0 引言

随着我国社会经济的快速发展，社会对电力的需求量呈逐步上升趋势，同时发电厂的工作压力也在随之不断增大。为使当前我国社会电力需求得到有效满足，出现了越来越多的新型的发电模式，尤其是火力发电厂，目前我国电力输送的一种主要方式也是火力发电厂。电气一次设计和发电工作模式、发电效率之间存在着非常密切的关系，火力发电厂电气一次设计是一个极为重要的环节。所以，本文将当前火力发电有关的设计规定作为主要依据，同时结合过去已投入使用的机组情况，深入分析和探讨火力发电厂电气一次系统的设计问题，具有重要意义。

1 发电机的选择

发电机容量选择是对发电机进行选择的主要内容。在对发电机容量进行选择的过程中，一定要高度重视的是，汽轮机的容量要和发电机容量互相协调。其中，在将额定电压、额定功率因数作为主要依据，对发电机进行选择时，一定要遵守以下几大原则：第一，保证汽轮机的额定出力和发电机额定容量之间能够互相配合；第二，保证汽轮机最大连续容量、发电机最大连续容量二者能够进行互相有效配合；第三，对于发电机的冷却器，它的进水温度一定要和汽轮机相同工况下的冷却水温保持一致。

2 主变压器的选择

在对变压器进行选择时，如果和主变压器进行相连的机组容量是300MW，则此时应对三相变压器进行选择；如果和主变压器进行相连的机组容量是600MW，则此时应有效结合制造条件和运输条件，进行有效选择，一般来说，宜选用单相变压器或者三相变压器；如果和主变压器进行相连的机组容量是1000MW，则此时宜选用单相变压器；如果将单相变压器作为主变压器，应遵守备用相的配置原则，即：如果安装机组不少于3台，则应对1台备用相进行有效配置；如果安装机组少于3台，则不必对备用相进行有效配置。如表1所示。不过，对于发电厂周边的一些公司、企业的所属电厂，如果已经对相同参数的备用相进行了配置，则不必再对备用相的配置进行考虑。在主变压器、发电机二者之间，如果选用单元连接方式，则在对主变压器的容量进行选择时，一定要注意，发电机的最大连续容量和常用工作变压器的计算负荷之差，应为主变压器的容量。

表1 备用相的配置

条件 配置原则安装机组少于3台 不必对备用相进行有效配置安装机组不少于3台 对1台备用相进行有效配置

3 电气主接线设计

3.1 主母线的主要接线方式

如果配电装置的电压为330～500kV，则在对其进行接线过程中，一定要对整个电力系统的可靠性、稳定性进行深入考虑。另外，需要对电厂在运行过程中的灵活性、电厂电力输送的可靠性、建设的经济性进行深入考虑。其中，对于330～500kV配电装置的接线，应遵守以下原则：如果进出线的回路数不到6回，必须要保证电力系统在可靠性、稳定性方面的要求得到满足，同时还可以对双母线接线方式进行选用，以进行有效接线；如果进出线的回路数不少于6回，在整个电气系统中，这种配电装置的作用是非常重要的，则应选用一台半断路器，以进行有效接线；如果火力电厂中存在比较多的机组，同时没有较多的进出线的回路数，则在这种情况下，当进出线的回路数不少于6回，同时机组数量和进出线回路数二者之比为2∶1时，在进行接线时，应选用4启接线方式。

多孔控制定向水力压裂技术，是以压裂孔为中心，在其周围一定范围内布置孔径相同的若干控制孔(通常为4个)，如图1所示，依靠控制孔形成的自由面，使得控制孔周围的煤体得到初步的卸压增透，形成卸压圈，在压裂的过程中，随着高压水的不断向前渗透，当进入控制孔的卸压圈时，裂隙迅速扩展，并且逐渐偏向于控制孔一侧，以此实现对煤体的定向压裂。

气压低、棚内空气对流差：因为盖了棚后，棚内需要保温，棚内空气对流肯定差，气压相对偏低，所以，一定要注意水质变化和缺氧，要多开增氧机或人为补充外源氧，以消除水面张力，使大分子水转化成小分子水，增强水体载氧能力，使水体通透活爽，从而防止倒藻和鱼虾缺氧浮头等。如果棚内温度较高、天气很好、光照适宜，可以适当地把棚的两侧掀开。气温高、天气晴好，两侧掀开面积大些；一般情况，掀开面积小些；如果持续低温或有冷空气，则全部封闭，多开增氧机和人为补充外源氧。

3.2 备用电源进行启动的接线方式

在火力发电厂中，对于配电装置的备用电源，如果电压小于220kV，在对其进行接线时，应从配电装置的母线进行直接引接；如果电压为 330kV或者500kV，同时其是整个发电厂中电压等级最低的一级电压，为对装置容量电费进行有效节约，宜从330kV电压或者 500kV电压的配电装置中，通过降压来进行引接，以上宜作为启动/备用电源的接线方式。备用电源启动的接线方式如表2所示。

表2 备用电源启动的接线方式

序号 配电装置的备用电源电压 接线方式1 ＜220kV 从配电装置的母线进行直接引接2 330kV/500kV 从330kV电压或者500kV电压的配电装置中，通过降压来进行引接

