迟飞远
赤峰热电厂有限责任公司 内蒙古赤峰市 024000
摘要：在火电厂发电过程中,电气一次系统可以说是比较重要的一个方面,为了较好提升电气一次系统的运行效果,切实做好相应设计工作是必不可少的重要环节,围绕着火电厂电气一次系统的设计处理,其涉及到的内容还是比较繁杂的,其中一次系统接线更是直接关系到运行的可靠性,灵活性和经济性.本文就重点围绕着小型火力发电厂电气一次系统中的电气主接线和厂用电接线设计工作,进行了简要分析和论述,希望具备一定的借鉴作用
关键词：电厂、电气一次系统、接线设计
如今电能已经成为了人类社会中不可缺少的能源，随着社会的发展，人们对于电的需求量也在逐渐增加[1]。我国大部分发电厂都是采用火力发电和水力发电的方式，火力发电厂对于各个环节的要求都比较高，尤其是电气一次系统的接线问题更是此过程中所要关注的重点问题。
一、电气一次系统中对于发电机的选择
发电机在发电工作中扮演了主要的角色，电厂对于发电机的选择是非常重要的，一般最先考虑的是发电机的容量问题。发电机的容量并不是越大越好，最重要的是其可以和汽轮机的容量相适应，这样两者才能进行好协调工作，如此发电机在工作的时候就有相应的安全性。发电机的选择也应与电气一次系统相协调，主要的方面如下：发电机都有各自的额定容量和额定功率，汽轮机的额定输出力要与之配合，两者的连续容量也必须是相匹配的，只有如此其在运行的时候才会有更好的效果，另外这两者之间冷却器的水温也必须一样。在选择发电机之后，然后在选择与之相应电气一次系统，也是为了保证电气一次系统运行的可靠性。
二、电气主接线设计
在电气一次系统接线设计中，主接线设计具有重要作用。其可以有效反映出电能产生与输送过程。主接线会直接影响电气系统运行灵活性和可靠性，通过明确主接线设计方式有利于电气设备选型，继电保护以及配电装置布置。
在确定电气主接线时需要考虑多方面因素，具体如下。第一，明确电厂建设规模以及后续改造建设需求。第二，掌握电器设备负荷资料，包含负荷大小，具体运行以及性质等。针对需要电厂接入的电力系统来说，还应当充分了解系统运行资料，包含系统接入要求，运行方式及其阻抗问题等。按照电场电压等级、发电机额定电压和并网情况，明确发电厂输电电压等级。第三，制定具备可行性的接线方案，罗列出重点电气设备，比较分析各项经济技术指标，以此明确最佳实施方案。
现阶段，我国多数发电厂接线方式都采用单母线分段接线、发电机-变压器组合单元接线以及双母线接线方式。针对单母线接线方式来说，其优势主要表现在便于操作、设计电气设备少以及接线难度低。但是此种接线方式也存在弊端，在检修母线时会导致全电厂停止电力供应，因而此种接线方法比较适用于机组容量比较小，建设规模小，对于可靠性要求比较低的发电厂。当机组台数超过两台以上时，为了加强单母线接线方式的灵活性，必须缩小检修范围，此时就可以应用单母线分段接线。一般分段数目与电源数量相同，在各母线段上能够均匀分配发电机与负荷出线。采用单母线分段可以在重要用电负荷母线上引出两条回路，以此实现双电源供电。但是此种接线设计方法也存在弊端，例如在检修某一段母线时，虽然双路电源用电负荷可以从正常母线上获取电源，然而还是需要停止该母线段的电力负荷供应。并且双回路架空出线也会存在交叉跨越问题。
当发电机组容量比较大时，为了满足电力供应可靠性要求，需要采用双母线接线方式。此种接线方式可以提升电力供应的灵活性和可靠性。例如，采用双母线轮流检修方式，可以确保电力能源的持续供应。当一组母线发生故障问题时，在同一组母线上可以有效分配电源和用电负荷。
