發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)研究

【摘要】此設(shè)計(jì)主要是對(duì)發(fā)電廠設(shè)計(jì)中電氣一次設(shè)計(jì)所關(guān)聯(lián)的內(nèi)容進(jìn)行闡述，主要包括接線選擇、電流計(jì)算、導(dǎo)體、設(shè)備選擇、用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電纜選擇和敷設(shè)等等，同時(shí)，根據(jù)自身的學(xué)習(xí)及工作經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)而提出一些自己的觀點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；電氣一次設(shè)計(jì)；工程建設(shè)

發(fā)電工程建設(shè)涉及的方面比較多，而設(shè)計(jì)則是其中的重要環(huán)節(jié)。電氣一次設(shè)計(jì)工作對(duì)電氣工程建設(shè)進(jìn)展、發(fā)電廠后期運(yùn)行狀況和生產(chǎn)效率等方面都發(fā)揮著重要的作用。

1、電氣主接線的選擇

1.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)

可靠性、經(jīng)濟(jì)性和靈活性是發(fā)電廠升壓站電氣主接線設(shè)計(jì)必須進(jìn)行論證的主要特性。由于發(fā)電廠主接線樣式比較多，因而需要考慮的因素也是較多的，如規(guī)劃容量、建設(shè)規(guī)模、電壓、線路、發(fā)電廠的作用和電氣設(shè)備發(fā)展?fàn)顩r等，做出合理的選擇，經(jīng)最終評(píng)審再確定。

1.2 電氣主接線型式的采用

發(fā)電廠項(xiàng)目的工程情況是發(fā)電廠主接線的主要依據(jù)，接線型式的選擇需根據(jù)實(shí)際的工程情況而定。對(duì)于本身就自帶降壓變電站并與系統(tǒng)連接緊密區(qū)域自備電廠的項(xiàng)目，因?yàn)榻祲鹤冸娬竞桶l(fā)電廠之間的距離比較近，所以自備電廠項(xiàng)目中不需要建設(shè)升壓站，其電氣主接線型式相對(duì)就比較簡單，發(fā)電機(jī)直接經(jīng)由線路接入降壓變電站。

1.3 起動(dòng)/備用電源的引接

獨(dú)立性是起動(dòng)/備用電源必須滿足的特性，必須和廠用工作電源分別用電源引接，且引接點(diǎn)要保證不得少于兩個(gè)，同時(shí)還要保證供電容量。升壓站跟系統(tǒng)之間有兩回線連接則被認(rèn)為與系統(tǒng)連接緊密，電源具有良好的獨(dú)立性和可靠性，所以起動(dòng)/備用電源能從升壓站配電裝置引接。

2、短路電流計(jì)算

2.1 短路計(jì)算的作用

在電路中，電流不流經(jīng)用電器，直接連接電源兩極，則電源短路。短路嚴(yán)重影響到電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行，直接導(dǎo)致電力系統(tǒng)無法正常運(yùn)行，損壞電氣設(shè)備，還有可能造成安全事故，所以短路電流的計(jì)算在發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中顯得至關(guān)重要。

2.2 短路計(jì)算的方法

參考相關(guān)的學(xué)術(shù)書籍，可以知道用于計(jì)算短路電流的方法和軟件比較多，但是都是根據(jù)統(tǒng)一的規(guī)范進(jìn)行編制，運(yùn)用起來非常的方便。除了通過軟件進(jìn)行精確計(jì)算外，有些輸配電回路還可以進(jìn)行簡單的估算。一般而言高壓系統(tǒng)降壓變壓器低壓側(cè)短路電流，但如果達(dá)到以下條件時(shí)（1）變壓器連接的是無窮大的系統(tǒng)，則短路電流等于變壓器短路阻抗倒數(shù)乘以基準(zhǔn)電流；（2）400V系統(tǒng)變壓器低壓側(cè)短路電流，則短路電流等于變壓器額定電流除變壓器阻抗電壓。

3、導(dǎo)體以及主要設(shè)備的選擇

3.1 主變壓器的容量的確定

根據(jù)國家設(shè)計(jì)規(guī)范明確規(guī)定：當(dāng)容量超過125MW級(jí)的發(fā)電機(jī)與主變壓器為單元連接時(shí)，主變壓器的容量應(yīng)根據(jù)發(fā)電機(jī)最大連續(xù)容量減去不能被高壓廠用啟動(dòng)/備用變壓器替代的高壓廠用工作變壓器而計(jì)算得出的負(fù)荷來進(jìn)行合理的選擇。正常使用條件下，變壓器連續(xù)輸送額定容量時(shí)繞組的平均溫升在65K以下。相比之前國標(biāo)規(guī)定的主變壓器容量計(jì)算結(jié)果，現(xiàn)今變壓器容量計(jì)算結(jié)果明顯增大。