4 电缆的选取与敷设

4.1 电缆的选取

在对电缆进行选择时，还应对部分关键回路的电缆内芯给予高度重视，例如，在对一些关键回路进行控制时，如高于 3kV的电力电缆、耐火电缆、电缆等，应选用铜芯电缆。将不同电缆的敷设方式作为主要依据，其选用的电缆也是不同的，例如，对于一些电缆，如果采用托盘敷设方式、梯架敷设等方式必须进行非恺甲电缆。

电缆敷设方式深受电缆周边环境温度的影响，所以在对电缆进行选择时，一定要对电缆周边环境温度进行高度重视。如果电缆周边环境温度高达 60℃，则宜选用耐高温电缆；如果电缆周边环境温度高于100℃，则宜选用矿物质绝缘电缆；如果电缆周边环境温度低于-20℃，则在对电缆进行选用时，宜将绝缘类型的实际要求、低温环境作为主要依据，一般情况下，常常会选用绝缘电缆，如聚乙烯电缆、交联聚乙烯电缆等，不过必须要注意的是，尽量不要选用聚氯乙烯绝缘电缆。

在发电厂中包括多种功能建筑物与场所，如燃油供应室、输煤场所、主厂房、一些易燃易爆场所，C类阻燃电缆应将其作为首选电缆。在火力发电厂中包括多种系统及多种电源，如事故保安电源、直流系统、应急照明系统、火灾报警系统、不停电电源、消防系统等，动力电缆应作为首选电缆，另外，为能够对以上系统的控制电缆进行有效控制，应选用耐火电缆。针对一些双回路，如双重化继电保护双回路、计算机监控双回路等，如果对同一个通道进行合用，但在这些双回路之间并未制定任何有效的隔离措施，在这种情况下，在对电缆进行选用时，其中一个通道必须选用耐火电缆。

针对 220kV的配电装置，可以选择两种方式来进行接线，即双母线双分段接线方式、双母线单分段接线方式，且应遵守一定的接线原则，即：如果发电厂中的总装机数量不少于3台，则在对接线方式进行选择时，应对地方供电的可靠性要求、电力系统的稳定性要求进行深入考虑。在电力系统中，如果存在一台断路器出现拒动现象或者出现故障时，则应首先满足地方供电的可靠性要求和电力系统的稳定性要求并以此为条件，对出现的回路数、允许切除的机组数量作为主要依据，以合理确定接线方式。如果大型电力系统的总容量高于10000MW，同时机组数量多于4台，则在这种情况下，应对双母线双分段接线方式进行选择。当中型电力系统的总容量为 5000～10000MW时，如果机组数量有3台，则宜选用双母线单分段接线的接线方式，如果机组数量有4台，则宜选用双母线双接线方式。

我不服气，顶嘴：“我就那么笨？要不是跟了你，我现在都是讲师了。”伟翔赶紧赔理道歉，说：“那当然啦，都怪小生拖了中文系才女的后腿。你放心，我的军功章全是你的。”

4.2 电缆的敷设

架空敷设是火力发电厂主厂房电缆的一种主要敷设方式。对于架空敷设，无需对步道进行考虑，同时在配电室下方不需对电缆夹层进行布设。综合管架敷设方式是发电厂厂区中电缆的首要敷设方式，架空敷设应为辅助车辆电缆的主要敷设方式。在火力发电厂中的一些场所中存在多根电缆，如继电保护室、集中控制室等，在对其电缆进行敷设时，应对电缆夹层进行有效敷设。在火力发电厂中具有腐蚀性的一些场所中，应选用桥架方式来敷设电缆。对于没有腐蚀性的区域，宜选用镀锌钢桥架方式。

3）操纵指令解析。通过Qt的串口类QtSerialPort实现与Arduino板的串口通信。通过解析串口通信数据，获得来自操纵面板的操作指令。

5 电气设备的设置

在布设电气设备时，针对330～500kV敞开式高压配电装置、110～220kV屋外敞开式高压配电装置，应选用中型布置方式来进行布设。在布设网络继电器室时，为能够获取最佳的电缆路径，在对网络继电器室的布设数量、布设位置进行确定时，应将容量规模作为主要依据。在布设容量规模中心时，宜选用分散布设方式，将其在厂房中的负荷中心位置进行有效分布。在实际布设过程中，假如具备一定条件，也能够在主厂房中布设动力中心，这样便无需为动力中心布设专门的配电间。此外，在蓄电池附近，可以布设自流系统中的部分电气设备；因为蓄电池对蓄电池室的建筑材料、温度具有一定要求，因而宜选用非燃性的材料。如果一些变压器的电压、容量比较大，则宜将其在空冷平台下进行布设。

6 结束语

火力发电厂的发电效率和火力发电厂电气一次设计之间的关系非常密切，在对火力发电厂进行电气一次设计时，一定要对设备的选择、接线方式的选择、电缆的选择、电缆的敷设等进行有效深入考虑。本文对火力发电厂电气一次系统的设计问题进行了深入研究，进行了一些总结性分析，以期能够为电力电气设计人员的设计起到一定的参考作用。

参考文献

[1] 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), 2017(32).

[2] 罗红. 变电站一次系统 CAD软件的开发[J]. 农村电气化, 2017(11).

[3] 黎红毅. 某水电站电气一次系统设计分析[J]. 水利科技与经济, 2017(8).

[4] 王磊, 付鹏. 山西潞城智能电网一次系统配套改造方案探讨[J]. 中国电力教育, 2017(24).