發電廠供配電系統的電氣設計研究

孫小寅

摘 要：21世紀以來，隨著社會經濟的飛速發展，各大小企業、工廠乃至普通居民對于電力的需求都日漸增加，因此，發電廠最大限度的有效運行，內部系統的平衡穩定，發電廠良好的供配電系統設計一直作為發電廠的重要建設部分，對其就顯的尤為重要。所以，發電廠設計工作人員在進行供配電系統設計的過程中，需充分考慮發電廠的結構、特點及使用特性，結合自身發電廠的實際情況，盡可能的選擇合理的設計方案。

關鍵詞：發電廠；供配電系統；電氣設計

中圖分類號：TM619 文獻標識碼：A

引言

發電廠供配電系統電氣設計關系到整個發電廠運行效率及安全性，只有建立科學的供配電系統電氣基礎才能保證發電廠發揮其作用，為社會提供配電力服務。目前我國處于城市化進程高潮期，電力需求源源不斷。我國發電廠正常情狀下可滿足實際需求，但若出現故障將難以維繼其供配電能力，社會發展必然受到影響。由此可見，發電廠供配電系統電氣設計必須打好根基，為社會發展奠定堅實基礎。

1發電廠供配電系統電氣設計要點

1.1發電廠供配電系統電氣設計的可靠性

發電廠供配電系統是綜合發電廠系統的重要組成部分，對整個電廠的穩定運行具有重要意義。供配電系統的電力就像發電廠的電源一樣，如果發電廠缺乏穩定性，很可能導致整個發電廠癱瘓，因此必須保證供電系統的電氣設計階段應注意其可靠性。供配電系統的不合理電氣設計將嚴重影響電廠的供配電系統，造成的損失將難以估量，配電系統不合理的電氣設計導致發電廠系統癱瘓是系統自保護的外在表現，火力發電廠的火災后果更為嚴重，不僅使配電系統癱瘓，而且造成人員傷亡，后果不堪設想。在設計初期，設計人員應分析整個發電廠供配電系統電氣設計的故障模式，找出潛在的威脅，防范所有可能出現的問題，并在搖籃中抑制問題，只有在科學地設計供配電系統的電氣設計。雖然有些問題在時間上找不到，只要控制因素被認為是最好的，甚至一些不可預測的問題也不會造成嚴重的后果。只要在電廠供配電系統中建立應急預案機制，并在電廠運行后及時維護，就可以及時發現問題，解決問題，小問題不會擴大，潛力很大。一個接一個地消除了電耗，電站的供配電系統是高度可靠的。

1.2電源轉換方式需嚴格要求

我國幅員遼闊，分布豐富，電力需求是世界上第一位的。因此，中國的發電廠規模很大，電廠需要有效運行。這就要求電站電源不僅具有足夠長的充電負荷，而且還需要一定的穩定性。目前，發電廠的供電部分通常由兩個不同的電源組成。圖1電廠功率轉換示意圖，目前電廠已逐漸智能化，因此傳統的電源配置無法滿足智能發電廠的需要。因此，一些輔助設備，如目前較為流行的發電轉換設備，需要在原有電源系統的基礎上引入，這不僅保證了電源的損失。另外，另一種電源可以及時補充電能，保證供配電系統正常運行，也能獲得足夠的時間使電廠系統恢復正常。在設計供配電系統時，有必要考慮電力轉換方式的科學性。其次，有必要建立一個適合它的消防通道，以確保人員在事故發生時能及時撤離。

圖 1 發電廠電源轉換原理圖

2、發電廠供配電系統的設計方法

2.1電力負荷設計

我們一般將電力負荷分為0級，I級，II級負荷。0級負荷中斷供電的話會產生較大的影響，所以在設計時，一定要嚴格按照標準進行設計。為了確保在斷電的情況下仍能供電，在設計時可預留一套備用設備，保證在發生故障時，能夠及時補充。也可根據實際情況，對使用獨立的備用發電裝置，盡量使用大負荷的供電設備，確保滿足持續的供電需求。I級負荷在中斷供電后，依然對電力生產有著重大影響，在設計過程中，可參考按照I級負荷的設計標準進行。相比之下，I級負荷的影響較小，即使斷電，也能及時自我恢復，保證正常供電，平常做好日常維護，監管到位就好。

