摘要：作为能源消耗大户之一，发电厂有责任大力开展节能降耗工作，无论是对于电气设计方面，还是发电厂的运行过程中，都必须最大限度地减少能源的消耗，确保发电厂运行过程的经济性与可靠性。因此，本文重点探讨了如何提高发电厂电气设计的经济性及可靠性，希望能为发电厂的电气设计过程提供指导和借鉴。
关键词：电厂；电气设计；可靠性 ；经济性
1.电厂建设阶段提高电气设计的可靠性与经济性
1.1电厂建设的可行性分析阶段
在电厂建设的可行性阶段研究中，电气设计相关人员应配合总体规划人员从宏观角度开展系统研究，综合分析建厂的可行性、必要性及经济性，并估算工程综合效益以备上级主管部门进行审核。这个阶段预算人员应做好电厂能耗分析，从而为工程建设中的设备采购和技术应用提供指导，保证电厂建设的可靠性与经济性。
1.2电厂电气前期设计
电厂电气前期设计过程中，要深入现场进行勘察，并依据经济预算及技术经验分析选择电厂电气主接线设计方案，方案中应包含主要电气设备选型和预算采购报告等。设计人员应将设计内容按照设计图纸、文字说明书和概算表共同呈现的方式编制电厂电气设计文件，图纸内容应包含电厂室内外配电装置布置图、电厂主接线方案比较图、电厂综合自动控制方案方框图及电气主接线图等，还应依据工程实际另配附属设计图，以保证电气设计建设过程中作业的可靠性。[1]
电气前期设计内容应包含以下方面：工程原始材料收集与分析；主要电气设备选型与短路电流计算；屋内与屋外配电设备安置；泵房与厂区供电系统配置；电气主接线设计；依据电厂系统布置及技术参数要求提供相关改进产品意见及产品试制项目；制定电气设计预算报告及说明。
1.3电气技术设计阶段
在此阶段中，电气设计人员应依据工程需求，恰当选定电气方面的有关技术；依据采购设备对配电布置状况进行修改、调整，并分析构架、设备、各层地面荷载的不同注意要点，以保证电气设计作业质量，改善电气设备运行水平。此阶段设计图纸制作应包含变电器布置平、断面图、电气主接线图、短面图、厂用主接线图、全厂电缆层、发电机电压配电装置图、道路建设规划图等；设计文件主要由计算书、操作与使用说明书、预算和图纸构成，工程作业时要指导技术人员规范操作，确保电气设备安装正确；需进行设计计算的内容应包括拉力驰度计算、全厂照明计算、短路电流计算、高压配电装置电气绝缘校验与配合、厂用电荷统计及厂用设备选型、大电流母线计算、全厂防雷保护与接地计算等。
1.4工程作业阶段
工程作业阶段主要做好主变压器、厂用电设备、发电机配电装置、防雷与接地装置、高压配件装置的安装与布置设计。
2.电气主接线设计的经济性与可靠性
作为电力系统重要组成方面，电气主接线的设计情况直接决定着变压器、线路以及发电机等设备的连接情况，因此，对变电及输配电等的运行具有重要的作用。因此，必须确保电气主接线设计的科学可靠性，最终保证电力系统运行过程的经济性与可靠性。
2.1 电气主接线设计的原则及基本要求
进行设计时，除以各阶段设计内容及任务为依据外，还应结合文字图解，以严格遵守国家相关规范等要求。在进行主接线的设计过程中，应确保满足整体可靠性及灵活性基础上实现经济方面的合理性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主接线应以设备的特点、其负荷情况及出线回路数等情况进行确定，且应同供电、投资、操作、维护等要求相符合。具体而言应满足如下方面的要求：一是尽可能降低投资的费用；二是以电力系统中电厂的地位、作用以及用户的性质为依据，确保电能质量的同时还应保证供电的可靠性；三是应尽可能实现接线及操作的简便性，以及运行过程的灵活性，方便检修也确保运行过程的安全性。
2.2 主变压器与断路器的选择与设计
