郝 波 苏日图
呼和浩特热电厂， 内蒙古 呼和浩特 010010
摘 要：供配电系统的电气设计关系到整个电厂的运行效率和安全。只有建立科学的供配电系统电气基础，发电厂才能发挥作用，为社会提供配电服务。目前，中国正处于城市化的高潮，对电力的需求不断到来。中国的电厂在正常情况下可以满足实际需求，但如果出现故障，将难以维持其供配电能力，社会发展必然受到影响。由此可见，发电厂供配电系统的电气设计必须为社会发展打下坚实的基础。
关键词：发电厂；供配电系统；电气设计；
前 言：21世纪以来，随着社会经济的快速发展，企业、工厂乃至普通居民对电力的需求日益增加。因此，电厂最大限度地有效运行，内部系统平衡稳定，供配电系统的良好设计一直是电厂建设的重要组成部分，对其尤为重要。因此，在供配电系统设计过程中，电厂设计人员应充分考虑电厂的结构、特点和服务特点，尽可能结合自身电厂的实际情况选择合理的设计方案。
工程概况：
呼和浩特热电厂；2×350MW发电机为哈尔滨电机厂有限责任公司制造的QFSN-350-2型三相、极、隐极式转子同步，水、氢、氢冷却发电机，属常规燃煤火力发电厂。电厂以双回220kV线路接入位于电厂西面金海500KV变电站。#3、4机组分别于2011年12月2日/2012年1月25日投产发电。
1 发电厂供配电系统设计要点叙述
发电厂供配电系统应具有足够的可靠性，供配电系统可持续供电的稳定性通常根据负荷水平来判断，以保证供配电系统能够抵御常见风险。避免超负荷运行对电厂的正常运行和稳定以及电气工人的人身安全起着重要的作用。只有发电厂供配电系统安全运行，发电厂才能正常输出电力。供配电系统设计不科学，可能导致意外火灾，给电厂造成不必要的损失，影响电厂内部稳定，造成二次损失。因此，设计人员应科学合理地设计供配电系统，以避免此类事故。
2 发电厂供配电系统电气设计概述
（1）发电厂供配电系统电气设计的可靠性。发电厂供配电系统是发电厂综合系统的重要组成部分，对整个发电厂的稳定运行具有重要意义。电厂的供配电系统就像电厂的电源一样。如果缺乏稳定性，整个电厂最有可能瘫痪。因此，在电气设计阶段，有必要确保电厂供配电系统的可靠性。供配电系统电气设计不一致对供配电系统造成严重影响，造成的损失难以估计。供配电系统电气设计不合理导致供电系统瘫痪，是系统自我保护的外在表现。更严重的后果是电厂火灾，不仅使供配电系统瘫痪，还造成人员伤亡，后果不堪设想。在设计之初，设计人员应分析整个电厂供配电系统电气设计的故障模式，找出潜在的威胁，并对所有可能出现的问题采取预防措施，将问题扼杀在萌芽状态。只有这样，才能最大限度地保证发电厂供配电系统的科学电气设计。虽然有些问题不一定能及时发现，但只要可控因素优化，即使是一些意料之外的问题也不会造成严重后果。只要在建立电厂供配电系统电气系统时建立应急预案机制，电厂运行后及时维护，就能及时发现问题，解决问题，防止小问题变大，逐一消除潜在威胁，从而使整个电厂供配电系统具有更高的可靠性。
（2）对功率转换方法的严格要求。人们对电力的巨大需求导致电厂24小时有效运行，这对电厂的硬件条件提出了更高的要求。发电厂通常配备电源，然后通过电荷转移。然而，由于智能时代的到来，传统的电厂已经不能满足当前的需求，因此我国也在推动智能电厂的发展。所谓智能电厂，就是在原有的电力系统中引入一些辅助设备，以提高供电的稳定性，保证电厂的长期运行。同时，当电源出现故障时，可以保证备用电源的及时补救，减少损失。但这种方法必须对设备要求严格，并科学地与电源匹配，才能保证转换过程中用电不会有危险。
3 发电厂供配电系统设计原则
（1）发电厂供配电系统电气设计的安全原则。设计系统时，必须遵循安全原则，并将其放在首位。无论如何，首先要保证人的安全。
首先，在电厂周边，电压要降到人体安全电压以下。 其次，在整个供配电系统的电气设计中，需要有控制设备，能够对整个或部分进行控制，比如及时切断电源，及时预防和控制一些事故，提高安全性。
