火力发电厂电气主接线设计及改进对策

火力发电厂电气主接线设计及改进对策

顾寿昌

新疆中泰化学阜康能源有限公司   新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市   830000

摘要：随着社会发展越来越迅速，科技产品不断增加，人民所需电量也不断增多，发电厂规模越来越大，而我国发电厂主要传输技术为电气主接线技术。电气主接线设计是火力发电厂工程建筑的重要组成部分，该技术主要作用是将热能转化为电能，在将所转化的电能分配到用户当中，该技术在火力发电厂中有着不可替代的地位。火力发电提供了大规模的电量，对于火力发电厂而言，变压器电气主接线的设计有着十分重要的作用。因为电气的主接线的设计对于火电厂的生产安全和稳定性有着直接的影响。本篇文章主要对于火力发电厂电气主接线的设计进行了分析和改进的探析。

关键词：火力发电厂；电气主接线设计；改进对策

引言

对火力发电厂而言，变压器电气主接线设计有着十分重要的作用与意义，决定了电厂生产的安全性和稳定性。而在具体的设计过程中，首先，必须明确各项设计要点，然后，结合需要再作出合理的改进，为电能持续输送奠定基础。现围绕某火力发电厂的电气主接线设计，对设计要点及对应的改进措施做如下分析。

1电气主接线

1.1主接线的安全性分析

由于主接线在电力系统中扮演着一个十分重要的角色，设计人员在设计时应该进行充分的考虑，笔者提出以下几个可能性：（1）在对各个线路进行检测以及维修时，是否会影响不中断的供电。（2）出现线路短路、断路器以及母线故障，还有在对其进行检测维修时，导致对断电时间的长短不确定，无法保证是否可以达到Ⅰ、Ⅱ类负荷对供电的要求。（3）发电厂是否有全厂停电的前例，如果全厂停电是否有解决措施。（4）在发电厂中，所有的大型机组无一幸免的全部被断电，对整个电力系统产生的影响以及造成的损失。（5）是否安全是根据客观地衡量标准来定义的，也就是实际情况，所以设计人员应该结合实际的操作经验对安全性进行衡量。（6）电气主接线是否安全，是根据它的其他部件在实际的操作中的情况来确定，需要从整体出发，进行综合性的考虑，所以设计人员需要对其运行中的种种故障以及相应的解决措施进行考虑，不必在出现故障时手忙脚乱，做到未雨绸缪，防患于未然。

1.2主接线的灵敏性分析

主接线保护配置必须做到十分灵敏，只有这样才能适应各种操作模式的变化，无论在何种情况下都必须保证操作的灵敏，以下是笔者总结的两种情况：(1)在发生事故，检测以及维修时，必须灵活地考虑机组停运或线路进行中断，重新的对电力和负荷进行分配，目的是满足系统的调度要求。(2)在不影响电网正常运行和供电的情况下，可以及时的对断路器、母线、继电保护设备进行监测以及维修，即使在正常的运行中。

1.3主接线的效益性分析

在达到安全可靠的基础上，最大可能的做到低成本，高价值。（1）投资成本低。主接线应简单明了，为断路器，隔离开关，电流电压互感器，避雷器等一次设备节省成本。（2）由于主接线区域较小，应为配电设备创造条件。（3）低功耗:主接线应为配电设备制造条件，根据实际的情况选择变压器的型号，避免电力的浪费，节约能源。

2火力发电厂电气主接线设计原则

2.1灵活性原则

火力发电厂要求电气主接线应具备操作灵活的优势，即使切除某线路、变压器等，电气主系统也能按照要求分配电能。除此之外，设计电气主接线时，应始终遵循灵活性原则，最大程度减小母线、断路器等停运对电厂正常运行造成的影响，保证供电的安全性、稳定性。

2.2经济性原则

为提升火力发电厂电气主接线的经济性，开展主接线设计时，应优先选择清晰、简单的设计方案，减少电流互感器、电压互感器、断路器、隔离开关等一次设备使用的频率，从而有效降低电气主接线的设计成本。除此之外，设计电气主接线控制保护系统过程中，应综合考虑主接线运行环境等多种因素，将节约理念运用到设计工作中，根据工作需求简化控制保护回路，以降低二次设备投资。

