火力发电厂电气部分设计

火力发电厂电气部分设计

主接线是变配电所电气设计的首要部分，其同变电所电气设备的选择、配电装置的布置以及供电的可靠性、安全性及经济性有着非常紧密的联系。当前，常见的主接线形式有很多，应用较多的是单母线分段接线，除此之外还有单母不分段接线、双母接线、内桥式接线、外桥式接线和线路一变压器组单元接线。下面对主接线中电气设备的选择、变压器的选择、高压线路的继电保护等设计问题进行分析。

进行主接线电气设备选择的时候，可以采取电缆线路或者架空线路引进方法，并且，在入口处安装避雷器，防止因雷电波入侵变电所时击毁电机设备。中心配电室中电压互感器、避雷器柜、进线柜、计量柜和出线柜等设备的设计需要结合实际安装情况。

电气设备中的柜子一般采用抽屉式设计，方便设备的检修，也能更好地增强设备的安全性。并且，设计成抽屉就不需要再安装隔离开关。主要开关电器多采用少油断路器。

电力负荷大小标志着电力设备做功能力的大小，而计算符合是供电设计的基本依据。计算符合的准确与否决定了供电设备和导线的选择是否合理。目前，国际上通用的计算方法是需求系数法。

当工厂中的电器无法达到功率因数要求时，就需要进行人工补偿。通过对低压侧实际无功功率和变压器低压侧无功功率进行计算，得出实际无功补偿功率，最终达到想要的电气设备使用效果。

变压器的选择也与负荷计算有着直接的关系。并且，电力变压器是变电所中最关键的设备，主要功能是实现电力系统中的电能升高和降低，达到电能的传送、分配和使用目的。在选择适合的变压器后，要注意其是否有防火、防爆等安全方面的要求。

在实际生产中，对短路电流的计算影响着电气设备的选择和检验，也影响着继电保护装置和自动化设备的整定。同时，对限流设备的选择和主接线的选择也有决定性作用。短路电流的计算方式大多采用标么值法。首先，要对短路点进行确定，按照总配电所高压母线侧各主要开关电器稳定校验、母线动、热稳定校验和继电保护整定计算，选两处短路点进行计算。其次，要选择计量仪表形式，使测量仪表和继电器与高压系统隔离，降低仪表和继电器的绝缘水平，并同时要保证操作人员的工作安全。

对电气设备的选择要基于对系统主接线、负荷和短路电流计算进行选择。要注意按照正常的工作条件来选择电气设备的额定值和按照短路条件来校验电气设备的动、热稳定。同时，要按装置地点的三相短路条件校验开关电器的断流能

力。并且，要按照安装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的形式。

对母线和绝缘子线路的选择要根据额定的电压和装置地点来选择。在选择支持绝缘子的时候，要校验短路时的动稳定。穿墙套管是根据额定电压和电流来进行选择，按照短路时的动稳定和热稳定来进行校验。在进行选择的时候，两者的电压不能低于实际工作的电压，其额定电流应该大于和等于最大长期工作电流，并且，确保短路时的点动力无法使其遭到破坏。

高压开关柜和低压配电屏、计量仪表的选择也是电气设备选择中的重点。高压开关柜分为手车式和固定式两种。固定式的主要优点是经济实惠，适用于中小型工厂。手车式的优点为方便维修和检查供电可靠，但是价格相对昂贵。在设计的时候，应该根据实际情况进行选择。低压配电屏主要分为固定式和抽屉式两种，在设计的时候，要充分考虑两者的特点，进行合理选择。对计量仪表的选择较为简单，可根据其所处线路的额定电压和额定电流进行选择。

继电保护对于火力发电厂电气设计有着重要的意义。供电系统和设备的老化，有可能发生很多安全故障，影响到正常工作的顺利进行。其中，最常见的是短路现象，巨大的短路电流会给供电系统和电气设备乃至人身安全带来严重危害。当供电系统出现故障时，必须及时地找到故障原因，并

且迅速地切除，防止出现更大的故障，影响系统的长期运行。当系统出现不正常工作状态时，要及时地通知值班人员，及早地进行故障隐患的排除，防止发生系统故障。继电保护装置就是为了确保系统的安全运行而安装的，其主要任务就是对系统进行保护，防止出现安全故障，避免系统瘫痪，所以，继电保护装置必须具备选择性、快速性、灵敏性和可靠性。这样才能确保供电系统的稳定与可靠。

与此同时，也要注重对变压器的保护。在对变压器保护进行设计时，主要要考虑到过电流的保护、速断保护、过负荷保护和温度保护。变压器的过电流保护的保护原理与线路过电流保护的保护原理完全相同。其中需着重指出的是变压器速断保护。变压器的速断保护，与线路速断保护的原理大致相同，不同之处在于速断保护启动之后，系统会无延时地断开变压器两侧的断路器。变压器的过负荷保护是当变压器出现超载的情况时，自动发出报警信号。变压器的过负荷电流多为三相对称，因此过负荷的保护只需要在一相上安装一个电流继电器即可。变压器的温度保护是指变压器的最高温度是七十摄氏度，当变压器的温度高于六十五摄氏度的时候，系统就会采取动作来保护电路。

接地技术的主要目的是防止工作人员或其他人员发生触电情况，并且，防止电气设备发生损坏，影响电气设备的正常工作。所以，设计人员在进行设计的时候，要选择适合

的方式使电气设备与大地做良好的电气连接。接地设备由接地体和接地线两者组成。接地线通常是将钢铁的顶部削尖，打入地中，实现设备与大地的连接。接地体有自然接地体与人工接地体两种，大部分电气设计中都采用自然接地体。接地体围绕变电所周围敷设，高压配电室和低压配电室分别有两处与接地体相连接。除此之外，高、低压配电室和变压器在室内用扁钢联成一体。用螺丝将高压开关柜、补偿电容器同低压配电屏的外壳和底座紧紧地连接。将外引接地线同变电所内各个接地设备的接地联络线和底座相连接。变压器的工作接地由中性点饮下。在设计中，接地电阻也是需要考虑的因素，其计算方式按照能够满足高压小接地系统的保护接地和低压电气设备的保护接地、工作接地的电阻进行计算。

电气设计要紧跟着国家发展的脚步，努力在实践中求创新，在创新中求发展。作为设计人员，要深入地了解电气的各种设备信息和电气技术，并不断地在设计上与时俱进。从上文对火力发电厂的电气一部分设计中可以看出，电气设计的重点在于对设备的选择、各种电流的选择和对系统、设备和人员的保护，以使系统和设备发挥出最大效用。电气设计人员应从这几个方面入手，多多提高自身的设计水平，为促进我国电气行业的发展贡献出力量。相信在所有设计人员的共同努力下，我国的电气技术和电气设备将向着更快、更好的可持续方向发展。