發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)與研究

田文利

（山東電力建設(shè)第三工程有限公司，山東 青島 266100）

現(xiàn)如今，經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展是在大量工廠和企業(yè)的建立下起來的，一幢幢直入云霄的高樓彰顯著我國社會(huì)發(fā)展的迅速，而這也代表著我們對(duì)電的需求也越來越大，對(duì)電力廠的要求越來越高。無論大電力廠還是小電力廠，首要任務(wù)都是在確保安全的情況下保證電力的供配，但是由于各種人為、環(huán)境因素的干擾，許多發(fā)電廠的系統(tǒng)設(shè)備很容易老化破舊，會(huì)對(duì)供配電產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響社會(huì)發(fā)展。因此，在當(dāng)前的大環(huán)境下，設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)在堅(jiān)持安全的原則下設(shè)計(jì)出性能更優(yōu)質(zhì)的電氣系統(tǒng)，其中，一定要將內(nèi)部線路的走向連接標(biāo)注清晰，以便后期的保養(yǎng)維修，其中某一處處理不當(dāng)都會(huì)如“蝴蝶效應(yīng)”般造成無法估計(jì)的后果，因此，發(fā)電廠的供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)不可忽視。

1 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)概述

一個(gè)發(fā)電廠的供配電系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)與其自身的條件匹配。發(fā)電廠的規(guī)模大小，所處的社會(huì)環(huán)境和自然環(huán)境，以及發(fā)展規(guī)劃等因素都影響著供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，例如，負(fù)荷計(jì)算、設(shè)備型號(hào)的選擇、電流計(jì)算、供配方案等內(nèi)容，只有將兩者合理地結(jié)合，才能將發(fā)電廠的供配電系統(tǒng)優(yōu)化到極致。

2 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)的要點(diǎn)概述

2.1 確保電氣設(shè)計(jì)的可靠性

電力給我們的生活帶來了翻天覆地的變化，人們的生活水平都實(shí)現(xiàn)了質(zhì)的提升，但是，任何事物都是雙刃劍，由于電的不合理運(yùn)用而導(dǎo)致的悲劇慘案也數(shù)不勝數(shù)。因此，在發(fā)電廠的供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中，我們一定要保障系統(tǒng)的可靠性，這樣才能使發(fā)電廠穩(wěn)定運(yùn)行，將電力輸送到千家萬戶中。倘若系統(tǒng)設(shè)計(jì)不合理，那么發(fā)電廠會(huì)發(fā)生癱瘓現(xiàn)象，其實(shí)某種程度來說，這是一種自我保護(hù)現(xiàn)象，工作人員只需修改系統(tǒng)即可。而嚴(yán)重的則會(huì)發(fā)生爆炸、火災(zāi)，產(chǎn)生人員傷亡。從大局角度來看，系統(tǒng)不合理造成供配電中斷，發(fā)電廠負(fù)責(zé)的區(qū)域的工作生活都會(huì)受到影響，社會(huì)秩序也會(huì)被波及。如此一來，系統(tǒng)的可靠性會(huì)是穩(wěn)定社會(huì)生活的重要保障。

2.2 嚴(yán)格要求電源轉(zhuǎn)換方式

人們對(duì)電的巨大需求導(dǎo)致發(fā)電廠必須全天候有效運(yùn)行，這便對(duì)發(fā)電廠的硬件條件提出了更高的要求。發(fā)電廠通常都配有電源，然后通過電荷向外傳遞，然而，由于智能時(shí)代的到來，傳統(tǒng)的發(fā)電廠已經(jīng)無法滿足目前的需要，因此，我國也在推動(dòng)智能發(fā)電廠的發(fā)展。所謂智能發(fā)電廠，就是在原有的電源系統(tǒng)上，引入一些輔助設(shè)備，提高電源的穩(wěn)定性，保障發(fā)電廠的長(zhǎng)期運(yùn)行，同時(shí)還能在電源發(fā)生故障時(shí)，保證備用電源的及時(shí)補(bǔ)救，減少損失。但是這種方法一定要對(duì)設(shè)備嚴(yán)格要求，并且與電源相匹配，科學(xué)搭配，這樣才能保證電在轉(zhuǎn)換的過程中不會(huì)危險(xiǎn)。另外，發(fā)電廠應(yīng)當(dāng)修建合理的應(yīng)急通道，以備不時(shí)之需。

