摘要：在火力发电厂中，配电、发电、输电、变电和用电，是电厂电能生产和消费的系统环节，而电力系统中使用的电气设备和线路设备等，则是保证这些环节的有效设计。基于此，本文就主要探讨火力发电厂中，各项设备和技术对电气一次的部分的参考性，分析如何更好地实现对电厂电气一次部分的设计。
关键词：火力发电厂：电气；一次部分；设计
前言：随着我国电气事业的发展，电力资源已经成为保证人们日常生活，以及促进企业工业经济发展的重要资源，对国民经济建设有着重要的意义。因此，为了使电厂的电气设备发挥更好的作用，就需要加强对电厂电气一次的部分设计，利用并借鉴各种设备和技术，提高电力资源供应的质量，促进电力行业发展。
1发电机和主变压器的选择
在选择发电机时，主要是根据设备中容量进行确定，并且在选择时还用主要发电机容量与汽轮机容量的协调性。这就应参考额定功率因数和电压进行选择，对此，可以从三个方面进行考虑：首先，要保证发动机额定容量和汽轮机额定出力间的配合性；其次，确保汽轮机和发电机间可以实现最大连续容量的相互配合；最后，确定发电机冷却器，保证其进水温度和汽轮机工作时的冷却水温度保持相同[1]。
而在选择主变压器时，需要根据具体发电机设备的具体容量进行确定，具体来说：如果机组的容量为300MW，主变压器选择三相变压器；如果机组容量为600MW，则变压器连接选择，可以根据具体的运输条件和制造条件进行选择，这种情况下通常会选用单相主变压器或三相主变压器；如果机组的机组容量为1000MW，则可以选用单相变压器。同时若选择的变压器选择为单相变压器，如果安装机组不超过两台，就可以不配置备用相，如果安装机组在两台以上，可以配置一台备用相设备。另外，如果发电厂附近的电厂已经配备好相同参数备用相，就无需在配用备用相。除此之外，电厂发电机和主变压器间，如果使用单元连接方法进行连接，在确定主变压器的容量时，要注意对不同设备容量数据的掌握。
2电气主接线
在发电厂或变电站中，在对电气主接线进行一次设计时，要根据相应的设计要求，将其链接起来，并以不同的形式对进行电能生产、汇聚和分配的电路进行设计。这设计中，主接线既是实现电力有效设计的关键，又是确保电力系统实现有效运行的重要组成部分，这就应对主接线进行合理的控制，并提高供电的经济性和可靠性。
2.1设计原则
在对主接线进行设计时，为保障设计的效果，应遵循一定的原则，将原则最为设计依据，进行合理的设计。并且在设计过程中，还应参考电力系统地位、发挥的作用、进行确定规划容量、进出线回路数、周围环境、保证供需平衡、输送电压等级和系统线路容量等方面进行确定，为设计提供更多参考依据，进而提高设计的合理性。与此同时，还要考虑发电厂规模的扩张，以及电力负荷增加等因素对电气主接线的影响，适当的进行修改，提高设计的科学合理性。
2.2设计方案
在设计过程中，要根据供热机组的容量进行具体的设计。具体来说，可从以下几个方面的进行设计：第一，如果供热机组的容量为4×300MW，对发电厂内人220kV配电装置，应使用双母线单分段方式进行接线，并要求出线为6回，且母线的容量为600MW。同时四台机组都应使用单元接线方式接入220kV母线；第二，如果供热机组的容量为2×300MW，则需对220kV配电装置使用过双母线接线方式，并使其与变电站中间的接线，采用2回出线方式，且保证每回出线的输送容量最大为530MVA。在设计中使用双母接线方式，既可以提高接线的灵活性，确保母线出现故障后，可以及时进行修复，又可以时电源与回路负荷随意在母线上分配。
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3电缆的选择和敷设
3.1电缆的选择
