發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的技術(shù)要點分析

趙慶明

摘 要：自從第二次工業(yè)革命以來，電力能源就作為主要能源為全世界的經(jīng)濟(jì)發(fā)展做出了突出貢獻(xiàn)。直到21世紀(jì)的今天，電力行業(yè)仍然在我國能源行業(yè)中占據(jù)主導(dǎo)地位，為我國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)提供源源不斷的電能。發(fā)電廠作為電力生產(chǎn)行業(yè)的主力軍，在我國的能源建設(shè)中占據(jù)著至關(guān)重要的地位。本文基于火力發(fā)電廠的視角，對發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的技術(shù)要點進(jìn)行了深入分析，旨在提高發(fā)電廠的工作效率和經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠；電氣一次設(shè)計；技術(shù)要點

中圖分類號：TM621 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對能源的需求越來越大，而電能作為當(dāng)前的主流能源，廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，為社會做貢獻(xiàn)。時代發(fā)展到了今天，更多的新型發(fā)電形式被發(fā)現(xiàn)和利用，但是火力發(fā)電作為傳統(tǒng)的覆蓋面最廣的發(fā)電方式仍然占據(jù)著相當(dāng)大的市場。本文首先對火力發(fā)電廠進(jìn)行簡單介紹，隨后便重點分析火力發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的技術(shù)要點，希望能夠提出一些建設(shè)性的意見和建議，有效提高發(fā)電廠的工作效率，革新工作模式，提升技術(shù)含量，擴(kuò)大經(jīng)濟(jì)效益，更好地為全社會提供電力能源。

1 概況

火力發(fā)電是現(xiàn)如今我國生產(chǎn)電力能源的主導(dǎo)性產(chǎn)業(yè)，火力發(fā)電廠在生產(chǎn)電力時需要燃燒大量的煤炭等資源帶動發(fā)電機(jī)進(jìn)行發(fā)電，是我國的傳統(tǒng)發(fā)電渠道。在火力發(fā)電廠中電氣系統(tǒng)占據(jù)著非常重要的地位，而電氣一次設(shè)計的好壞直接關(guān)系到電氣系統(tǒng)的運行。

2 火力發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的技術(shù)要點

2.1 發(fā)電機(jī)的選擇

在額定的功率因數(shù)與額定電壓之下選擇發(fā)動機(jī)，首先要確保其額定容量與汽輪機(jī)的額定出力能相互配合，其次要確保發(fā)電機(jī)與汽輪機(jī)之間的最大連續(xù)容量能夠相互配合，最后需要確定所選擇的發(fā)電機(jī)的冷卻器的進(jìn)水溫度必須與汽輪機(jī)相應(yīng)工況下的冷卻水溫相同。

2.2 主變壓器的選擇

在選擇主變壓器時，若是與主變壓器連接的機(jī)組容量為300MW，則選擇三相變壓器；若是與主變壓器連接的機(jī)組容量為600MW，一般可選用三相或單相變壓器；若是與主變壓器連接的機(jī)組容量為1000MW，則選用單相變壓器。

發(fā)電機(jī)和主變壓器之間若是采用單元連接，那么，在選擇主變壓器的容量時應(yīng)注意其容量應(yīng)等于發(fā)電機(jī)的最大連續(xù)容量減去常用工作變壓器一臺的計算負(fù)荷。

2.3 有關(guān)電氣主接線

發(fā)電廠電氣一次設(shè)計中電氣主接線部分是一個重點和難點，主要分為兩大部分，其一是主母線的接線，其二是啟動/備用電源的接線。下面我們分別針對這兩大方面的接線方式進(jìn)行分析。

2.3.1 主母線的接線方式

主母線的接線要根據(jù)實際的配電裝置進(jìn)行分析，對于330kV～500kV的配電裝置來說，我們需要在接線時注意以下幾個方面：第一，在進(jìn)行主母線的接線時，要統(tǒng)籌全局，全面考慮整個發(fā)電廠的發(fā)電能力和要求；第二，實際接線時，雙母線接線方式主要適用于進(jìn)出線回路數(shù)小于六回的情況；第三，增加半斷路器的方式適用于進(jìn)出線回路數(shù)大于等于六回的情況；第四，4/3接線方式主要適用于進(jìn)出線回路數(shù)大于六回同時進(jìn)線和出線的回路數(shù)之比為2∶1的情況。

至于對220kV的配電裝置進(jìn)行主母線接線，我們需要在接線時主要以下幾個方面：第一，在進(jìn)行接線方式選擇之前，我們要充分掌握發(fā)電廠的總裝機(jī)數(shù)量，如果大于等于3臺，那么就要充分考慮整個電力系統(tǒng)的工作能力和穩(wěn)定程度；第二，雙母線雙分段接線方式適用于大型電力系統(tǒng)；第三，雙母線單分段接線方式適用于3臺機(jī)組的中型電力系統(tǒng)；第四，雙母線雙接線方式適用于4臺機(jī)組的中型電力系統(tǒng)。

2.3.2 啟動/備用電源的接線方式

發(fā)電廠中220kV及以下的配電裝置的啟動/備用電源在進(jìn)行接線時應(yīng)直接從配電裝置的母線上進(jìn)行引接。若是出線電壓是500kV或是330kV，并且發(fā)電廠中沒有比該電壓等級更低的一級電壓，而為了能夠節(jié)省裝置容量電費，啟動/備用電源的接線方式則可以從500kV或是330kV一級電壓配電裝置上進(jìn)行降壓引接。

2.4 電纜的選擇和敷設(shè)