3 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)遵循的原則

3.1 安全性原則

在進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，安全原則是必須遵循并且放在首要位置的，在任何情況下，我們都應(yīng)該最先保證人的安全。首先在電力廠的外圍，電壓要減低到人體安全電壓之下，一方面可以讓工作人員放心地進(jìn)行日常工作，另一方面，在發(fā)電廠發(fā)生故障時(shí)，工作人員可以不受阻礙地進(jìn)入內(nèi)部展開維修，減少了不必要的時(shí)間浪費(fèi)。其次，在整個(gè)供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)里，需要具備控制設(shè)備，能夠?qū)φw或部分進(jìn)行控制，例如，及時(shí)切斷電源等功能，這是為了在某些事故發(fā)生時(shí)能及時(shí)防控，提高安全性。

3.2 環(huán)保性原則

電能作為一種清潔能源，為我國的經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)，因此，發(fā)電廠的供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)也應(yīng)當(dāng)遵循環(huán)保的原則。傳統(tǒng)的發(fā)電廠中，系統(tǒng)在工作的過程中，是需要消耗一定的能源的，不可避免地會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定影響，而在生態(tài)城市的理念下，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要減少能源的消耗，減少污染物的排放，可以在供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中安置輔助設(shè)備，輔助發(fā)電儲(chǔ)電，在提高效率的同時(shí)，也響應(yīng)了國家可持續(xù)發(fā)展的口號(hào)，一舉兩得。

3.3 經(jīng)濟(jì)性原則

在19 世紀(jì)60 年代后期，隨著第二次工業(yè)革命的展開，人們進(jìn)入了電氣時(shí)代，社會(huì)生產(chǎn)力得到了極大的提高，經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，可以說是電為我們打開了新世界的大門。直到現(xiàn)在，電的生產(chǎn)仍就是當(dāng)前比較先進(jìn)的技術(shù)，這也就導(dǎo)致了發(fā)電廠的成本較高，因?yàn)榘l(fā)電廠的很多設(shè)備都是一些很需要技術(shù)支撐和人力物力打造的物品，價(jià)格偏高，這樣使得電力的成本昂貴。所以工作人員在進(jìn)行供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理，規(guī)劃使用各種設(shè)備，不鋪張浪費(fèi)也不偷工減料，遵循經(jīng)濟(jì)性原則，不過度注重設(shè)備外觀，能力才是第一位。當(dāng)我們?cè)诒ＷC質(zhì)量的同時(shí)，將成本放到最低時(shí)，電力的經(jīng)濟(jì)效益才是發(fā)揮到了最大。

4 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)龐大，內(nèi)部錯(cuò)綜復(fù)雜，有很多地方都需要細(xì)心耐心。

4.1 電力負(fù)荷設(shè)計(jì)

電力負(fù)荷的設(shè)計(jì)好賴直接與發(fā)電廠的整體運(yùn)行掛鉤。通常情況下，針對(duì)設(shè)備中電力負(fù)荷的可靠性和在發(fā)生故障后產(chǎn)生的影響大小，我們將電力負(fù)荷分成了不同的等級(jí)，這也就要求工作人員在供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中要有不同的應(yīng)對(duì)方案。對(duì)于在發(fā)生故障中斷轉(zhuǎn)換導(dǎo)致社會(huì)各界用電發(fā)生影響的電力負(fù)荷，被稱為一級(jí)負(fù)荷，這種等級(jí)的影響往往都是在某一片區(qū)域，影響較大。因此針對(duì)這種情況，相關(guān)人員一定要嚴(yán)格按照國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，同時(shí)可以多準(zhǔn)備一套設(shè)備，保證在發(fā)生故障斷電時(shí)依舊能及時(shí)供電。二級(jí)負(fù)荷的影響相對(duì)于一級(jí)負(fù)荷來說偏輕，影響的區(qū)域范圍較小，但是二者的原理是相似的，因此，可以按照一級(jí)的處理方式實(shí)施，不能脫離國家標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)負(fù)荷是三者之中最影響最小的一種，由三級(jí)負(fù)荷造成的斷電情況是可以自我恢復(fù)的，不需要專業(yè)人員特意維修，工作人員在日常生活中注意維護(hù)即可。

