火力发电厂电气一次的部分设计

火力发电厂电气一次的部分设计

作者：吕美霞

来源：《城市建设理论研究》2014年第01期

【摘要】随着社会步入电气化时代，人们对于电力的需求越来越高，为了保证满足消费者的电力需求，各种电厂不断建设，为了保障电厂的顺利建设，本文从发电机和主变压器的选择、电气主接线、如何选择设备和线路、对高压线路进行继电保护，以及变压器保护设计这五个方面对火力发电厂电气一次的部分设计进行阐述。 【关键词】火力发电；电厂；电气；设计 中图分类号：F407.6文献标识码： A 一、前言

火力发电厂是目前国内应用最广的发电厂，是当前社会电力提供的主要来源。在火力发电厂中,主接线是变配电所电气设计的首要部分, 是通过主线的连接方式确定变电所和发电厂设备连接的主要方式和手段。为了保证店里的稳定供应，我们需要在进行电气一次的部分设计时就进行详细的分析和探讨。 二、发电机和主变压器的选择 1.发电机的选择

选择发电机主要是选择发电机的容量，而在选择发电机容量时需要注意的是所选择的容量必须与汽轮机的容量相协调。选择原则如下：在额定的功率因数与额定电压之下选择发动机，首先要确保其额定容量与汽轮机的额定出力能相互配合，其次要确保发电机与汽轮机之间的最大连续容量能够相互配合，最后需要确定所选择的发电机的冷却器的进水温度必须与汽轮机相应工况下的冷却水温相同。 2.主变压器的选择

在选择主变压器时，若是与主变压器连接的机组容量为300MW，则选择三相变压器；若是与主变压器连接的机组容量为600MW，则应与运输和制造条件相结合进行选择，一般可选用三相或单相变压器；若是与主变压器连接的机组容量为1000MW，则选用单相变压器。 若是主变压器选用的是单相变压器，那么，其备用相的配置原则为：若是安装机组等于或小于两台，则不考虑配置备用相；若是安装机组大于或等于三台，那么则考虑配置一台备用

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相，但是，发电厂的附近有集团、公司等所属的电厂若是已经配置了相同的参数的备用相，那么，则不需要再配置备用相。

发电机和主变压器之间若是采用单元连接，那么，在选择主变压器的容量时应注意其容量应等于发电机的最大连续容量减去常用工作变压器一台的计算负荷。 三、电气主接线

电气主接线是指发电厂（或变电站）中的一次设备按照设计要求连接而成表示电能生产、汇聚和分配的电路。主接线代表了发电厂电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是电气设计的首要部分，是电气系统设计的关键和重要环节。主接线方式的确定影响配电设备的布置和型号选择，还影响供电的可靠性、安全性、灵活性和经济性。电气主接线的具体设计步骤一般分为两步：一是分析原始资料，二是拟定主接线方案。 1.电气主接线的设计原则

发电厂电气主接线的确定，主要取决于发电厂的容量、单机容量、用户的性质、电能质量和进出线回路的数量，以及发电厂在电力系统中的地位、作用等因素。主接线应力求接线简单、安全可靠、运行灵活、操作便利，保证运行、维护和检修的方便。在满足以上要求的情况下，尽量降低投资，节约运行维护费用、减少占地。同时根据电力负荷增长的需要留有扩建余地。设计发电厂主接线时，要综合各种因素，经过经济技术比较后，确定最合理的方案。 四、如何选择设备和线路 1.如何选择电气设备

在系统主接线、负荷计算和短路电流计算的基础上,进行电气设备选择,在选择时遵守了以下几项原则:

(1)按正常工作条件选择电气设备的额定值。 (2)按短路条件校验电气设备的动、热稳定。

(3)安装置地点的三相短路条件校验开关电器的断流能力。

(4)安装置地点、工作环境、使用要求及供货条件来选择电气设备的适当形式。 2.如何对母线和绝缘子线路进行选择

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支持绝缘子是根据额定电压和装置地点来选择,并校验短路时的动稳定。穿墙套管是根据额定电压、额定电流来选择,按短路时的动稳定和热稳定进行校验。 3.如何选择高压开关柜和低压配电屏以及计量仪表

高压开关柜分为手车式和固定式两大类。固定式高压开关柜普遍固定的应用于一般中小型工厂。优点是简单经济。而手车时又称为移开式, 较固定式开关柜具有检修安全方便、供电可靠性高的优点, 但其价格较贵。根据具体情况恰当选择。低压配电屏主要分为固定式和抽屉式两种。固定式比较经济,但是不便于维修设备。而抽屉式供电可靠性较高, 同时又便于对设备检修。要考虑实际设计要求再选择。计量仪表按所处线路额定电压、电流选择。 电缆的选择和敷设 (1)电缆的选择