在火力发电厂中，进行电缆线选择时，具体的选择方式如下：对主厂房、输煤场所和燃油供应室等燃易爆场所，在进行缆线选择时，通常都会使用C类阻燃电缆，以此来提高电缆线和其他相关电气设备的安全性；对火灾报警系统、消防系统、直流系统和保安电源位置的缆线进行选择时，通常选用动力电缆；对于控制这些系统的控制电缆进行选择时，一般选择耐火电缆。而对合用同一通道双重继电保护和计算机监控等双回路的电缆线进行选择，且不同的线路并未进行隔离时，其中一条通道用选择耐火电缆，另一条的电缆线为屏蔽电缆，且内芯应为铜芯；同时，电缆线的敷设方式不同，对电缆线选用类型也就存在一定的差别，比如使用梯架、桥架和托盘等方式进行敷设电缆时，必须使用非铠甲电缆。另外，电缆线所在环境的温度对缆线和相关电力设备也有着一定的影响，这就需要在进行缆线选择时，重视环境温度因素。具体来说，在温度到达60℃的环境中，选用耐高温电缆；如果其温度在100℃之上，就应使用矿物质绝缘电缆；但如果温度低于零下20℃，则应根据温度和电缆绝缘类型，选用交联聚乙烯等材质的绝缘电缆。
3.2电缆的敷设
常见的电缆敷设方式有以下几种：第一，多数发电产的主厂房在进行电缆敷设时，都会选用架空敷设方式，这种敷设方式不仅不需要对考虑步道，而且还无需在配电室设置电缆夹层；第二，在发电区进行电缆线铺设时，其敷设方式通常使用综合管架敷设，但对辅助车辆通行区域的电缆，一般使用架空敷设；第三，在对电气系统的继电保护时，以及集中控制室等电缆汇聚场所，进行电缆敷设时，由于敷设电缆数量较多，且结构复杂，就应设置电缆夹层；第四，对于具有一定腐蚀性的电缆穿过场所，为降低对电缆的影响，提高其敷设安全性，可以使用桥架敷设方式。另外，在进行电缆敷设时，还应注意区分控制电缆和动力电缆[2]。
4电气设备的布置
在火力发电厂中，合理的电气设备布置可以提高电力系统的运行效率，提高发电的质量，因此，要重视电气设备布置的合理性。在具体进行布置时，对不同类型的电气装置，应采用不同的布置方式：第一，对110—220kV和330—500kV的室外高压配电敞开式装置进行布置时，都应采用中型布置方式进行布置；第二，对GIS应进行布置时，如果布置的位置为室内，则需要安排排风口，确保可以实现机械通风；第三，在对网络继电器室进行布置时，为保证电缆路径的使用效率，要根据容量规模，来确定网络继电器室的位置和数量；第四，在对低压电动机控制中心进行布置时，可以使用分散布置方式，将其安置于厂房负荷中心处，并在条件允许前提下，将动力中心也安置在主厂房中；第五，对于直流系统中的一些电气设备安排在蓄电池附近，但需要注意蓄电池的温度和室内建筑材料，一般选用非燃性材料；第六，对于一些容量大的高压变压器，应将其安置在空冷平台下方的空冷配电室中。
5变压器保护设计
对电厂的主变压器和发电机进行连接时，如果使用的连接方式是单元连接，需要变压器按照相应发电机最大连续容量，对厂用工作变压器扣除相应计算负荷。同时由于电力变压器是电厂变电站中的重要设备，这就应在进行设计时，提高对设备保护方面的设计，并从过电流、温度、速断与过负荷，这四个方面进行考虑，合理的进行设计，提高对设备的保护力度。首先，在对变压器进行过电流保护时，其保护原理与线路过电流保护相似；其次，对温度进行保护时，由于允许的最高温度上限为70℃，因此要将保护的上限值设置在68℃左右，不可等于或高于70℃；再次，变压器的速断保护中，其工作原理与线路速断保护存在—致性，可以按照线路速断保护的方式进行保护；最后，变压器设备过负荷电流通常为三相对称，这就需要安装电流继电器[3]。
结论：总而言之，火力发电厂中的电气一次部分设计，与电气设备的发电质量和发电效率有着密切的联系，并且在电气一次的部分设计中，接线方法、电缆选择、电缆辐射、照明等方面的设计，对提高电力设备的节能效率有着重要的作用，这就需要在进行一次设计时，提高设计的经济性、可靠性与合理性。
参考文献：
[1]武艳茹.火力发电厂电气一次系统的设计问题研究[J].电气技术与经济，2018（02）：15-17.
[2]李晓东，程广林.火力发电厂电气一次技术系统的设计总结性分析[J].科学与信息化，2017，（4）：105，107.
[3]王超琦，张志敏.火力发电厂电气一次系统的设计探析[J].大科技，2016，（8）：83-84.
论文作者:徐成
论文发表刊物:《电力设备》2018年第29期
论文发表时间:2019/3/26
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