基于发电厂电气一次系统的设计要点探讨

基于发电厂电气一次系统的设计要点探讨

摘要：随着社会经济的不断发展、时代的不断进步，人们对电力的需求越来越大，同时，为了满足人们更高的用电需求，越来越多的新兴发电形式涌现出来，

如风力发电、太阳能发电、燃气发电等等，社会竞争日益激烈。因此，笔者结合

多年来电厂电气发电的规a律和自己所总结的经验，对已投入使用的机器进行了

系统的分析，对电厂电气一次系统设计进行了总结，并且对设备的接线方式进行

了探讨。

关键词：发电厂；电气一次系统；设计

引言

随着社会经济的不断发展，对电力的需求量也越来越大，而发电厂的工作压

力也在不断地增加。为了能够满足当前社会对电力的需求，各种新兴的发电模式

也不断地涌现出来，火力发电厂还是当前电力发电的主要形式。对于发电厂而言，电气一次设计与发电的效率和工作模式有着很大的关系，是非常重要的一个环节。因此，笔者根据现行火力发电厂的相关设计规定，结合燃气一蒸汽联合循环电厂

相关设计规定，并与历年来已投入使用的机组进行总结性分析，对电气一次设计

中的部分设备的选择及接线方式进行探讨。

1发电机的选择

在选择发电机时，首先要看发电机的存电量，同时还应该注意所选择的发电

机是否与汽轮机的容量相匹配，两者的选择条件应相互协调。发电机的选择一般

要求如下：①一定要保证发电机的存电量与汽轮机的容量相匹配，保证发电机工作的质量；②要保证规定的容量与汽轮机所能承受的容量相匹配；③确保所选

择的发电机类型在进水时所能承受的温度与汽轮机在工作时的冷却水温度相等。

2主变压器的选择

选择主变压器时需要注意：如果与主变压器相连接的机器容量为600 MW以

下时，若不受运输条件限制时，宜使用三相变压器；如果与主变压器相连接的机

器容量为1 000 MW时，那么就需要选择单相变压器。备用相变压器的配置原则为：如果选择的是单相变压器，并且安装的机器少于2台，这种情况就不需要考

虑安装变压器；如果安装的机器多于3台，可以考虑安装1台备用变压器；如果

附近公司配有相等参数的备用相，这种情况就不必安装备用相了。如果发电机与

主变压器之间采用的是单元连接的方式，那么，发电机的最大容量减去厂用变压

器的计算负荷就等于所要选择的变压器的容量。

3有关电气主接线

3.1主母线的接线方式总结

对于330～500kV的配电装置而言，在进行接线设计的时候首先要考虑的是系统稳定性与可靠性的要求，其次还需要对电厂建设的经济性、送出的可靠性、操

作维修方便性以及是否能灵活运行等方面进行考虑。330～500kV的配电装置的接线原则为：若进出线的回路数少于六回，在满足系统稳定性与可靠性要求的同时，可以采用双母线接线的方式进行接线；若进出线的回路数等于或大于六回，而且

该配电装置在电气系统中起着重要作用，那么，则可以使用一台半断路器进行接线；若是电厂的机组数量较多，而其进出线的回路数较少，那么，在进出线回路

数大于六回且两者的比例大约为2∶1的情况下，可以采用4/3的接线方式进行

接线。对于220kV的配电装置而言，其接线方式可以选用双母线单分段接线或双

母线双分段接线，具体接线原则为：若是发电厂中的总装机等于或大于三台，那

么，在选择接线方式的时候则应该考虑电力系统对稳定性及地方供电的可靠性的

要求。电力系统中若是有一台断路器发生故障或是出现拒动的情况，那么，采用

何种接线方式则需要在确保系统的稳定性和地区供电的可靠性的前提下根据允许

切除的机组数量与出现的回路数来进行确定。在总容量大于10000MW的大型电

力系统中，其机组的数量若是超出了四台，那么，则选用双母线双分段接线。在

总容量为5000～10000MW的范围内的中型电力系统中，若有三台机组则可以采

用双母线单分段接线的方式进行接线，若是有四台机组则需要采用双母线双接线

的方式进行接线。

3.2启动/备用电源的接线方式

发电厂中220kV及以下的配电装置的启动/备用电源在进行接线时应直接从配

电装置的母线上进行引接。若是出线电压是500kV或是330kV，并且发电厂中没

有比该电压等级更低的一级电压，而为了能够节省装置容量电费，启动/备用电源的接线方式则可以从500kV或是330kV一级电压配电装置上进行降压引接。

4电缆的敷设

电缆的敷设方式分为多种。比如，在电厂主厂房中的电缆敷设应该选择架空

敷设。这种敷设方式的特点是不需要考虑太多的因素，可以直接采用。在电厂区

内一般选用的电缆敷设方式是综合管架敷设，同时，区内辅助性的车辆所选用的

电缆敷设方式是管架敷设。对于具有腐蚀性的场所，在选用电缆敷设方式时应该

选用桥架敷设，而在其他一些本身没有腐蚀性的场所应该采用镀锌、钢材质的电

缆套管。值得注意的是，在电缆敷设时，要把动力电缆和控制电缆分开敷设。早

期设计时，一定要多跟土建及工艺专业设计人员了解设备的电气特点，如设备本

身带不带控制箱，控制箱到设备的电缆敷设问题，以免现场出线遗漏的情况。

5电动机常见的问题及原因分析

电动机在运行过程中往往会出现各种各样的问题，因此，工作人员需加以防范。电动机的常见问题有：①在电源正常接通的情况下，电动机没有任何反应就出现熔丝爆断，甚至出现火花；②在所有线路都正常的情况下，电动机发出噪声；

③在电源正常接通的情况下，由于温度过高，机器出现“冒烟”现象；④电动机

在运行过程中突然终止；⑤电动机金属外壳带电，在运行过程中发出“哗哗”的声音；⑥电动机的硬件由于长时间工作会使机器温度过高，直接影响工作的进度和质量。电动机常见问题的原因主要有以下几个：①电动机在正常工作时突然发生熔丝爆断的现象，很有可能是因为工作电流过小、缺少一相电源、定子的绕组连

接发生短路引发；还有可能是因为熔丝的横截面面积过小，不足以支撑电动机的

正常工作。②电动机在运行过程中之所以会发出噪声，是因为内部硬件在运行时相互之间产生摩擦，缺少硬件的支配；还有可能是因为电动机运行速度过快造成

空中垃圾物品飞入，进而使电动机发生振动。③电动机运行温度过高会出现“冒烟”现象。这是因为电压、电流过高或者过低，电动机均不能正常运行，进而引发“冒烟”现象。④电动机金属外壳之所以会出现带电现象，是因为电动机外部接触

不紧密、接地电阻过高或者过低，接线处紧挨着的机壳处发生损坏，嵌线产生绝

缘损坏。⑤电动机工作时发生振动且伴有“哗哗”的响声，出现这种故障的原因是

电压强度不够，不足以支撑电动机正常工作；同时，转子的运动速度不平衡，没

有一定的规律性。⑥机器硬件过热的原因是轴承中心的硬件发生偏移，与轴承发生一系列的摩擦，使硬件内部发生损坏，轴承的顶部与底部位置出现偏差。针对

电动机在运行过程中出现的一系列问题，专业技术人员应该根据实际情况，具体

问题具体分析，找到故障的源头，切切实实一步做到位，进而有效解决故障问题。