劉霞

摘要：目前，火力發(fā)電已經(jīng)成為主要的發(fā)電方式之一，火力發(fā)電廠的電氣一次設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)電效率有較大的影響，因此，在設(shè)計(jì)中選擇合適的接線方式對(duì)火力發(fā)電有著重要的意義。本文就火力發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)開展探究與分析。

關(guān)鍵詞：火力發(fā)電廠;電氣一次設(shè)計(jì);技術(shù)分析

在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的環(huán)境下，人們的生活質(zhì)量和各行業(yè)的發(fā)展都得到了明顯的提高，在此過程中需要更多的電能作為支撐。因此，為了有效地提高電能傳輸質(zhì)量，在研究新的發(fā)電模式的基礎(chǔ)上，還應(yīng)該注重火力發(fā)電廠的發(fā)電效率。作為中國發(fā)電行業(yè)的主力軍，火力發(fā)電站應(yīng)積極優(yōu)化電氣一次設(shè)計(jì)，以提高發(fā)電的穩(wěn)定性。

一、電氣主接線技術(shù)分析

（一）電氣主接線設(shè)備

在火力發(fā)電廠的發(fā)電過程中，可以通過母線或架空線來選擇主接線的電氣設(shè)備。在電氣一次設(shè)計(jì)過程中，為了防止雷雨天氣破壞電氣設(shè)備，需要在設(shè)備入口處安裝防雷設(shè)施[1]。在設(shè)計(jì)電氣設(shè)備安裝位置時(shí)，設(shè)計(jì)人員一般會(huì)采用抽屜式的安裝方式，以便于設(shè)備維修人員進(jìn)行后期維護(hù)。

（二）電氣主母線接線

對(duì)于330kv至500kv 以下的電氣設(shè)備，在連接主母線時(shí)，電氣一次設(shè)計(jì)的配電設(shè)備應(yīng)充分考慮系統(tǒng)的穩(wěn)定性，確保系統(tǒng)的安全性和可靠性。主母線接線的主要原理是： 當(dāng)進(jìn)出線在六回以下時(shí)，可選擇雙母線接線方式，保證系統(tǒng)的安全運(yùn)行;當(dāng)進(jìn)出線高于六回或等于六回時(shí)，如果設(shè)備在電氣系統(tǒng)中很重要，可以使用半斷路器進(jìn)行連線;如果火力發(fā)電廠的進(jìn)出線路較少，與機(jī)組數(shù)量比例約為2：1時(shí)，可以使用4/3的線路連接方式。

對(duì)于220kv的電氣設(shè)備，主要的線路連接方式有雙母線雙分段和雙母線單分段兩種連接方式，在線路連接過程中要考慮的主要原則是：當(dāng)火力發(fā)電廠的總安裝量大于三臺(tái)或等于三臺(tái)時(shí)，線路連接方式的選擇應(yīng)以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性為基礎(chǔ)，如果火力發(fā)電廠總能量超過10000MW，機(jī)組數(shù)在四臺(tái)以上，主要選擇雙母線雙分段連接方式。如果火力發(fā)電廠總能量在5000MW 至10000MW之間，機(jī)組數(shù)在三臺(tái)或三臺(tái)以下，可采用雙母線單分段連接方式，但如果機(jī)組在四臺(tái)或四臺(tái)以上時(shí)，仍要選用雙母線雙分段的連接方式。

二、電氣發(fā)動(dòng)機(jī)和主變壓器的選擇

（一）電氣發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇

在電氣一次設(shè)計(jì)選擇發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，主要考慮的是發(fā)動(dòng)機(jī)的容量，要使發(fā)動(dòng)機(jī)的容量和汽輪機(jī)的容量相互協(xié)調(diào)，以確保二者之間能夠相互配合工作，并確保發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)的最大連續(xù)容量能夠相互適應(yīng)，最后要確保選擇的發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻系統(tǒng)進(jìn)口水溫和汽輪機(jī)冷卻水溫保持相同。

（二）電氣主變壓器的選擇

在選擇電氣主變壓器時(shí)，如果與主變壓器連接的機(jī)組容量為300MW，應(yīng)選擇三相變壓器;如果機(jī)組容量為600MW，應(yīng)結(jié)合運(yùn)輸和制造條件進(jìn)行選擇，一般可選擇單相變壓器或三項(xiàng)變壓器;如果機(jī)組容量為1000Mw，應(yīng)選擇單相變壓器[2]。

