摘要：为了满足社会发展对于电力能源的需求，我国开始研发出较多电气一次设备，以此促进电厂发电工作的顺利有效开展。电气一次设备的运行状态会对发电效率和工作模式造成极大影响，因此在发电供电工作中具有重要作用。通过分析和研究电厂电气一次设备设计，可以有效促进发电工作的顺利有效开展。此次研究主要是探讨分析电厂电气一次系统接线设计，希望能够对相关人员起到参考性价值。
关键词：电气一次系统；设计方法
在市场经济快速发展过程中，相应促进了社会各行业领域的发展。在社会生产生活过程中，对于电力能源的需求量也在不断上升。为了满足人们的电力需求，需要做好相关管理工作，以此改进和优化供电技术。在当前发电工作中，水力发电和火力发电均属于重要形式，会直接影响社会生产。随着新兴技术的出现，在发电过程中也开始应用新型发电技术和形式，也相应加剧了电力市场的竞争力。为了确保企业具备强大的市场竞争实力，必须做好相关技术工作，以此提升管理水平。
1、电气主接线设计
在电气一次系统接线设计中，主接线设计具有重要作用。其可以有效反映出电能产生与输送过程。主接线会直接影响电气系统运行灵活性和可靠性，通过明确主接线设计方式有利于电气设备选型，继电保护以及配电装置布置。
在确定电气主接线时需要考虑多方面因素，具体如下。第一，明确电厂建设规模以及后续改造建设需求。第二，掌握电器设备负荷资料，包含负荷大小，具体运行以及性质等。针对需要电厂接入的电力系统来说，还应当充分了解系统运行资料，包含系统接入要求，运行方式及其阻抗问题等。按照电场电压等级、发电机额定电压和并网情况，明确发电厂输电电压等级。第三，制定具备可行性的接线方案，罗列出重点电气设备，比较分析各项经济技术指标，以此明确最佳实施方案。
现阶段，我国多数发电厂接线方式都采用单母线分段接线、发电机-变压器组合单元接线以及双母线接线方式。针对单母线接线方式来说，其优势主要表现在便于操作、设计电气设备少以及接线难度低。但是此种接线方式也存在弊端，在检修母线时会导致全电厂停止电力供应，因而此种接线方法比较适用于机组容量比较小，建设规模小，对于可靠性要求比较低的发电厂。当机组台数超过两台以上时，为了加强单母线接线方式的灵活性，必须缩小检修范围，此时就可以应用单母线分段接线。一般分段数目与电源数量相同，在各母线段上能够均匀分配发电机与负荷出线。采用单母线分段可以在重要用电负荷母线上引出两条回路，以此实现双电源供电。但是此种接线设计方法也存在弊端，例如在检修某一段母线时，虽然双路电源用电负荷可以从正常母线上获取电源，然而还是需要停止该母线段的电力负荷供应。并且双回路架空出线也会存在交叉跨越问题。
当发电机组容量比较大时，为了满足电力供应可靠性要求，需要采用双母线接线方式。此种接线方式可以提升电力供应的灵活性和可靠性。例如，采用双母线轮流检修方式，可以确保电力能源的持续供应。当一组母线发生故障问题时，在同一组母线上可以有效分配电源和用电负荷。其次，在双母线基础之上进行扩建时，不会对母线负荷以及电源分布均匀性产生影响。采用优化配置方式能够防止双回路架空出线交叉问题。然而，采用双母线的不足在于增加额外投资成本，就要将隔离开关设置在所有负荷回路和电源上，在建设期间还需要使用程序控制和联锁控制方法。
针对存在升高电压的发电厂来说，发变组单元接线方式便于操作，并且具备较高的可靠性。不同电气设备都属于成组运行状态，简化了继电保护和配电装置的复杂程度，降低投资。发变组单元接线也存在不足，例如接线中设备发生故障时，必须中断运行。由于电力设备质量不断优化，相应降低了输电线路故障发生率，可以推广应用发变组单元接线方式。
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在电厂运行过程中，主变压器和发电机的中性点接地气方式也存在影响作用。如果发电机内部出现单相接地故障，并且无法进行瞬时切机处理，此时就可以采用中性点谐振接地与中性点不接地方式，在选择具体方式时可以按照发电机单相接地故障确定。如果发电机故障时电容电流比较高，则可以应用中性点不接地方式。发电机内部出现接地故障，并且要求进行瞬时切机处理时，需要采用中性点电阻接地方式。
2、电厂用电接线
发电厂内部用电主要是电能生产期间，发电系统所需要的电能。因此，发电厂内部用电接线必须具备较高的可靠性和安全性，以此维护重点负荷供电的有效性。在实际设计期间必须确保灵活性和便捷性，适宜各种不同工况的应用要求。
对于火力发电厂来说，其主要包含低压厂用电和高压厂用电。其中高压常用电系统所使用的电压低于发电机出口电压。在同等工况下，通过提升电压等级，可以使厂用母线短路故障发生率降低。然而，当提升额定电压水平时，会相应提升设备价格。因此，在实际选择电压等级时，应当对常用母线短路发生率、额定电压水平经济性等因素进行分析。当发电机电压和用电电压相同时，则可以不使用高压厂用变压器，可以采用限流电抗器装设方法对高压厂用母线短路电流进行限制。
对于发电厂高压母线来说，则需要应用单母线接线方式。在明确机组母线段数情况下，需要综合考虑母线短路电流以及额定电流。在火力发电厂机组中设置高压厂用母线。当机炉数量不一致时，可以根据机炉数量确定母线数量。对于高压母线来说，在引接工作电源时需要注意以下问题：工作电源可以采用不同段母线进行引接，将电源供给与母线机组负荷进行连接。对于发变组单元接线方式来说，则需要从主变压器低压侧引接工作电源，并且供给到厂用负荷。对于备用电源引接方式来说，则需要注意一下问题：当发电机存在电压母线时，可以在该母线上引接备用电源。在进行发变组单元接线时，可以从高压配电装置母线中引接低级电压母线，此时可以在电力能源供应中断情况下获取相应的工作电源。如果发电机组数量大于两台，这可以将断路器设置在发电机出口，并且在不同机组之间设置联络，以此形成备用电源。
低压母线也可以应用单母线接线方式，按照机炉对母线进行分段处理，确保其与高压母线分段相同。利用低压变压器可以使低压母线在相应的高压母线位置设置备用电源。低压母线备用电源可根据负荷等级情况明确备用电源，也可以利用低压变压器获取低压母线备用电源。如果发电厂内部低压用变压器采用对称设置方式，则低压母线可以按照暗敷方式实现电源备用。
3、结束语
综上所述，对于发电厂日常运行任务来说，必须注重电气一次系统接线设计的重要性。在开展电气一次系统接地设计时，设计人员必须考虑到整个电力系统的运行状态，使用导体将主接线和用电接线当中的电器元件联结为一个整体，并且做好相关设计工作，从根本上提升发电厂整体电力系统的安全稳定运行，以此增加发电厂的生产经营效益。
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论文作者:廖剑
论文发表刊物:《电力设备》2019年第7期
论文发表时间:2019/8/26
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