火力发电厂电气一次设计的技术要点探究

火力发电厂电气一次设计的技术要点探究

赵军合

陕西有色榆林新材料集团有限责任公司发电分公司    陕西榆林市719000

摘要：随着我国社会经济的快速发展，社会对电力的需求量呈逐步上升趋势，同时发电厂的工作压力也在随之不断增大。为使当前我国社会电力需求得到有效满 足，出现了越来越多的新型的发电模式，尤其是火力发电厂，目前火力发电是中国最主要的电能生产形式之一，在火力发电厂中，电气系统占据了非常重要的位置，电气主要设计与电气系统的运行直接相关。

关键词：火力发电厂；电气一次设计；技术要点

在经济发展如此迅速的环境中，人们的生活水平、各行业的发展均得到了显著的提升，但是需要更多的电能予以支持。所以，为了能够有效的提高就供电质量，在研究新型发电模式的前提下，还应该重点提供火力发电厂的工作效率。作为我国发电行业的主力军，火力发现场应该积极主动的优化电气一次设计，以便增强发电运行的稳定性，满足人们生产、生活对于供电质量、数量的需求。

   1.火力发电厂电气一次设计的技术要点

  1.1主变压器选型

  对于主变压器的选择，必须遵循以下几点：（1）与容量600MW级及以下机组单元连接的主变压器，若不受运输条件的限制，宜采用三相变压器；（2）与容量1000MW级机组单元连接的主变压器应综合运输和制造条件，可采用单相或三相变压器。在选择主变压器时必须遵循上述原则，以保证主变压器选型的合理性，并在满足主要电气设计和使用要求的同时，确保火力发电厂正常工作，始终提供高质量的电能。

  1.2发电机选型

  在火力发电厂中，必须重视发电机的选型，首先需要考虑实际情况下发电机的容量。同时，在选型过程中，必须确保其能力与汽轮机协调一致，以确保两者能够一起工作。而且，汽轮机和发电机的连续容量最大值必须相互匹配，发电机的冷却系统必须与汽轮机的冷却系统中的水温一致。基于上述方法，可以确保电气设计中发电机选型的合理性，并且增强与涡轮机的协调。

  1.3电气主接线

  在火力发电厂中，一般通过电缆和母线的方式来完成主电线的连接。同时，在连接电气主接线的过程中，需要在设备入口处安装避雷装置，以避免雷雨天气等情况造成电气设备的损坏。在一次电气设计过程中，为确保电气设备定位的准确性，设计人员通常采用抽屉式安装方式，以便于电气设备位置和状态维护的调整。

  1.4主母线的接线方式

  主导线的布线应根据实际配电装置进行分析，对于330kV及500kV配电装置，布线时应注意以下几点：第一，在主母线布线中，有必要统筹规划，充分考虑发电能力和整个电厂的需求；第二，在实际接线中，双母线连接方式主要适用于入口和出口回路数量少于6个的情况；第三，增加半导体断路器的数量的方法适用于入口和出口回路的数量大于或等于六的情况；第四，4/3连接方法主要应用于输入和输出线路的数量大于六倍的环路的数量与同时到达并结束的环路的数量之比为2：1的情况。对于主母线与220kV配电设施的连接，应注意以下几点：第一，在选择接线方式之前，要充分掌握电厂的总装机容量。如果大于或等于3，就要充分考虑整个电力系统的工作能力和稳定性；第二，双母线双段接线方案适用于大功率系统；第三，双母线单段连接模式，用于3个中等电源系统；第四，双母线双接线方式适用于4台机组的中型电力系统。

2主变压器与发动机的选择

   2.1主变压器的选择

   在对变压器进行选择时，如果和主变压器进行相连的机组容量是300MW，则此时应对三相变压器进行选择；如果和主变压器进行相连的机组容量是600MW，则此时应有效结合制造条件和运输条件，进行有效选择，一般来说，宜选用单相变压器或者三相变压器；如果和主变压器进行相连的机组容量是1000MW，则此时宜选用单相变压器；如果将单相变压器作为主变压器，应遵守备用相的配置原则，即：如果安装机组不少于3台，则应对1台备用相进行有效配置；如果安装机组少于3台，则不必对备用相进行有效配置。如表 1 所示。不过，对于发电厂周边的一些公司、企业的所属电厂，如果已经对相同参数的备用相进行了配置，则不必再对备用相的配置进行考虑。在主变压器、发电机二者之间，如果选用单元连接方式，则在对主变压器的容量进行选择时，一定要注意，发电机的最大连续容量和常用工作变压器的计算负荷之差，应为主变压器的容量。      

  2.2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。

    3.电缆及电缆设施

  3.1电缆选型原则

   考虑提高机组运行的可靠性，电厂设计过程中应尽量全部采用铜导体电缆。

在火灾概率较高，例如：主厂房、输煤系统及其他易燃易爆场所，宜选用阻燃电缆。在外部火灾作用一定时间内仍未维持通电的回路，例如：消防、报警、应急照明、保安电源等应采用耐火电缆。化水系统、输煤系统、燃油泵房等重要电源的双回供电回路合用同一电缆通道而未相互隔离时的其中一个回路也应采用耐火电缆。

  电缆是否需要铠装以及选用铠装层的形式应结合敷设方式、敷设路径考虑。当敷设在桥架等支撑较密集的电缆可不需要铠装。采用直埋敷设时，在回填土地带等可能会出现位移的土壤中，电缆应采用钢丝铠装；有机械损伤危险时，则应考虑采用钢带铠装。

  电缆外护套材料的选择，应综合考虑敷设地区的环境温度、运行环境条件、环保要求等因素。例如：我国东北地区，年最低气温在-15℃以下，该地区电厂的电缆宜采用聚乙烯外护套。

  3.2电缆通道及敷设方式

   全厂电缆通道形式主要包括电缆沟、架空电缆桥架、电缆排管及电缆直埋。通常规划如下：主厂房区域主要采用架空电缆桥架，主厂房内热工与电气电缆通道共用；厂区电缆通道主要采用布置在综合管架上的架空电缆桥架和电缆沟敷设方式，电缆数量较少且敷设线路较长时采用电缆排管或电缆直埋；主厂房至炉后通道采用架空电缆桥架，固定时借用锅炉房、引风机钢架；各辅助车间内根据车间环境及建筑物结构可采用架空电缆桥架或电缆沟。根据电气配电间、电子设备间的布置，对于电缆比较集控的区域，例如：集控室、炉后综合楼等，可考虑设置电缆夹层，电缆夹层的净高不宜小于2m。采用夹层敷设时，应考虑人员运维巡视通道。

  3.3 电缆防火设施

  当电厂多台机组时，每台机组的通道尽可能独立。每台机组之间、主厂房及各建筑物通向外部的电缆通道出口处设防火隔墙。在电缆主通道分支处应设置防火墙或阻火段。电缆和电缆托架分段使用防火涂料、阻火包带或阻火包等。电缆敷设完后，所有孔洞均用防火堵料进行阻火封堵。除此之外，电缆通道中应设置必要的火灾报警装置及自动灭火装置。

 4结束语：

  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。

参考文献：

[1]夏锋.电厂电气一次系统接线设计分析[J].城市建设理论研究（电子版），2017（32）.

[2]黎红毅.某水电站电气一次系统设计分析[J].水利科技与经济，2017（8）.

[3]周道军.发电厂GCB配置方案设计与优选研究[D].华北电力大学，2015.