火电厂电气一次部分设计研究

火电厂电气一次部分设计研究

发表时间：2018-06-08T10:22:21.693Z 来源：《电力设备》2018年第1期作者：王静王宇

[导读] 摘要：随着我国经济的发展和科技的进步，发电厂的相关配置和技术也得到了很大的提升。

（中瑞工程设计院有限公司 250000）

摘要：随着我国经济的发展和科技的进步，发电厂的相关配置和技术也得到了很大的提升。作为火电厂的重要构成内容，电气系统与火电厂运行的质量和安全息息相关，而一次接线是电气系统的核心工作内容。本文对主接线电气设备、设备和线路的选择三个方面进行了分析，针对计算配电室负荷、短路电流等提出了相应的方法，并对继电保护和接地技术进行了设计，旨在为火电厂电气一次部分提供设计思路，加快火电厂的建设速度，推动国现代化建设的步伐。

关键词：火电厂；电气一次；设计

在电气时代的大背景下，我国想要获得稳定的经济发展，必须要加快火电厂的建设速度，提高火电厂的建设质量，满足日益增长的用户的用电需求。因此，在火电厂电气一次部分的设计中，设计人员要谨慎的选择主接线电气设备、设备以及线路，合理的对配电室负荷和短路电流进行计算，制定科学的设计方案来实现高压线路继电器保护装置以及接地技术的设计，保证了火电厂电力资源的质量，促进我国对电量需求较高的行业的发展，从而提高我国的国民生产总值。

一、主接线电气设备的选择情况分析

火电厂的设计人员通常利用电缆线路或者架空线路引进来实现主接线电气设备的选择。为了避免恶劣天气对电机造成损坏，设计人员还应该将避雷设备安装在入口处。除此之外，设计人员也要合理的对其他的中心配电室设备进行设计和安装，例如电压互感器、进线柜等，安装方法的选择要基于实际的安装情况[1]。通常情况下，设计人员最常采用的设计电气设备中柜子的方法为抽屉式的方法，能够方便检修人员的工作，提高了设备的安全性。

二、配电室负荷的计算情况分析

（一）计算配电室负荷的方法

电力负荷大，代表电力设备有着较强的做功能力。在火电厂的供电设计中，设计人员应合理的计算配电室负荷，根据计算结果来选择最佳的电气设备和导线的组合形式，减少能源的消耗，提高电力资源的质量，增强火电厂的市场竞争力。设计人员往往会选择系数法和二项式系数法来计算配电室的负荷[2]。

（二）确定无功功率补偿的办法

火电厂的发电工作离不开电弧炉、感应电动机等感性负载的支持作用，但是如果感性负载的应用过量，反而会导致设备自然功率的下降，从而对电力资源的产量造成了影响。为了给电力需求者提供充足的、优质的电力资源，设计人员要利用人工补偿的方式来激发火电厂设备的潜能，从而提升设备的自然功率，所以，只有对设备和变压器低压侧的实际无功功率进行精准的计算，才能实现无功补偿功率精确度的提高。

（三）变压器的选择方法

电力变压器作为火电厂发电的重要一次设备，能够实现电能的升降，能够促进电能的输送、分配和使用工程。因此，设计人员要合理的选择变压器，按照火电厂的具体发电情况来对变压器进行选择，避免出现火电厂的安全事故。同时，火电厂变压器的型号要按照其安全要求来进行选择。

三、计算短路电流的方法和注意事项

在火电厂的实际运作中，设计人员可以根据标准值法来对短路电流进行测定，提高电力生产的安全系数，保障电气设备、继电器保护装置安装和调试的安全。设计人员在对短路电路进行计算时，要合理的选择短路点，来对流经设备的电流进行测定，从而能够准确的对限流设备的电流值进行调试[3]。在实际的工作中，设计为了能够准确的选择剂量仪表，往往会在短路电流的计算中将继电器和测量仪表分开，降低这些设备的绝缘性能，将这些设备的构造进行简化，提高工作环境的安全水平。同时，设计人员还可以应用电流互感器，避免出现测量仪器和继电器的烧坏。

四、设备和线路的选择情况分析

（一）选择电气设备应遵循的原则

上述工作完成后，设计人员可以对电气设备和线路进行选择了，在选择过程中要遵循以下原则：①要根据电气设备正常状态下的额定电压和额定电流来电气设备的规格进行选择。②为了避免出现电气设备的过载，一定要在短路的假设基础上来校验电气设备的动、热稳定情况。③设计人员要根据装置地点的三相短路为依据来判断开关电器的断流能力。④按照火电厂发电的实际情况来选择电器设备，并为后期的改造和升级留有余地。

