摘要：发电厂是电力系统的重要组成部分，直接影响电力系统的供电安全可靠性、运行灵活性和经济性。电气一次接线是火力发电厂整个电气系统的重要组成部分，因此对其电气一次设计进行科学合理的设计，将有助于提高电厂的发电效率、经济效益，增强竞争力。本文将根据现行的相关规程规范，结合笔者火电厂电气一次设计工作经验，对火电厂电气一次设计的技术要点进行相关探讨分析，以供相关工作者进行参考。
关键词：火力发电厂；电气一次设计；技术要点
发电厂电气一次设计是否合理等将直接影响到整个发电厂的发电效率以及运行模式，下面将对其设计技术要点，包括：电气主接线方式选择、变压器容量选型、电缆敷设以及电气设备的布局逐一探讨。
一、电气主接线
电气主接线是发电厂电气设计的首要部分，也是电力系统的重要组成部分。主接线形式的选择与电力系统密切相关，并且对下一步开展的配电装置选型、布置，继电保护的选择都有重要影响，因此，设计人员应全面分析有关影响因素，充分考虑系统规划、系统短路容量等要求，合理确定主接线。
35kV~220 kV配电装置在电力系统中居重要地位且出线回路数较多时，主接线宜采用双母线或者双母线接线。对于300MW级~600MW级机组的220 kV配电装置，可采用3/2接线。330 kV ~500 kV配电装置当进出线回路为6回及以上宜采用3/2接线；进出线回路数少于6回，可采用双母线接线；初期进出线回路数为4回时，可采用四角形接线，进、出线应装设隔离开关，布置上应考虑到远期过渡到3/2接线。
根据国家能源局下发的《防止电力生产事故的二十五项重点要求》，当高压配电装置采用GIS时，为便于试验和检修，GIS的母线避雷器和电压互感器、电缆进线间隔的避雷器、线路电压互感器应设置独立的隔离开关或隔离断口；架空进线的GIS线路间隔的避雷器和线路电压互感器宜采用外置结构。
二、变压器容量选型
2.1 主变容量选型
容量125MW级及以上的发电机与主变为单元连接时，主变的容量宜按发电机的最大连续容量扣除不能被高压厂用启/备变替代的高厂变计算负荷后进行选择[1]。
2.2 高厂变及启备变容量选型
高厂变在选择容量时，应和工艺专业积极配合，合理分配负荷，确定辅机可能出现的最大运行方式，考虑高压电动机厂用计算负荷与低压厂用电的计算负荷之和，在此基础上选择变压器容量和台数。
对于分裂变，其高、低压绕组的容量应分别计算。当两个低压绕组接有互为备用的负荷时，高压绕组的容量计算只考虑运行的部分，而低压侧分裂绕组容量计算时应分别计算在内。
单元机组高厂变的低压侧容量计算时，可将单元机组暗备用低厂压容量之和乘以0.5后，再加上容量最大的1台低厂变的计算容量乘以0.5[2]。此处相对旧规范变化较大，根据笔者经验，按新规范选择的低压侧容量更合理、经济。
启备变容量的选型应结合主接线设计，根据发电机出口是否装设发电机出口断路器或者发电机出口负荷开关考虑。当未装设时，启备变的容量不应小于最大一台高厂变的容量；否则机组的启动电源可按从系统经主变倒送获得，这时应结合厂用电系统运行、检修需要以及机组事故停机需要，可考虑设置专用的高压厂用备用变或者高压停机电源。
2.3 低厂变及备用变的选型
低厂变的选型原则与高厂变的基本一致。当采用明备用低压变时，备用变的容量应与最大一台低厂变的容量一致。明备用的低厂变的容量宜考虑10%的裕度，而暗备用的低厂变的容量选型，按照负荷统计计算，无需考虑裕度[2]。
三、电缆及电缆设施
3.1电缆选型原则
考虑提高机组运行的可靠性，电厂设计过程中应尽量全部采用铜导体电缆。
