赵旭峰
大唐武安发电有限公司 河北省邯郸市 056000
摘要：随着社会的不断发展与进步，世界各国在人民日常生活或者工农业生产过程中，对于电力的需求都越来越大，而火力发电是我国电力系统当中的主要发电形式，在发电的过程当中，电气一次部分占据着重要地位，而电气一次部分的运行质量直接影响到了最终的发电质量。所以，必须加强电气一次部分的设计，本文就对火力发电厂电气一次部分的设计进行分析。
关键词：火力发电厂、电气一次、部分设计
引言：火力发电是目前我国在火力、水力、风力、核能、太阳能发电这几种发电形式当中使用最为广泛的一种，在电气一次部分中，主接线形式是电气设备设计过程中首先需要考虑的问题，也是确定发电厂主要设备和连接方式的主要依据，另外，还有很多相关的组成部分需要加以合理设计，才能为火力发电厂的高效运行提供有利条件。
1.选择合适的发电机和主变压器
1.1选择发电机
当火力发电厂在选择所需要的发电机时，需要将大部分的精力放在发电机容量的选择上，并且在选择容量的时候要关注容量是否和汽轮机的容量相配合。还需注意的是，在额定的功率因数和额定电压已经确定的前提下，对发电机进行选择，就必须要保证发电机的额定容量和汽轮机的额定输出能量是相符合的，才能确保发电机能够满足火力发电厂的运行所需。与此同时，工作人员在选择发电机的时候还必须要保证发电机和汽轮机的最大连续容量可以相辅相成，发电机冷却器当中的进水温度和汽轮机的冷却温度是一致的，才能符合火力发电厂发电机设备选择标准的相关规定。[1]
1.2选择主变压器
当火力发电厂的工作人员在选择需要的主变压器时，要根据机组的实际容量来选择主变压器。如果和主变压器相对应的发电机组容量是300兆瓦，那么就可以选择三相变压器；如果和主变压器相对应的发电机组容量是600兆瓦，那么在结合机组容量的同时还应该和运输过程以及生产环境条件等相融合考虑来加以选择，通常可以选择三相变压器或单相变压器等；如果和主变压器相对应的发电机组容量是1000兆瓦，那么就可以选择单相变压器。[2]假设工作人员所选择的主变压器是单相变压器，在进行配置的过程当中就需要注意，安装的机组在两台或两台以下，不能超过两台，如果机组在两台以上，那么就需要更改主变压器类型，机组若在三台或三台以上，那么则可以选择搭配一台备用变。然而，如果火力发电厂附近的企业或公司已经配置了相应的备用变，那么就不用再考虑该问题。一般，火力发电厂电气一次部分的发电机和主变压器之间都是通过单元来连接起来的，工作人员在选择主变压器容量的过程当中，就更应当将核心放在发电机的最大连续容量上，从而来选择出更加适合的主变压器。
2.电气主接线设计
电气主接线是火力发电厂电气一次部分的重要组成部分，火力发电厂当中的电气一次设备必须根据对应的设计需求连接而成，通过主接线可以体现出电气一次设备的电能生产和分配等情况。其作为电力系统接线的核心构成部分，在电气一次部分设计中是首先要完成的任务。主接线方式的确定，会对火力发电厂的配电设备摆放布置和型号选择等造成一定的影响，甚至还会直接影响到电厂的供电安全性和稳定性，因此，在对其进行设计的过程中，对工作人员也提出了较高的要求。[3]工作人员需具备比较扎实的工作经验和工作能力，才能完成该设计任务。在电气主接线的实际设计上主要分为两个步骤，第一个步骤是对原始的资料进行整理和分析，第二个步骤是在原始资料分析的基础上制定出一份合理的主接线设计方案。与此同时，在设计时，工作人员还需遵循相应的设计原则，主接线的确定是和火力发电厂的实际容量以及用户性质等有着直接的关系，主接线的设计应当满足简单、稳定、可靠、灵活以及操作方便等要求，在符合这些条件的基础之上，还要将其设计成本尽可能的减少。