对主变压器进行选择时必须以电厂未来的发展规划为依据进行综合性的分析和选择，从电气设计的经济性及可靠性而言，可采用如下两种方式对主变压器进行选择：一是规模较大的发电厂其主变压器的数量应同其容量配合进行选用。二是中小规模的发电厂应采用低投资及高回报方式，采用三相式的主变压器，但是应当确保其数量超过两台，以便确保发电机供电的经济性与可靠性。
断路器选型一方面要考虑环境条件及技术条件标准，另一方面要满足方便运行维护、安装调试等要求，在综合经济技术分析的基础上进行确定。当前国内通用选型状况为：对于采用封闭母线的大容量机组，可采用发电机专用断路器；对于电压在6～220kV之间的电网，通常选用少油断路器；对于电压在110～330kV之间的电网，若采用少油断路器无法满足要求时，可采用空气或六氟化硫断路器。断路器选择的基本技术条件为：（1）电压：Ug（电网工作电压）≤Un（电网额定电压）；（2）电流：Ig*max（电网最大持续工作电流）≤In（电网额定电流）；因高压开断电器不存在连续过载性能，在选定其额定电流时应符合不同运行条件下的回路持续工作电流要求，也就是最大持续工作电流；若断路器工作环境温度高于设备限定环境温度，则当温度每升高1℃时应降低额定电流的1.8%；若工作环境温度低于设备限定环境温度，则当温度每降低1℃时应升高额定电流的0.5%，以确保断路器工作的可靠性。
2.3 提高电气主接线设计的经济性与可靠性
对于电气主接线的选择而言，应重点考虑如下两个方面，以确保设计的经济性与可靠性：
首先，主接线可靠性主要体现在如下方面：进行断路器的检修过程中应确保供电过程的连续性；若线路及断路器发生故障，以及进行母线隔离开关的维修过程中应确保能够对其他供电的畅通性；应能够避免电厂的全面停电事故的发生；即便大型机组出现突发情况无法顺利运行，其也能够维持供电系统的正常进行，并能够最大程度地降低损失。
其次，主接线设计的经济性主要体现在如下方面：以设计初级阶段对主接线相关设备进行正确选择，以便大幅度减少投资费用；对于主接线的设计而言其应足够简单和明了，应对短路电流进行有效的限制，并最大程度地减少开关的数目；应尽可能选择既实用又价廉的轻型电器，以便实现基本投资的大幅降低；此外还应考虑占地面积尽可能小，对于容量较大的电厂应尽可能争取扶持，并在运营过程中注重对电气建设方式进行完善，以尽可能发挥最大的经济效益；此外，还应注重降低电耗，作为最主要的能耗设备之一，变压器购置过程中应当注意有需求性地进行其类型、容量及数量的选择，以实现降耗的全面性。
结论
总而言之，电厂电气设计的可靠性会受到诸多因素的影响，可靠性的高低又会对其经济性造成影响，所以一定要充分分析可能造成其可靠性降低的原因，并且有针对性的对其进行改进，以促进其可靠性和经济性的增长。电气设计的可靠性对电厂设备的运行安全具有十分重要的意义，能够提高电厂的运行效率，而经济性的提高又能够促进电气施工达到节能减排的规定要求。电气设计的可靠性和经济性的提高有利于促进我国经济发展水平提高，更有利于我国实现可持续发展的目标。
参考文献
[1] 姜新宇,许贤昶,杨忠民.火电厂辅机高压变频调速系统的保护配置探讨[J].电力设备,2010,18(03):259-261.
[2] 徐厚圣.如何提高发电厂电气设计的经济性与可靠性[J].科技传播,2013.
[3] 祁雪.发电厂电气设计的经济性及可靠性研究[J].硅谷,2015..
论文作者:任广飞
论文发表刊物:《新材料·新装饰》2018年4月上
论文发表时间:2018/10/8
标签：可靠性论文; 电厂论文; 接线论文; 电气论文; 经济论文; 断路器论文; 电气设计论文; 《新材料·新装饰》2018年4月上论文;