2.2節能設計

我國的人口眾多，能源消耗極大，所以，節能設計在我保證資源的科學使用中一直都擁有著重要作用，這也是落實科學發展的基本要求。在供配電系統設計中，也應使用經濟實惠、節能環保的原則。盡可能使用一些先進的機械設備，選用發熱小，電阻率小的控制元件，以及盡量使用變頻設備和聲控、感光的照明設備，結合計算機控制，實現全智能化操作。

2.3發電廠的自動化控制設計

近幾年，時代迅速發展，全球經濟日漸趨于一體，控制系統自動化也不是陌生名詞，它時刻沖擊著我們傳統勞動業。新興工業的發展要求各個不同設備、結構系統緊密相連，高效運作。在發電廠的自動化控制設計中的穩定安全、高效生產、控制成本等，都對發電水廠的發展有著至關重要的意義。在發電廠的自動化控制中，我們還應當注意，一定要根據自身發電廠的實際情況，各個電器的線路按照功率大小區分開來，還需注意照明，、消防、換氣設施的位置，進行合理科學的規劃控制。在實現全自動控制設計時應遵循安全原則，電器設備間應預留空隙，增加散熱性，同時還應預留消防綠色通道。

3、發電廠設計方面的節能措施

3.1 電壓自動化調整

供配電系統，是當前的主要構成部分，良好而有序的節電技術，使供電系統中的電壓結構得到更加有效的調節。一般而言，供電的電壓是處于相對穩定的平穩電壓進行資源傳輸，但供電過程中，也會出現系統電壓集中性增大的情況，將節電裝置中的無觸點控制接裝置，安裝在電壓傳輸系統中，采樣電路就會自動依據電壓電力傳輸的情況，調節電力系統供應時的電壓，這樣，即使供電系統出現突然性電壓變化，采樣電路也依舊是按照電流傳輸標準進行電流供給，自然也就不會出現瞬時性電力損耗的情況了。

3.2合理選用電動機。

通過提高電動機的工作效率和功率因數可以更有效的節約能源。目前在我國的工業用電中使用頻率最高的設備為異步電動機。為了更好的實現能源節約，需要在現有基礎上提高異步電動機的工作效率，提高異步電動機工作效率的同時也提高了其功率因數。一般情況下異步電動機在空載時，功率因數往往會很低，在0.2～0.3之間；而當異步電動機滿載運轉時，功率因數也會增加到0.85～0.89之間。因此，在異步電動機進行工作的過程中要盡量避免空載運轉，空載運轉會造成嚴重的能源浪費情況，要確保異步電動機能夠盡可能保持滿載狀態運行。

3.3提高供配電系統的功率因數。

提高供配電系統中的功率因數可以最大程度的降低無功電流的產生，減少輸電線路當中的無功功率消耗，從而降低輸電線路中的電能損耗。在設置供配電系統的過程中，盡可能選擇一些功率因數較高的電力設備。而為了有效補充無功電流，可以選擇靜電容容器。電容器可以在產生有功電流前先產生無功電流，最大程度的彌補電容器產生滯后無功電流造成的能量損耗。因此，要求在供配電系統設計的過程中可以結合實際情況高電壓集中補償或低電壓分散補償的方式來彌補無功電流造成的電能損耗。

結束語

在企業、工廠的發展及普通百姓的正常生活中，發電廠的供配電的系統設計都有著至關重要的意義，相關設計人員，不僅需要具備專業的相關知識，還應在實踐中不斷學習，以身作則，在設計中不斷完善、改進設計方案，最終設計出科學合理的優秀供配電系統。

參考文獻

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（作者單位：山東電力工程咨詢院有限公司）