因为在电气主接线后期的运行和维护上也会消耗一定的费用，在设计环节上应当尽可能的降低投资成本，才能给火力发电厂带来更多的经济效益。[4]除此之外，工作人员还应当按照电力负荷的实际增长情况，留出一定的建设空间，结合各种各样的内外部影响因素，在进行经济和技术对比之后，选择出最适合的设计方案。
3.设备和线路的选择
3.1电气设备的选择
当工作人员在选择电气设备之前，需要对主接线和短路电流以及具体负荷加以计算，并且还需遵循相应的原则。首先，工作人员需要站在正常工况的角度上，对电气设备的额定值加以确定；其次，需站在短路工况下对电气设备的动、热稳定性进行确定，还需对三相短路情况下的开关电器断流性进行校验，对装置地点和工作实际条件以及使用要求等来对电气设备的形式进行合理选择。
3.2母线和绝缘子线路的选择
在母线和绝缘子线路的选择上，则是按照额定电压和具体的装配区域来选择的，工作人员在选择的时候，还需要对线路短路时候的动稳定性进行检测，在确保不影响电厂运行的情况下来选择。[5]
3.3高压开关柜和低压配电屏的选择
高压开关柜和低压配电屏也是电气一次部分的重要组成部分。首先，高压开关柜可以分成手车式和固定式两种类型，固定式高压开关柜在一些中小型火力发电厂当中的使用比较广泛，其在使用上并不需要花费太多的经济成本，操作起来也比较简单容易。手车式高压开关柜又被称之为移开式高压开关柜，和固定式的开关柜相比较，其在后期维修的时候更加便捷，且供电的稳定性和可靠性比较高，但是其唯一的缺点就是价格比较昂贵，中小型火力发电厂难以长期承担，因此，在高压开关柜类型的选择上还需根据电厂的实际情况来适当选择。其次，低压配电屏可以分成固定式和抽屉式两种类型，固定式低压配电屏的优点就是经济实用，但是在后期维护上比较困难，抽屉式低压配电屏的供电过程比较稳定可靠，在后期的维护上也比较轻松容易，火力发电厂需根据自己的实际所需来选择具体的低压配电屏类型。
4.变压器保护设计
火力发电厂机组使用的变压器组进行连接时，变压器的实际容量则是根据发电机的连续最大容量减去一台变压器的荷载来选择的，变压器作为变配电的关键部分，在设计的时候需进行重点保护，需要从过负荷、温度、电流以及速断等几个方面来进行设计。首先，变压器的过电流保护和线路的过电流保护原理是差不多的；[6]其次，在变压器过负荷保护设计上，电流大多都是三相对称，所以，在电流保护上只需要安装继电器就可以了；另外，在变压器速断保护上，具体原理和线路速断保护的原理是一模一样的，只需把变压器的断路器断开就可以了；最后，在温度保护上，通常情况下，允许范围内的最高温度是七十摄氏度，当工作人员在设置温度保护最大值的时候，就可以将其设置在六十五摄氏度至六十八摄氏度之间，当温度达到六十八摄氏度的时候，系统就会自动启动保护举措，防止高温损坏变压器。
结束语：在火力发电厂电气一次部分的设计过程中，包含了发电机和主变压器的选择、电气主接线设计、设备和线路选择以及变压器保护设计等部分，其中，设备和线路选择，又包含了电气设备、母线和绝缘子线路、高压开关柜和低压配电屏的选择。各个部分的设计和选择都需从火力发电厂的实际情况出发，才能确保最终设计出的方案和结果可以满足发电厂运行、发展所需，从而为火力发电厂的高效运行提供条件，给用户带来更优质的体验。
参考文献：
[1]涂亚翔.浅谈火力发电厂电气一次设备预防性维护管理[J].科技风,2019(36):155.
[2]崔世辉,王琨,于洪宇.220kV风电场预装式变电站电气一次部分设计研究[J].科学技术创新,2018(36):180-181.
[3]姚广. F热电厂新供热机组电气一次设计[D].吉林大学,2016.
[4]李开天.火力发电厂电气一次的部分设计分析[J].技术与市场,2014,21(10):66+68.
[5]姜胜利.浅谈火力发电厂电气一次的部分设计[J].黑龙江科技信息,2010(28):35.
[6]伊春娇.火力发电厂电气一次部分设计[J].科技信息,2010(12):738.