（2）发电厂供配电系统电气设计的环保原则。电能作为一种清洁能源，为我国的经济和社会发展做出了巨大贡献。因此，发电厂供配电系统的电气设计也应遵循环保原则。在传统的电厂中，系统在工作过程中需要消耗一定的能量，这必然会对环境产生一定的影响。生态城市理念下，系统设计应降低能耗和污染物排放，供配电系统电气设计中可放置辅助设备，辅助发电和储能。在提高效率的同时，也响应了国家可持续发展的口号，一举两得。
（3）发电厂供配电系统电气设计的经济原则。19世纪60年代后期，随着第二次工业革命的发展，人们进入了电气时代，社会生产力大大提高，经济迅速发展。可以说，电为我们打开了新世界的大门。到目前为止，电力的生产仍然是一项相对先进的技术，这导致电厂的成本较高，因为电厂中的许多设备都是需要技术支持和人力物力的项目，价格偏高，使得电力成本昂贵。因此，在设计供配电系统的电气系统时，工作人员应该合理，计划使用各种设备，避免铺张浪费，走捷径，遵循经济的原则，不要太注重设备的外观，能力是第一位的。当我们保证质量，把成本降到最低，电力的经济效益就最大化。
4 发电厂供电系统的电气设计
（1）发电厂供配电系统电气负荷设计。在供配电系统电气设备的设计过程中，必须注意其电力负荷。对于发电厂供配电系统中电气设备的电力负荷划分，主要通过其可靠性和可能受到的停电影响来划分为一次负荷、二次负荷和三次负荷。一次负荷主要是指中断时会对社会用电量产生一定影响，往往是区域性的。为了保证电力的正常使用，需要从根本上解决一次负荷问题。供配电系统电气设备的用电设计应严格按照国家相关标准进行，即供配电系统切断后，电厂仍能有足够的电力保证其运行。设计师在设计时可以按照组合方式供电，其他设备在部分出现问题的情况下仍然可以持续供电。二次负荷的原理和一次负荷相似，面积较小。三级负荷相对较轻，电厂供配电系统三级负荷造成的停电，不需要专业维护就可以自行恢复，保证社会正常用电。
（2）电厂供配电系统电气设备的节能设计。发电厂供配电系统的电气设计需要注重技能和环保，走可持续发展之路。中国对电力资源的需求很大，没有太多的电力资源可以分配。 我国发电厂供配电系统的电气设计必须坚持可持续发展的原则，在设计中注重方案经济性、环保性和节能性。首先，我们可以引进一些先进的设备，并评估其成本，只要在未来几年内，与传统设备相比，设备的超额部分可以返还。也就是从长远来看，先进的设备既能节省财力，又能促进环保建设，一举两得。其次，在电厂供配电系统电气基本控制元件的选择上，应选择低电阻、低发热的元件，并在施工环节增加自动变频控制器，使设备能根据环境要求自动调整用电需求，避免设备长期处于高耗电状态。最后，可以实现供配电系统的大范围自动控制，降低各种不利因素的发生概率，保持系统稳定运行，最大限度地减少各种损失。
（3）自动控制设计。电厂自动控制设计中的稳定性、安全性、高效生产和成本控制对电厂的发展至关重要。发电厂供配电系统的电气设计是一个庞大而复杂的系统，正常运行需要大量的指令。传统的人工指令发布已经跟不上这个时代了。智能自动化设备不仅可以避免人工指令的错误和缺陷，而且可以快速及时地控制它们，自由切换各种数据。 实现全自动控制设计应遵循安全原则，电气设备之间应留有间隙以增加散热，并应预留绿色消防通道。根据系统各部分的特点选择不同的控制设备，根据实际情况合理规划。
总之，当今社会，电力的出现颠覆了人们的生活，人们越来越离不开这种新能源，这也使得电厂的地位越来越重要。因此，如何合理地设计发电厂的电气系统是非常重要的。设计师要不断学习先进的技术和理念，与时俱进，提升自己，优化供配电系统的性能，提高能源的利用率和清洁度，为社会的发展贡献自己的力量。
参考文献：
[1]李彬.发电厂供配电系统的电气设计探讨.2019.
[2]张鸿鑫.浅谈发电厂供配电系统电气设计与研究.2020.
作者简介：姓名：郝波，汉族，1984年9月出生，内蒙古自治区呼和浩特市人，本科，专业；电气工程及其自动化，现职称；电力工程助理工程师，从事火电厂电气检修工作。