4.2 節(jié)能設(shè)計(jì)

我國目前推崇綠色理念，走可持續(xù)發(fā)展道路，我們也應(yīng)當(dāng)積極響應(yīng)國家號(hào)召，同時(shí)由于我國人口眾多、資源人均不足，所以在發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)中，要進(jìn)行節(jié)能設(shè)計(jì)，但同時(shí)要保障質(zhì)量和效率。選用性價(jià)比高的機(jī)械設(shè)備，變配電的變壓器就是有較高消耗的設(shè)備，若選擇的變壓器不合適，會(huì)使電能損耗增加。例如，變頻感應(yīng)裝置、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫等，跟進(jìn)現(xiàn)代化社會(huì)的進(jìn)程，實(shí)現(xiàn)智能發(fā)電廠，將能源合理利用。在設(shè)計(jì)供配電中，提高功率因數(shù)可以有效地減少線路損耗，提高節(jié)能水平，在變配電房的低壓側(cè)設(shè)置集中無功自動(dòng)補(bǔ)償，采用自動(dòng)投切裝置，使補(bǔ)償后的功率因數(shù)不小于0.95；在10kV 供電進(jìn)線處設(shè)置無功補(bǔ)償裝置，使補(bǔ)償后功率因數(shù)達(dá)到不小于0.9 的要求。還要注意控制配電級(jí)數(shù)，對(duì)發(fā)電廠電氣供電系統(tǒng)的配電級(jí)數(shù)做合理的控制，如用戶相同高壓側(cè)配電級(jí)數(shù)不高于兩級(jí)，低壓側(cè)配電級(jí)數(shù)控制不高于三級(jí)，這就保障了供電的可靠性和安全性。

4.3 自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)

在發(fā)電廠的自動(dòng)化控制設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定安全、高效生產(chǎn)、控制成本等，都對(duì)發(fā)電水廠的發(fā)展有著至關(guān)重要的意義。發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)是一個(gè)龐大且復(fù)雜的系統(tǒng)，一次正常的運(yùn)轉(zhuǎn)需要用到大量的指令，傳統(tǒng)的人工手動(dòng)發(fā)布指令已經(jīng)跟不上這個(gè)時(shí)代了，智能的自動(dòng)化設(shè)備不僅能避免人工指令的錯(cuò)誤和瑕疵，還能快速及時(shí)地進(jìn)行控制，各種數(shù)據(jù)切換自如。不過我們還應(yīng)當(dāng)注意，在發(fā)電廠的自動(dòng)化控制中，一定要根據(jù)自身發(fā)電廠的實(shí)際情況，各個(gè)電器的線路按照功率大小區(qū)分開，還需要注意照明，消防、換氣設(shè)施的位置，進(jìn)行合理科學(xué)的規(guī)劃控制。在實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循安全原則，電器設(shè)備間應(yīng)預(yù)留空隙，增加散熱性，同時(shí)還應(yīng)預(yù)留消防綠色通道。根據(jù)系統(tǒng)各個(gè)部分各自的特點(diǎn)選擇不同的控制設(shè)備，根據(jù)實(shí)際情況合理規(guī)劃。

5 結(jié)語

在當(dāng)今社會(huì)，電力的出現(xiàn)顛覆了人們的生活，人們已經(jīng)越來越離不開這種新能源，這也使得發(fā)電廠的地位越來越重要，因此，如何將發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計(jì)合理至關(guān)重要，設(shè)計(jì)人員應(yīng)不斷學(xué)習(xí)先進(jìn)的技術(shù)和理念，與時(shí)俱進(jìn)，完善自己，優(yōu)化供配系統(tǒng)的性能，提高能源的利用率和清潔性，為社會(huì)的發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。