（二）正确选择母线和绝缘子线路的方法

设计人员在选择绝缘子线路的过程中，要对绝缘子的位置和额定电压进行综合的考虑，出现短路时要校验绝缘子线路的动稳定情况。要掌握穿墙管套的额定电压和电流。同时，在发生穿墙管套的短路时，要尽可能的保障电路的正常运动状态，基于短路的假设来实现动、热稳定的校验过程。

（三）正确选择高压开关柜和低压配电屏的方法

中小型的火电厂为了保证安装的效率和经济效益，往往会应用固定式高压开关柜，但是手车式高压开关柜比较适合大型的火电厂，其检修的工作更加方便，且价格较低，电力资源的可靠性较高，火电厂可以结合自身的情况来合理的选择高压开关柜[4]。计量仪表的选择要考虑到火电厂的线路情况。

（四）正确选择和敷设电缆的有效方法

首先，合理的选择电缆。通常情况下，火电厂的电缆是根据保证其安全性作为前提的。对于火电厂中存在安全隐患的场所，要选择C 类阻燃电缆进行敷设。在消防系统、不停电电源系统以及火灾报警系统中，应该使用动力电缆，为了保证上述系统的控制工作，要选择耐火系数较高的电缆。其次，科学的进行电缆的敷设。在敷设火电厂电缆的过程中，可以不用考虑步道，可以选择架空敷设的方法来进行电缆的敷设。同时，还应该省略在配电室的底部安装电缆夹层的过程。为了能够保证火电厂的稳定运行，除了主厂房电缆的铺设以外，其他

地方电缆的敷设也要尽可能的减少干扰因素，实现交、直敷设。

五、保护高压线路的继电保护装置的设计研究

（一）安装继电保护装置的作用

如果火电厂的高压线路中的设备存在故障，就会导致供电系统无法运转，对工作人员的生命安全造成了威胁，因此，为了避免这些安全事故的发生，设计人员应该对高压线路实施继电保护。同时，如果供电系统发生了异常，检修人员应该及时的消除故障，为火电厂的稳定运行提供保障。

（二）实现高压线路的继电保护的设计方法

设计人员在高压线路的继电保护的设计中，要全面的对电流、速断、过负荷等情况进行考虑[5]。例如在变压器的速断保护中，要根据线路速断的保护过程来实现，还要将变压器两端的断路器分离开来。

（三）安全保证措施

在火电厂的工作中，经常会出现工作人员触电的现象，也会造成厂内设备的损坏，对火电厂的持续发电造成了严重影响。因此，为了避免这些安全事故的发生，设计人员要通过接地技术的应用，来实现电气设备与大地的连接，提高火电厂的安全系数。

六、主变压器的选择与计算

主变压器关系到电气系统能否正常运行，关系到电气系统的安全和稳定。在选择主变压器型号时，主要考虑变压器的相数、绕组数、绕组接线组别等参数是否符合设计要求，在没有特殊要求的情况下火电厂一般只考虑绕组数和绕组接线组别这两个主要参数。330kV以下的电力系统，通常选择三相变压器作为主变压器。最大装机容量不足125MW的火电厂，多数选择三绕组变压器作为主变压器；最大装机容量在300MW以上的火电厂，主变压器的类型为双绕组变压器加联络变压器。变压器安装完毕后，为防止变压器在工作过程中出现各种事故，就要对其进行特定的保护。要在变压器的每个相上安装过电流继电器，对变压器进行过电流保护；将变压器的坐高工作温度设定为67℃，当工作温度达到这一上限时，就要对变压器进行温度保护。

结语

随着经济的发展和社会的进步，对于电力资源的质量有了更高的要求。电气一次部分是火电厂电气系统的重要组成部分，与电气系统的安全性和稳定性以及火电厂的正常生产息息相关。设计人员要基于实践，完善和改进电气一次部分设计的技术，提高各项设计的科学性，从而保证了火电厂电气系统的稳定运行，有利于推动我国火电事业的发展。

参考文献：

[1]刘凯. 220kV变电站电气一次部分设计技术探析[J]. 中国新技术新产品,2017,(23):72-73.

[2]刘波. 论600MW火电厂电气一次设计及优化方案[J]. 住宅与房地产,2016,(03):204.

[3]韩冰. 600MW火电厂电气一次设计思路及优化方案研究[J]. 住宅与房地产,2015,(22):183.