（湖南省工业设备安装有限公司）
摘要： 本文从反映电站电气系统最基本架构的电气主接线入手，分别阐述一次设备、二次设备及综合自动化系统的概念，以便于更好地了解电站电气系统的架构和组成。同时对电站建设中的关键节点倒送电及并网做简单阐述。
关键词：电站；电气系统；架构；主接线；节点
引言：通过日常的工作积累，本人对电站电气系统的基本架构做了一些归纳和总结，在本文中予以阐述。本文通过一些形象化的比喻，有助于电气初学者或其他专业人员对电站电气系统有更直观地认识和更深刻地了解。
一、电气主接线
电气主接线又称单线图，Electrical Single Line Dia-gram，它反映了1个电站中电气系统的最基本架构，包含了电站中电气系统主要的电气元素，想要了解任何1个电站的电气系统架构和组成，都应该从电气主接线看起。电气主接线主要由两大类设备组成，分别是一次设备和二次设备。一次设备，又可叫强电设备，凡是从电气主接线蓝图上所能看到的内容都属于一次设备。
1.发电机：发电机是电站中最核心及最重要的一次设备，好比于人体的心脏，将血液（也就是电能）输送到各类用电设备上。在火力发电厂中，发电机由蒸汽汽轮机带动，将热能、机械能转换为电能输送出去；
2.母线与电力电缆：血液要输送出去，就离不开电缆的血管作用。电缆在电站中担当血管角色的就是母线与电力电缆。母线相当于主血管，类似于大动脉，承载发电机或者系统所传送过来的电能，然后再通过支血管也就是电力电缆把电能分配出去，电力电缆将母线及各类一次设备相互连接，使得电能能够流通，到达需要的用电设备；
3.主变压器：在重要性上仅次于发电机，它可以将发电机出口的电压升高，升高到和电站外网电压一致，使得发电机可以和系统并网运行；它也可以将系统的电压降低，将电站外系统的电能引入至电站，这一点我将在下面的倒送电内容中描述；
4.断路器：断路器又被称为开关，根据电压等级可以分为高压断路器、中压断路器、低压断路器，平常家里用的小空开就是低压断路器的一种。断路器用于开断电流，断开或闭合用电线路，好比一个水龙头，关上水龙头切断水流（电流关断），打开就让水流动（电流流通）。正常情况下断路器合上，让用电设备通电运行，在线路发生故障的情况下，断路器配合二次设备动作，将用电线路切断，避免故障扩大；
5.互感器：互感器分为两种，电流互感器及电压互感器，与变压器的原理类似，将一次线路的强电压降低为可以供给二次设备采集测量的弱电压。互感器在电力系统中实时监测电流和电压量，由二次设备采集后，进行整理，分析，得到各类电力数据，并作为系统故障时二次设备保护动作的依据，因此互感器也是非常重要的一个元件，是和二次设备配合最紧密的一种一次设备。二次设备，又可叫弱电设备，在电气主接线上是看不到的。二次设备包括控制电缆、中间继电器，控制按钮，信号灯，微机测控装置，微机保护装置，采集模块，控制网，监控后台，操作员站，工程师站等等。
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二、综合自动化系统
由微机测控装置，微机保护装置，采集模块，控制网，监控后台，操作员站，工程师站所组成的综合自动化系统是电站二次设备的核心，是神经系统，对一次设备进行监视，测量，控制和保护。微机测控和保护装置好比神经元，对相应的一次设备进行数据实时采集、测量和分析，再通过控制电缆和控制光纤网将数据传输到监控后台及操作员站。监控后台、操作员站、工程师站组成了电站的大脑，对所有的数据进行整理，分析，纪录及输出，电站操作人员根据实际情况，对一次设备发出远程指令，实现遥控操作。在一次设备发生故障时，安装在相应位置的微机保护装置会立即动作，切断故障点，防止事故扩大及一次设备损坏，同时微机测控装置立即将故障情况反映到监控后台，进行报警，显示故障发生地点，故障类型等，那么电站人员根据情况立即赶往现场进行故障排查。
三、倒送电及发电机并网
1.倒送电
这是电站建设中的第一个关键点，只有先走完这个节点才能进行第二个节点，而且走完这个节点之后，后面的节点会更顺利。倒送电称作BACK-FEEDING，就是电站从外部电网吸收电能的过程，也可以看作是电站内主要一次设备充电的过程。发电机在运行之前，锅炉、汽机、给水泵、一次风机、二次风机、引风机等动静设备必须先运行起来，而工艺设备运转则需要电能，这就是倒送电的意义所在。
倒送电需要具备如下条件：首先，一二次设备已安装完毕，例如和外网连接的接入系统已做好，变电所开关柜、主变压器、厂用电开关柜、主要的电力控制电缆、线路保护屏、主变保护屏安装完毕等。其次，一二次设备已做过调试，具备受电条件，尤其是线路保护屏、主变保护屏均已做好继电保护调试，避免倒送电过程中故障发生而能及时动作，切断故障点，避免事故扩大到外网。当以上这些条件具备后，则可以进行倒送电。电站综合自动化系统通过通信网络向外电网发出受电请求，外电网判断电站受电条件具备，返回可合闸信号，接入系统的联络线断路器接受合闸信号，合闸完成，接下来主变上下级断路器依次合闸，主变及厂用电母线进行受电，主要一次设备顺利进入充电状态，倒送电过程完成。
2.发电机并网
倒送电完成之后，动静设备及各类辅机安装及调试完成，就可以进行发电机并网了。发电机并网过程中一个关键元器件就是同期屏SYNCHRONIZATIONPANEL ，它是判断并网条件是否具备的重要设备。发电机并网之前，发电机的频率、电压相位、电压幅值必须与外电网系统相同，才能够进行并网，这是最必要的几个并网条件。发电机要并网之前，电站综合自动化系统发出发电机出口断路器合闸请求，同期屏接受到合闸请求后开始自动进行系统与发电机的并网条件比对，如果各项条件一致，则回传合闸允许信号给发电机出口断路器，断路器接收到合闸指令后合闸，发电机完成并网。如果并网条件中的电压幅值条件不具备，同期屏则会向发电机励磁系统反馈增磁减磁指令，由发电机励磁系统完成电压升压或降压的调节，如果频率条件不具备，同期屏则向DCS系统发出增速或减速指令，由DCS系统完成发电机转速的升速或降速调节，直到各项条件具备后同期屏才发出合闸指令允许合闸。
结语：
电站电气系统直接影响着电站的运行和输送电力，建设电站时必须梳理电气系统并根据不同的节点进行设计，确保关键节点正常运行。
参考文献
[1] 刘振亚.智能电网与第三次工业革命[N].科技日报. 2013（12）.
[2]詹红霞.电力系统及自动化实验指导书[M].重庆：重庆大学出版社，2008.
论文作者:彭毓麒
论文发表刊物:《电力设备》2016年第8期
论文发表时间:2016/7/18
标签：电站论文; 设备论文; 发电机论文; 电气论文; 系统论文; 断路器论文; 节点论文; 《电力设备》2016年第8期论文;