發電廠電氣一次設計研究

【摘要】此設計主要是對發電廠設計中電氣一次設計所關聯的內容進行闡述，主要包括接線選擇、電流計算、導體、設備選擇、用電系統設計、電纜選擇和敷設等等，同時，根據自身的學習及工作經驗進行總結，進而提出一些自己的觀點。

【關鍵詞】發電廠；電氣一次設計；工程建設

發電工程建設涉及的方面比較多，而設計則是其中的重要環節。電氣一次設計工作對電氣工程建設進展、發電廠后期運行狀況和生產效率等方面都發揮著重要的作用。

1、電氣主接線的選擇

1.1 電氣主接線的設計

可靠性、經濟性和靈活性是發電廠升壓站電氣主接線設計必須進行論證的主要特性。由于發電廠主接線樣式比較多，因而需要考慮的因素也是較多的，如規劃容量、建設規模、電壓、線路、發電廠的作用和電氣設備發展狀況等，做出合理的選擇，經最終評審再確定。

1.2 電氣主接線型式的采用

發電廠項目的工程情況是發電廠主接線的主要依據，接線型式的選擇需根據實際的工程情況而定。對于本身就自帶降壓變電站并與系統連接緊密區域自備電廠的項目，因為降壓變電站和發電廠之間的距離比較近，所以自備電廠項目中不需要建設升壓站，其電氣主接線型式相對就比較簡單，發電機直接經由線路接入降壓變電站。

1.3 起動/備用電源的引接

獨立性是起動/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，且引接點要保證不得少于兩個，同時還要保證供電容量。升壓站跟系統之間有兩回線連接則被認為與系統連接緊密，電源具有良好的獨立性和可靠性，所以起動/備用電源能從升壓站配電裝置引接。

2、短路電流計算

2.1 短路計算的作用

在電路中，電流不流經用電器，直接連接電源兩極，則電源短路。短路嚴重影響到電力系統的安全運行，直接導致電力系統無法正常運行，損壞電氣設備，還有可能造成安全事故，所以短路電流的計算在發電廠和電力系統的設計和運行中顯得至關重要。

2.2 短路計算的方法

參考相關的學術書籍，可以知道用于計算短路電流的方法和軟件比較多，但是都是根據統一的規范進行編制，運用起來非常的方便。除了通過軟件進行精確計算外，有些輸配電回路還可以進行簡單的估算。一般而言高壓系統降壓變壓器低壓側短路電流，但如果達到以下條件時（1）變壓器連接的是無窮大的系統，則短路電流等于變壓器短路阻抗倒數乘以基準電流；（2）400V系統變壓器低壓側短路電流，則短路電流等于變壓器額定電流除變壓器阻抗電壓。

3、導體以及主要設備的選擇

3.1 主變壓器的容量的確定

根據國家設計規范明確規定：當容量超過125MW級的發電機與主變壓器為單元連接時，主變壓器的容量應根據發電機最大連續容量減去不能被高壓廠用啟動/備用變壓器替代的高壓廠用工作變壓器而計算得出的負荷來進行合理的選擇。正常使用條件下，變壓器連續輸送額定容量時繞組的平均溫升在65K以下。相比之前國標規定的主變壓器容量計算結果，現今變壓器容量計算結果明顯增大。

3.2 導體和電器的選擇

在選擇與設計導體和電器時，運行環境溫度必須進行確定。按照相關規定，電器設備運行環境條件為：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，則應降低負荷。當海拔在1千米至4千米之間，周圍空氣溫度正常，海拔在1千米的基礎上每超過1百米，相應的運行溫升則降低0.3%。

4、發電廠用電系統的設計

4.1 發電廠用電系統設計

（1）當電源電壓偏移和廠用負荷波動穩定時，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；（2）最大容量的電動機穩定運行的情況下，高壓廠用母線的電壓需高于額定電壓的百分之八十。成組電動機穩定運行的情況下，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留百分之十，廠用系統應預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力中心及電動機控制中心必須成對設置，進行雙路電源通道的建設，變壓器之間相互備用。

4.2 發電廠用電設備選擇

按電壓可以將廠用電系統分為兩種；常用6千伏或10千伏的為高壓系統，0.4千伏的則為低壓系統。高壓系統一般采用金屬鎧裝中置式開關柜，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）。低壓系統的低壓廠用變壓器一律采用干式變壓器，開關柜則一般采用MSN或GCS等柜型。

5、電纜的敷設與選擇

5.1 電纜的敷設

在發電廠中，電纜的敷設方式也是不盡相同的，廠房內一般采用高空架設方式，而廠區內則采用綜合管架的方式，借此節省地面空間，為人員和車輛通行提供更大的地面。針對于在一些電纜比較集中的區域設置電纜夾層，需要根據電纜的功能進行分類并放置在不同的夾層內，一方面保證了環境的整潔，同時提高了維修和管理的效率。

5.2 電纜的選擇

按照規定，C級阻燃電纜用于發電廠主廠房區域、輸煤系統和燃油系統；耐火電纜用于消防系統、火災報警系統、不停電或事故保安電源和重要保護回路；防腐電纜用于有酸堿腐蝕可能的場所。根據電纜絕緣材料的不同：高壓電纜的絕緣材料為交聯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、電纜支架敷設電纜和直埋電纜采用鋼帶鎧裝電纜。以上是發電廠電纜選擇的一般規定，電纜選擇應根據實際情況進行調整，如在寒冷的環境下，選擇交聯聚乙烯絕緣聚乙烯護套電纜更加適宜。

6、結語

在電力系統中，發電廠發揮著重要的作用，發電廠運行的安全性和穩定性為電氣系統提供了保障。發電廠電氣一次設計必須以實踐為基礎，通過不斷的改進和提升，根據發電廠的實際情況，逐步提高相關設計的合理性，確保電氣系統的安全穩定，為國內電力發展水平的提高而不斷努力。

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