的回路数较少，那么，在进出线回路数大于六回且两者的比例大约为2∶1的情况下，可以采用4/3的接线方式进行接线[3]。

2.4电缆选择与敷设

电缆是输送电流的重要设备，科学合理的选择与敷设操作可提高输送效率，避免能源浪费。在电力系统中，电缆按使用用途大致可以分为动力电缆与控制电缆。

动力电缆的选择主要考虑以下几个因素：载流量、动稳定校验、热稳定校验、灵敏度校验、阻燃/耐火需求、防寒需求、腐蚀性要求、铠装要求等。其线芯材质多采用铜芯，也可采用铝芯；绝缘材质以交联聚乙烯及聚氯乙烯为主；针对用途主要有阻燃电缆及耐火电缆等。通常发电厂主厂房区域和输煤系统、燃油系统的电力电缆和控制电缆采用阻燃电缆；消防系统、火灾报警系统、不停电电源、事故保安电源及重要保护跳闸回路采用耐火电缆。

控制电缆主要用于传输控制信号、保护信号、消防报警信号等，多采用铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，针对电磁干扰较强，传输距离较远及附近有高压设备情况，应视情况配置屏蔽层控制电缆，针对机械强度要求较大情况需配置铠装层。具体配置应视具体

情况定性分析。

发电厂内电缆所采用的敷设方式多采用架空敷设、电缆沟敷设与穿管敷设结合方式。在进行电缆敷设时，应遵循不同电压等级电缆宜分层敷设，动力电缆与控制电缆宜分层敷设原则。

2.5电气设备布置

电气设备布置过程中应注意科学性、可行性与针对性，以免影响发电厂电力系统的运行安全。中型布置方法较为常用，能同时满足不同类型配电装置的工作需求。室内空气的流通性较差，如果电气设备采取屋内布置方式还需预留通风口，并额外安装机械通风设备。一般情况下，通风口设置在室内的上部与下部，能提高通风质量。布置网络继电室时需优化电缆路径，通过分散布置方式将低压电动机控制中心布置在发电厂的负荷中心，以此确保整个系统都能正常运行。

3.总结

综上所述，电气一次设计在发电厂的可持续发展中占有举足轻重的地位，直接影响着发电厂的经济竞争力与社会竞争力，應予以重视，确保该项设计的合理性与可行性，从而促进发电厂向着更好的方向发展。具体设计过程中，工作人员需严格遵循相关原则，重视发动机、变压器及电缆线的选择，做好电气主接线与设备布置工作，全面提升发电能力，为发电厂的未来发展注入源源不断的动力。

参考文献：

[1]王晓东，解奎明.中国与泰国在发电厂电气一次设计中的差异分析[J].中国电业（技术版），2015，（3）：43-46.

[2]姚著.浅析火力发电厂电气一次设计的技术要点[J].黑龙江科技信息，2016，（24）：134.

[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.