在火灾概率较高，例如：主厂房、输煤系统及其他易燃易爆场所，宜选用阻燃电缆。在外部火灾作用一定时间内仍未维持通电的回路，例如：消防、报警、应急照明、保安电源等应采用耐火电缆。化水系统、输煤系统、燃油泵房等重要电源的双回供电回路合用同一电缆通道而未相互隔离时的其中一个回路也应采用耐火电缆。
电缆是否需要铠装以及选用铠装层的形式应结合敷设方式、敷设路径考虑。当敷设在桥架等支撑较密集的电缆可不需要铠装。采用直埋敷设时，在回填土地带等可能会出现位移的土壤中，电缆应采用钢丝铠装；有机械损伤危险时，则应考虑采用钢带铠装。
电缆外护套材料的选择，应综合考虑敷设地区的环境温度、运行环境条件、环保要求等因素。例如：我国东北地区，年最低气温在-15℃以下，该地区电厂的电缆宜采用聚乙烯外护套。
3.2电缆通道及敷设方式
全厂电缆通道形式主要包括电缆沟、架空电缆桥架、电缆排管及电缆直埋。通常规划如下：主厂房区域主要采用架空电缆桥架，主厂房内热工与电气电缆通道共用；厂区电缆通道主要采用布置在综合管架上的架空电缆桥架和电缆沟敷设方式，电缆数量较少且敷设线路较长时采用电缆排管或电缆直埋；主厂房至炉后通道采用架空电缆桥架，固定时借用锅炉房、引风机钢架；各辅助车间内根据车间环境及建筑物结构可采用架空电缆桥架或电缆沟。
根据电气配电间、电子设备间的布置，对于电缆比较集控的区域，例如：集控室、炉后综合楼等，可考虑设置电缆夹层，电缆夹层的净高不宜小于2m。采用夹层敷设时，应考虑人员运维巡视通道。
3.3 电缆防火设施
当电厂多台机组时，每台机组的通道尽可能独立。每台机组之间、主厂房及各建筑物通向外部的电缆通道出口处设防火隔墙。在电缆主通道分支处应设置防火墙或阻火段。电缆和电缆托架分段使用防火涂料、阻火包带或阻火包等。电缆敷设完后，所有孔洞均用防火堵料进行阻火封堵。除此之外，电缆通道中应设置必要的火灾报警装置及自动灭火装置。
四、电气设备的布置要点
电气设备布置也是电气一次设计的重要内容，合理的电气设备布置可以对电厂运行起到积极的作用。
升压站在总平面的位置应结合主变进线、电厂出线、全年风向以及相对冷却塔的位置综合考虑确定。对于敞开式高压配电装置布置，应结合电压等级，根据现有场地，对比普通中型、分相中型、半高型、高型，选用经济合理的布置方案。
主变应布置在主厂房A 排外靠近发电机出线的地方，尽可能缩短封闭母线的长度，降低发电机出线故障概率。高厂变（启备变）应布置在尽可能距高压厂用配电装置近的地方，与高压厂用配电装置的连接宜采用共箱母线。高压厂用配电装置及低压动力中心应布置在靠近负荷中心的地方，在满足MCC 对环境要求的前提下，MCC 应就地布置在靠近电动机比较集中的地方。电缆通道的布置应依托土建梁、柱，以最便捷的路径从电源点到达就地设备。
五、结语
火电厂电气一次设计直接影响电厂的安全性、可靠性、运行灵活性和经济性。本文结合现行的规范以及笔者的工作经验，对电气一次设计相关的部分要点进行了总结分析，希望能为相关工作者提供参考，从大局出发，把握住电气一次设计的关键点。
参考文献：
[1]大中型火力发电厂设计规范（GB 50660-2011）
[2]火力发电厂厂用电设计技术规程（DL5153-2014）
[3]电力工程电缆设计标准（GB50217-2018）
[4]夏锋.电厂电气一次系统接线设计分析[J].城市建设理论研究(电子版),2016,(32):21-23.
[5]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,No.2(02):20-22.