淺談火力發電廠電氣設計中低壓配電接線安全性

戴英劼

摘要：隨著電力改革的不斷發展，電網建設規模不斷擴大，各項生產和生活活動對電力能源的需求量也不斷增加，這就增加了火力發電廠運營壓力。火力發電廠進行電力能源生產和供應，涉及的電力設備及電力生產系統十分復雜，低壓配電系統直接關系到火力發電廠電力供應水平，因此，在電氣設計中要重點針對低壓配電系統進行科學、合理的完善，提高低壓配電系統的安全性、可靠性。對于低壓配電接線系統而言最重要的就是做好接地保護的設計，減少系統故障的發生以及造成的損害。火力發電廠管理人員還要根據低壓配電接線的電氣設計特點積極采取有效措施，提升低壓配電接線的安全性。

關鍵詞：火力發電廠；電氣設計；低壓配電接線；安全性

引言：火力發電廠電氣設計中低壓配電接線的安全性主要和其接地方式有關，火力發電廠要結合自身的運行情況和實際需求，選擇合適的系統設計方案，例如IT系統、TT系統、TN系統等，通過有效的接地保護措施，減少火電廠的電力事故，維護火力發電廠的正常運行，保證供電的穩定性和安全性。

1. 火力發電廠電氣設計中低壓配電接線分析

1.1低壓配電IT接線

IT系統是一種三相三線式的配電系統，穩定性和安全性都較高，能夠實現不間斷供電，其基本結構如圖1所示。IT系統中，電源端口的帶電區域采用高電阻、高阻抗或者高電抗的接地方式實現接地保護，而變壓器通常不設置接地保護，各個電氣設備的外露導電部分要采用直接接地的保護方式。IT系統中，如果一相線路發生接地故障，由于接地電流較小不會影響整個配電系統的平衡性和穩定性，其他相的線路還可以保持正常的電力供應。

1.2低壓配電TT接線

低壓配電TT系統的電氣設計方案主要是在電源中性點采用直接接地的保護方式，并且電氣設備的外露導電部分也要進行直接接地，即電氣設備的金屬外殼都要形成一個單獨的接地系統，這樣的設計使得電源端的接地線與負荷側的接地線失去聯系，當發生故障后，故障電流無法通過PE線路進入其他電力設備，從而減少了故障范圍的擴大。低壓配電TT系統的優勢就在于避免了電力設備接地保護的相互干擾問題，電源中性點的接地設置也不會對電力設備的運行產生影響。通常而言，低壓配電TT系統在電力設備較少、用電量較低、用電要求不高的電力系統中應用較多。

1.3低壓配電TN接線

低壓配電TN系統在火電廠電氣設計中也較為常見，其設計特點是通過一根保護線將所有電氣設備的外殼連接到一起，在配電網中性點進行接地保護，從而形成一個統一的接地保護系統。在低壓配電TN系統電氣設計中，要嚴格檢查電力線路的橫截面積，在滿足國家電力行業規定的基礎上，實現保護線的有效連接，同時，為避免故障電流過大或金屬性短路問題，還需要利用電流保護器實現對電路負荷的保護。常見的低壓配電TN系統還可以劃分為TN-S模式、TN-C-S模式和TN-C模式，其中，TN-S模式采用三相四線加上PE線的結構設計，N線和PE線相互獨立；TN-C-S模式則是將N線和PE線結合在一起，形成一種接地系統，在各種危險作業場所較為常見；TN-C模式連接方式較為簡單，采用的是較為常見的三相四線接線模式[1]。

2. 提升火力發電廠低壓配電接線安全性的措施

2.1斷路器選擇

首先，變壓器低壓側進線斷路器的框架電流安倍數，不宜小于變壓器額定容量的兩倍。例如，1000kVA的變壓器，其低壓側進線斷路器的框架額定電流應選擇為2000A；其次，變壓器低壓側進線斷路器過負荷長延時整定電流，應參照變壓器的過負荷能力確定，帶強迫風冷的干式變壓器的過負荷能力，一般為變壓器額定容量的1.2～1.4倍。例如，1000kVA的干式變壓器，其低壓側進線斷路器的過負荷長延時整定電流值宜定為1800A；最后，變壓器低壓側進線斷路器的短路短延時整定電流，宜為其長延時整定電流的3～5倍，延時時間為0.4s。具體選為3倍、4倍還是5倍，不是任意的，所選倍數應根據實際需要確定。在滿足保護動作選擇性配合要求的前提前下，整定倍數越小，保護動作越靈敏，就越安全，當所有饋出回路的負荷計算電流都很小，其保護斷路器的過負荷長延時及短路速斷整定電流值也都不大時，將聯絡開關和變壓器低壓側進線開關的短路短延時都整定為其過負荷長延時的3倍，便既可滿足各級開關短路保護的級差要求，又能在短路電流較小時便迅速地切除故障，則取為3倍更合理。聯絡斷路器的過負荷長延時及短路短延時電流值，均應比進線斷路器的整定電流值小1.3倍，聯絡斷路器的短路短延時的延時時間為0.3s。

2.2加強系統的運行維護

為了使火力發電廠低壓配電系統的安全性能得到全面保障，除了對漏電斷路器進行運用之外，還應當對有關工作人員的綜合素質進行全面提升，通過人員素養的優化與提高保證系統的安全可靠運行。其主要包括以下幾個方面：第一，作為火力發電廠，應當強化組織并開展安全理論知識教育活動，使工作人員能夠意識到配電系統安全運行的重要性，幫助工作人員樹立安全用電觀念，不斷實現安全用電意識的提升，為各項工作的安全、順利開展奠定良好基礎。第二，針對有關工作人員，應當定期或不定期開展相關專業技術培訓，使工作人員在對電氣設計與配電系統的技術知識進行了解的前提下，并進行深入掌握，能夠對系統所有技術工作原理牢記，并以此為前提，將所學習的知識內容應用到實際工作中去，進而實現低壓配電系統運行維護效率的顯著提高。第三，伴隨著社會與經濟突飛猛進的發展，科學技術更是日新月異，作為火力發電廠應當與時俱進，強化開展新技術、新工藝的研發與應用工作，以此來實現低壓配電系統運行效率的提升[2]。

2.3設置主接線安全控制

低壓配電系統的主接線好像是大樹的樹干一樣，它一般會分出多個枝杈，分布非常廣泛，在電力系統一旦出現故障的時候會對整體產生影響。所以在高層建筑電氣設計低壓配電的時候，通常會采取集成取電的方式，盡量減少工程的投資。設計人員在進行低壓配電設計時，通常會采用380V/220V的交流放射式樹干形式.這種方式可以在一定程度上確保系統主線的安全，如果高層建筑采取集中性供電的方式，就可以選擇放射性供電模式，對于一般負荷量就要采用放射式與樹干式相結合的供電模式。

結論：

簡而言之，低壓配電接線作為火力發電廠電氣設計的重要環節，承擔著為各種電力設備提供電力能源等重要任務，是提升電力生產和供應的基礎保障。論文從IT系統、TT系統和TN系統等接地方式探討了火力發電廠電氣設計中低壓配電接線安全性，并提出了一些提升火力發電廠低壓配電接線安全性的措施，以供相關工作者參考[3]。

參考文獻：

[1]張天奇，電廠低壓配電系統的安全性分析[J].電子世界，2018（05）：126-128.

[2]曹劍鋒.火力發電廠電氣設計中低壓配電系統安全性探討[J].科技創新與應用，2014（14）：150.

[3]李禹江.火力發電廠電氣設計中低壓配電接線安全性探討[J].中小企業管理與科技（上旬刊），2017（11）：156-157.