其次，在双母线基础之上进行扩建时，不会对母线负荷以及电源分布均匀性产生影响。采用优化配置方式能够防止双回路架空出线交叉问题。然而，采用双母线的不足在于增加额外投资成本，就要将隔离开关设置在所有负荷回路和电源上，在建设期间还需要使用程序控制和联锁控制方法。
针对存在升高电压的发电厂来说，发变组单元接线方式便于操作，并且具备较高的可靠性。不同电气设备都属于成组运行状态，简化了继电保护和配电装置的复杂程度，降低投资。发变组单元接线也存在不足，例如接线中设备发生故障时，必须中断运行。由于电力设备质量不断优化，相应降低了输电线路故障发生率，可以推广应用发变组单元接线方式。
在电厂运行过程中，主变压器和发电机的中性点接地气方式也存在影响作用。如果发电机内部出现单相接地故障，并且无法进行瞬时切机处理，此时就可以采用中性点谐振接地与中性点不接地方式，在选择具体方式时可以按照发电机单相接地故障确定。如果发电机故障时电容电流比较高，则可以应用中性点不接地方式。发电机内部出现接地故障，并且要求进行瞬时切机处理时，需要采用中性点电阻接地方式。
三、电厂用电接线设计
发电厂在为用户制造电能的同时，其自身也是需要相应的电能的。对于其厂用电接线也是有一定要求的，最重要的要求便是具有安全性，还要保证其供电具有连续性。还要较为灵活和简单，防止其出现问题时带来的不便。小型的发电厂有两个电压等级低压厂用电和高压厂用电。高压厂用电系统的标称电压一般是3kV、6kV、10kV，并且其要低于发电机的出口电压。而低压厂的标称电压一般是380/220V。电厂运转的过程中，也可能会出现厂用电源出现故障的时候，那么就会对发电造成一定的影响，所以对于厂用电接线设计也是必须的。
高压厂应采用单母线接线，母线的额定电流和短路电流是确定其用母线段数的标准。一般小型的火力发电厂，不同的机组之间都要设置高压厂用母线，若是与机炉不相匹配时，要根据机炉的数目确定与之相匹配的母线段数。高压厂用工作电源可以通过不同段的母线来引接。高压厂用备用电源的引接方式：存在发电机电压母线的情况，可以将这个母线连接一个与之相匹配的备用电源。若是发变组单元接线，要从高压配电装置的母线中最低一级的电压母线进行接引。若是出现整个发电厂停电的情况，可以从外面的电力系统中获得电。发电机组台数较多并且发电机的出口处有断路器，这个时候各个机组所对应的高压厂用母线之间可以相互联络，这样彼此都可以作为备用电源。
低压厂用母线采用的方式也应是单母线接线，发电厂在进行分段的时候要与高压厂用母线是一致的。低压厂用母线存在Ⅰ类负荷与Ⅱ类负荷的情况下要添加备用电源，第一种在设置备用电源的前提下也要有相应的自动投入装置，第二种备用电源采取手动切换的方式即可，Ⅲ类负荷是不需要备用电源的。其肯定会有这三类负荷同时存在的情况，那么这段母线备用电源的设置要根据其厂用负荷的最高等级来确定，也就是与第一种情况一致。低压厂用母线的备用电源的采用可以通过专门的备用电压器获得。若是其变压器是成对的，那么这两段低压厂用母线也可以互相作为备用电源来使用。
结束语
电气主接线不光和本专业的设计有关，还对土建、暖通、机务等专业都会有一定的影响。所以电气主接线的设计并不是一成不变，更不是唯一的。一个电厂的主接线方案可以有很多种，主接线方案更不存在完美的。但如果能考虑到各方面的因素，且提前想到并尽量规避掉一些可能出现的问题，那么这套方案就是成功的。
参考文献:
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［3］王彩菊．中小型变电站中电气主接线的设计及应用［J］．通信电源技术，2019(11):119～121．