发电厂中的主厂房、输煤场所、燃油供应室以及其他一些易燃易爆的场所所采用的电缆应为C类阻燃电缆。发电厂中的消防系统、火灾报警系统、应急照明系统、不停电电源、直流系统以及事故保安电源等所采用的电缆则应为动力电缆，而为了控制这些系统的控制电缆则应为耐火电缆。对于计算机监控、双重化继电保护等双回路合用同一通道但是双回路之间又没有采取隔离措施的情况而言，在选择电缆的时候，其中一个通道应选用耐火电缆。在选择电缆时还应注意一部分重要回路的电缆的内芯，例如在控制电缆、耐火电缆以及3kV及其以上电力电缆等重要的回路中，所选用的电缆应为铜芯。另外，需要注意的是进入计算机的控制电缆除了需要铜芯以外，该电缆还应为屏蔽电缆。

根据电缆敷设方式的不同，所采用的电缆也有一些不同，例如应用桥架、梯架、托盘等方式进行敷设的电缆均应采用非铠甲电缆。电缆所处环境的温度也对其有所影响，因此，在选择电缆时还需要注意其所处环境。若是电缆所处环境的温度达到了60℃，那么则应该采用耐高温电缆；若是电缆所处环境在100℃以上，那么则应该选用矿物质绝缘电缆；而若是电缆所处的环境温度在-20℃及其以下，那么选用电缆时则应该按照低温环境与绝缘类型的具体要求进行，一般可选用交联聚乙烯、聚乙烯等绝缘电缆，需要注意的是一般不适宜选用聚氯乙烯绝缘电缆。

(2)电缆的敷设

发电厂主厂房中的电缆所采用的敷设方式一般为架空敷设，架空敷设不需要考虑步道，而且在配电室下面也不用设置电缆夹层。发电厂厂区内的电缆所采用的敷设方式应尽量为综合管架敷设，而其辅助车辆的电缆所采用的敷设方式应为架空敷设。对于集中控制室、继电保护室等这类有着多根电缆汇聚在一起的场所进行电缆敷设时均需要设置电缆夹层。具有腐蚀性的场

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所在进行电缆敷设时应采用桥架，而其他不带腐蚀性的区域则采用镀锌钢桥架。在进行电缆敷设时，需要注意的是必须将动力电缆和控制电缆分开敷设。 五、对高压线路进行继电保护

之所以要安装继电保护装置。是因为供电系统和电气设备,由于绝缘老化、损坏或其它原因, 可能发生各种故障和不正常工作状态。其中,最严重和最常见的故障是短路。巨大的短路电流将给供电系统中的电气设备和人身安全带来极大的危害和威胁。供电系统发生故障, 必需迅速切除。以减小事故范围, 保证系统无故障部分继续正常运行; 而当系统出现不正常工作状态时,要给值班人员发出信号,使值班人员及时进行处理。 六、变压器保护设计

机组采用发电机变压器组连接时，该变压器的容量按发电机连续最大容量扣除一台厂用变压器的计算负荷进行选择。变压器是变配电的重要设备，设计中要重点保护，需从过电流、过负荷、速断和温度四个方面考虑保护。变压器的过电流保护类似于线路的过电流保护原理。变压器的过负荷电流多为三相对称，因此过电流保护只需在一相上安装过电流继电器。变压器速断保护，其原理与线路速断保护原理基本一致，只是速断保护动作后，无延时地断开变压器两侧的断路器。温度保护，允许最高温度为70℃，所以温度保护设定上限值68℃，即当温度达到68℃时，进而保护动作。 七、结语

为了满足社会发展的需求，火力发电厂被大量建设，在建设火力发电厂的过程中，电气一次的设计是保证电厂建成之后供电能力的关键，应当利用当前的先进科技对电气一次设计进行分析和控制，从而提高火力发电厂发电效率，提高发电厂社会经济效益的关键。 参考文献

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[2]姜胜利 浅谈火力发电厂电气一次的部分设计 [期刊论文] 《黑龙江科技信息》 -2010年28期-

[3]陈晨 火力发电厂电气一次系统的设计总结性分析 [期刊论文] 《中国高新技术企业(中旬刊)》 -2013年3期-

[4]王志祥 4×200MW发电厂电气一次部分设计 [期刊论文] 《民营科技》 -2012年11期-