2.4.1 電纜的選擇

電纜的選擇是發(fā)電廠電氣一次設(shè)計時應(yīng)關(guān)注的技術(shù)要點之一。電纜在發(fā)電廠中承擔(dān)著運輸電流的主力作用，所以要經(jīng)過科學(xué)選擇，根據(jù)不同的區(qū)域選擇不同的電纜。通常來說，C類阻燃電纜適用于發(fā)電廠中的易燃易爆場所，如主廠房、輸煤場所和燃油供應(yīng)室等可燃物品多的區(qū)域，以防止產(chǎn)生安全隱患，造成不必要的人員傷亡和財產(chǎn)損失；動力電纜則適用于一些動力系統(tǒng)中，如消防、應(yīng)急照明、直流、安保等一些應(yīng)急系統(tǒng)中必須采用動力電纜工作，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定；而耐火電纜則更加適用于一些控制系統(tǒng)中，諸如監(jiān)控系統(tǒng)中的電纜及一些控制動力系統(tǒng)的電纜都應(yīng)選擇耐火電纜，有更好的安全性能。

除此之外，還有一些特殊的電纜則適用于特殊場所。舉例而言，銅芯電纜更加適用于一些重要部分，如前面所說的控制系統(tǒng)中使用的耐火電纜和一些高電力電纜中都要確保電纜內(nèi)含銅芯，以增加安全保障；特別是重要的信息系統(tǒng)如計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相關(guān)的控制電路不光要內(nèi)含銅芯，還要增加屏蔽功能，以提高安全保密系數(shù)。

另外，在選擇電纜時不能想當(dāng)然的根據(jù)工作人員的經(jīng)驗之談進(jìn)行選擇，而要掌握發(fā)電廠的實際情況和周遭環(huán)境、氣候條件等信息并加以利用，具體問題具體分析。如在高溫區(qū)域一般根據(jù)具體溫度選擇耐高溫電纜或礦物質(zhì)絕緣電纜，在低溫區(qū)域根據(jù)具體溫度選擇交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜或者其他絕緣電纜。

2.4.2 電纜的敷設(shè)

發(fā)電廠主廠房中的電纜所采用的敷設(shè)方式一般為架空敷設(shè)。發(fā)電廠廠區(qū)內(nèi)的電纜所采用的敷設(shè)方式應(yīng)盡量為綜合管架敷設(shè)，而其輔助車輛的電纜所采用的敷設(shè)方式應(yīng)為架空敷設(shè)。在進(jìn)行電纜敷設(shè)時，需要注意的是必須將動力電纜和控制電纜分開敷設(shè)。

2.5 電氣設(shè)備的布置

發(fā)電廠在進(jìn)行電氣一次設(shè)計時，不能忽視了電氣設(shè)備的作用，將電氣設(shè)備進(jìn)行合理的布置，可以使發(fā)電工作達(dá)到事半功倍的效果。設(shè)計師在布置電氣設(shè)備時，首先要熟悉發(fā)電廠的實際情況，對發(fā)電廠的一切事物做到心中有數(shù)，才能夠?qū)㈦姎庠O(shè)備布置的科學(xué)合理。具體而言，中型布置模式主要適用于110kV～220kV屋外敞開式高壓配電裝置和330kV～500kV敞開式高壓配電裝置；而GIS如果選擇進(jìn)行室內(nèi)布置，那么就要著重關(guān)注排風(fēng)設(shè)備，在室內(nèi)的上部和下部分別設(shè)置好排風(fēng)口，以加速室內(nèi)空氣的流動，提高室內(nèi)的舒適度和安全性；網(wǎng)絡(luò)繼電器室的布置可以根據(jù)發(fā)電廠的具體情況進(jìn)行布置，以適應(yīng)容量規(guī)模，優(yōu)化電纜路徑；低壓電動機(jī)控制中心和動力中心的布置則要根據(jù)廠房的位置，前者將其分散的布置在負(fù)荷中心處，后者將其直接布置在主廠房中，以提高工作效率。

除此以外，設(shè)計師在布置電氣設(shè)備時還可以根據(jù)以往經(jīng)驗結(jié)合發(fā)電廠的具體情況進(jìn)行設(shè)計。舉個例子，蓄電池是促成發(fā)電廠的工作順利進(jìn)行的重要組成部分，一般要選擇優(yōu)質(zhì)的非燃性材料進(jìn)行建設(shè)，在建成之后可以直接在附近布置一些直流系統(tǒng)中的設(shè)備，做到資源的優(yōu)化配置；充分利用好空冷部分，將高壓變壓器布置在空冷平臺下，低壓變壓器布置在空冷配電室內(nèi)，更好地進(jìn)行變壓調(diào)節(jié)。

結(jié)語

綜上所述，本文通過對發(fā)電廠電氣一次設(shè)計的技術(shù)要點進(jìn)行深入分析，提出發(fā)電廠在進(jìn)行電氣一次設(shè)計時要注意選擇合適的發(fā)電機(jī)和主變壓器、對電氣主接線進(jìn)行科學(xué)操作、合理選擇和敷設(shè)電纜、精心布置電氣設(shè)備等，通過這些技術(shù)細(xì)節(jié)的把控提高電氣一次設(shè)計的質(zhì)量，從而提升發(fā)電廠的發(fā)電能力和效率，保證發(fā)電廠提倡工作的安全性，進(jìn)而在創(chuàng)造發(fā)電廠的經(jīng)濟(jì)效益的同時兼顧社會效益，為祖國的社會主義現(xiàn)代化建設(shè)做出貢獻(xiàn)。

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