3.2 導(dǎo)體和電器的選擇

在選擇與設(shè)計(jì)導(dǎo)體和電器時(shí)，運(yùn)行環(huán)境溫度必須進(jìn)行確定。按照相關(guān)規(guī)定，電器設(shè)備運(yùn)行環(huán)境條件為：周圍空氣溫度在40攝氏度以下，海拔在1千米以下。若周圍空氣溫度在40攝氏度以上，則應(yīng)降低負(fù)荷。當(dāng)海拔在1千米至4千米之間，周圍空氣溫度正常，海拔在1千米的基礎(chǔ)上每超過1百米，相應(yīng)的運(yùn)行溫升則降低0.3%。

4、發(fā)電廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

4.1 發(fā)電廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（1）當(dāng)電源電壓偏移和廠用負(fù)荷波動(dòng)穩(wěn)定時(shí)，廠用電所有母線的電壓偏移需在額定電壓增減百分之五的范圍內(nèi)；（2）最大容量的電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，高壓廠用母線的電壓需高于額定電壓的百分之八十。成組電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的情況下，高壓廠用母線的電壓需高于額定電壓的百分之七十，低壓廠用母線的電壓需高于額定電壓的百分之五十五；（3）低壓廠用工作變壓器的容量需預(yù)留百分之十，廠用系統(tǒng)應(yīng)預(yù)留百分之十五作為備用回路；（4）主廠房低壓廠用變壓器和動(dòng)力中心及電動(dòng)機(jī)控制中心必須成對(duì)設(shè)置，進(jìn)行雙路電源通道的建設(shè)，變壓器之間相互備用。

4.2 發(fā)電廠用電設(shè)備選擇

按電壓可以將廠用電系統(tǒng)分為兩種；常用6千伏或10千伏的為高壓系統(tǒng)，0.4千伏的則為低壓系統(tǒng)。高壓系統(tǒng)一般采用金屬鎧裝中置式開關(guān)柜，其電源柜采用真空斷路器柜；饋線則采用真空斷路器柜和F+C回路柜（F為高壓真空接觸器、C為高壓熔斷器）。低壓系統(tǒng)的低壓廠用變壓器一律采用干式變壓器，開關(guān)柜則一般采用MSN或GCS等柜型。

5、電纜的敷設(shè)與選擇

5.1 電纜的敷設(shè)

在發(fā)電廠中，電纜的敷設(shè)方式也是不盡相同的，廠房內(nèi)一般采用高空架設(shè)方式，而廠區(qū)內(nèi)則采用綜合管架的方式，借此節(jié)省地面空間，為人員和車輛通行提供更大的地面。針對(duì)于在一些電纜比較集中的區(qū)域設(shè)置電纜夾層，需要根據(jù)電纜的功能進(jìn)行分類并放置在不同的夾層內(nèi)，一方面保證了環(huán)境的整潔，同時(shí)提高了維修和管理的效率。

5.2 電纜的選擇

按照規(guī)定，C級(jí)阻燃電纜用于發(fā)電廠主廠房區(qū)域、輸煤系統(tǒng)和燃油系統(tǒng)；耐火電纜用于消防系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)、不停電或事故保安電源和重要保護(hù)回路；防腐電纜用于有酸堿腐蝕可能的場所。根據(jù)電纜絕緣材料的不同：高壓電纜的絕緣材料為交聯(lián)聚乙烯絕緣聚氯乙烯，低壓電纜則為聚氯乙烯。纜芯材料都可以為銅芯。高壓電纜、電纜支架敷設(shè)電纜和直埋電纜采用鋼帶鎧裝電纜。以上是發(fā)電廠電纜選擇的一般規(guī)定，電纜選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，如在寒冷的環(huán)境下，選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣聚乙烯護(hù)套電纜更加適宜。

6、結(jié)語

在電力系統(tǒng)中，發(fā)電廠發(fā)揮著重要的作用，發(fā)電廠運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性為電氣系統(tǒng)提供了保障。發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)必須以實(shí)踐為基礎(chǔ)，通過不斷的改進(jìn)和提升，根據(jù)發(fā)電廠的實(shí)際情況，逐步提高相關(guān)設(shè)計(jì)的合理性，確保電氣系統(tǒng)的安全穩(wěn)定，為國內(nèi)電力發(fā)展水平的提高而不斷努力。

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