三、配電室負(fù)荷計(jì)算分析

（一）配電室負(fù)荷計(jì)算方法

配電室內(nèi)的電力負(fù)荷也稱為電力負(fù)載，電力負(fù)載越大，電力設(shè)備的功能就越大。為了完成火力發(fā)電廠的配電室設(shè)計(jì)，有必要準(zhǔn)確計(jì)算配電室的負(fù)荷，以選擇最佳的電氣設(shè)備和導(dǎo)體組合，從而以最少的消耗產(chǎn)生最好的電力資源，從而幫助火力發(fā)電廠在競爭的市場中獲得優(yōu)勢[3]。一般來說，設(shè)計(jì)人員可以使用二項(xiàng)式系數(shù)法和系數(shù)法來完成配電室的負(fù)荷計(jì)算。

（二）無用功率補(bǔ)償方式

為了使火力發(fā)電廠平穩(wěn)地發(fā)電，必須由電弧爐、感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和其他感性負(fù)載來支撐。然而，大量感性負(fù)載的的應(yīng)用也會(huì)降低機(jī)器的自然功率，從而減少電力資源的輸出。為了滿足用戶對(duì)高質(zhì)量、充足電力資源的需求，設(shè)計(jì)者必須充分利用火力發(fā)電廠設(shè)備的潛能，通過多種補(bǔ)償?shù)姆绞剑岣咴O(shè)備的自然功率，只有通過計(jì)算變壓器和設(shè)備低壓側(cè)的實(shí)際無功功率，才能將無功補(bǔ)償功率的準(zhǔn)確性提高。如圖1為無用功率補(bǔ)償裝置工作流程圖。

四、選擇電纜和敷設(shè)電纜

（一）電纜的選擇

火力發(fā)電廠易燃易爆區(qū)域應(yīng)使用C級(jí)阻燃電纜。在火力發(fā)電廠的消防系統(tǒng)、消防報(bào)警器、緊急照明系統(tǒng)、直流系統(tǒng)和緊急保安電源應(yīng)選用耐火電纜。在選擇電纜時(shí)還應(yīng)注意電纜芯線，電腦控制設(shè)備的電纜不僅要選用銅芯電纜，還應(yīng)該是屏蔽電纜。環(huán)境溫度會(huì)對(duì)電纜造成影響，如果環(huán)境溫度達(dá)到60攝氏度，應(yīng)使用耐高溫電纜;如果環(huán)境溫度超過100攝氏度，應(yīng)使用礦物質(zhì)絕緣電纜;如果環(huán)境溫度在零下20攝氏度以下，一般可選擇聚乙烯、交聯(lián)聚乙烯等絕緣電纜[4]。

（二）電纜的敷設(shè)

廠區(qū)內(nèi)的電纜應(yīng)盡可能采用綜合管架的形式敷設(shè)，輔助車輛的電纜應(yīng)采用架空的形式敷設(shè)。對(duì)于集中控制室、繼電保護(hù)室和其他有電纜匯聚的區(qū)域，需要在電纜之間設(shè)置夾層。對(duì)于腐蝕性區(qū)域應(yīng)采用橋架的敷設(shè)方式。在電纜敷設(shè)時(shí)應(yīng)注意的是，控制電纜和動(dòng)力電纜應(yīng)分開敷設(shè)。

五、結(jié)束語

總而言之，電力已經(jīng)成為人們生活、生產(chǎn)不可缺少的能源，火力發(fā)電廠的電氣一次設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)電質(zhì)量有很大的影響。不同的選擇會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果，在電氣一次設(shè)計(jì)的設(shè)備和連接方法的選擇上，設(shè)計(jì)人員要充分考慮每一個(gè)因素，從而提高火力發(fā)電廠的發(fā)電效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]葉起中.發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)分析[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018，（31）：2919.

[2]武艷茹.火力發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題研究[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2018，000 （002）：P.15-17.

[3]武艷茹.火力發(fā)電廠電氣一次系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題研究[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2018，（2）：15-17.

[4]王海霞.發(fā)電廠電氣一次設(shè)計(jì)的技術(shù)要點(diǎn)分析[J].中國設(shè)備工程，2019，（2）：131-132.

（作者單位：東南大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院有限公司）