2.3可靠性原则

火力发电厂对电气主接线可靠性的要求较高，即电路二次部分及一次部分均处于平稳运行状态。除此之外，设计电力主接线时，应从以下角度出发判断工作环境、设备性能等对电气主接线运行可靠性的影响。（１）设备故障。一次设备故障、继电保护二次设备故障对供电系统正常运行造成影响。（２）线路检修。母线检修过程中，馈线回路极易出现停运情况。（３）停电。发电厂是否会出现全厂停电情况、大型机组是否会出现停电现象。

3火力发电厂电气主接线设计改进对策

3.1双母线接线的设计

改进电气主接线的方式有多种，结束双母线就是其中的一种方式。运用双母线的接线方式的优点是母线进行检修的过程中不需要断电。当母线出现可故障时，这一条母线上的负荷便可传输到另一条母线上，有利于更快的恢复供电的方式，有利于用户的用电的方便。当断路器发生故障时，也是可以使用母连断路器取出或者进行替换，这样的方法也可以减少维修故障造成的停电的时间。此外，使用双母线的布线设计，并且在断路器维护期间可以保持电源，以确保布线的可靠性。

3.2出口处断路器装设的设计

断路器安装在发电机的出口处，并且这种接线方法的操作非常灵活。当出现故障的时候，也不需要对厂的用电实施切换，在切换的过程中也不许哟使用额外的隔离剂，这种的效果是非常的明显的。但是这种方法是只可以安装在发电机出口的位置，所以价格相较于其他的接线方式较为昂责。这种接线方式存在着限制就是由于价格的原因。但是笔者相信在出口处的位置安装短路器是其主要的发展的趋势。我们要需要好好地考虑下这个因素。

3.3两级的电压的接入设计

在电气布线系统中，也可以使用两级电压存取系统。这样的接入方式有助于对于本地与远期的负荷程度进行兼顾。使用两级的电压的接入述有助于启动与准备电源的引接，为发电机变压器的线路提供单向化的接线方式。

3.43/2接线

在这种接线方式中，3列布置是最为常规的形式。3列布置自身具备清晰明确、紧凑性强等优势，在进出线的间隔相对较小的情况下，占地面积很小。然而，在电厂设计不断发展的局势下，机组和线路数量产生不匹配现象。若使用常规的布置形式，则很难对进出间隔布置进行有效协调，这样一来不仅会增大占地面积，还会使布置变得十分模糊。此外，由于机组的不断增加，厂房长度也在增加，和布置形式长度不匹配，最终造成外出线设置难度较大等实际问题。在循环水管道的优化过程中，在A列以外，或者是直接使用空冷机组对水塔进行布置，在对空冷平台实施布置时，若依然使常规的布置形式，将会产生很多问题。此类布置形式具有相同的特征，即为母线处于相同侧，和双母线布置形式相似，开关处于母线另外一端，按照平环的方式布置断路器，每个断路器都占据一个间隔宽度。若使用平环布置形式，由于间隔会被拉开，且配合良好，尤其是在水塔布置在空冷平台上时，能起到明显的减少占地作用。与此同时，进行平环布置的过程中，对相邻两个断路器间的进线和出线侧，若可靠性要求进线和出线倒串，仅需完成适当调整，无需占据额外面积，较为便利。

结束语

在和谐社会、循环经济的大背景下，我国电力行业绿色低碳转型成效显著。但是，受技术、成本等因素制约，核电机组无法实现大范围普及，大部分电力市场仍旧被火力发电占领。为改变这一现状，电力行业应立足于市场发展现状，从节能减排角度出发，大力发展火电技术，尤其是电气主接线技术，不断优化电气主接线方案，从而有效降低火力发电的能耗、成本，加快电力行业转型步伐。

参考文献

［1］孟笑雪．火力发电厂电气主接线设计及改进对策探究［Ｊ］．轻松学电脑，2021（5）：1-2．

［2］简永明．火力发电厂电气主接线优化改造探讨［Ｊ］．红水河，2021（2）：135-136．

［3］马晋辉，赵陆尧．核聚变发电厂电气主接线系统设计［Ｊ］．电工技术，2022（21）：76-77．