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摘要：火力发电厂的电气设备可分为电气一次设备和电气二次设备，在火力发电厂电气部分设计中，一次回路的设计是主体，它是保证供电可靠性。经济性和电能质量的关键，并直接影响着电气部分的投资。对发电厂进行电气部分的设计有着很好的实践和指导意义，电气设计包括很多方面，其中，电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着整个变电所电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
本次论文选杭州XX发电厂作为设计对象，讨论了发电厂的电气设计。包括对发电厂电气设计的主要内容的总体概括，电气主接线的设计和选择，短路计算以及电气设备的选择等，有关电气设备选择及校验的相关原则和知识；最后全文进行了总结和概括，论述了电力对人类社会发展的重要性。
关键词：电气设计；电气设备原则；电气主接线；主变压容量
中图分类号：F407文献标识码： A
一：火力发电厂概述
火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能，并由升压变压器将发电机出口电压升高后，经输电线路将电能输送到用户或电网中。19世纪末，随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想。随着电机制造技术的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，发电厂随之应运而生。爱迪生1882年在美国纽约珍珠街建立了人类历史上第一个发电厂，经历了1个多世纪的不断完善，发电厂实现了高产能、多元化的快速发展。
电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，未能很好起到先行的作用工程是华东地区的大型坑口火电厂，云电外送的主力电厂之一将对缓解杭州电网高峰负荷时的供电紧张局面，进一步促进云电外送起到积极的推动作用同时还将更有助于充分发挥水火电调剂的作用，提高系统安全稳定水平电厂一期工程建设200MW国产超临界凝汽式燃煤发电机组，不堵死扩建的可能性。几十年来,随着电力工业的迅速发展，国外火电机组的单机容量也不断增大。
二 电气设计的主要内容
电气设计包括强电和弱电两部分，强电部分的设计内容主要包括：变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般来说，变配电系统主要包括：高低压系统、变压器、备用电源系统等；电力系统主要包括电力系统配电及控制；照明系统则包括室内外各类照明；防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。
发电厂是电力系统的重要组成部分。发电厂电气一次部分设计包括发电厂总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电氣设备选择、等[3]。主变压器的结构型式推荐采用单相变压器组。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，本期220kV电气主接线采用单母线接线，联络变压器采用三相自耦变压器。根据短路电流计算结果，本工程500kV设备(断路器、隔离开关、电流互感器等)按50kA短路水平选择；220kV设备按40kA短路水平选择；主厂房6.3kV设备按开断50kA，动稳定电流120kA短路水平选择；电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。
三、电气主接线的选择与设计
电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
电气主接线是电厂电气部分主体结构，是电力系统网络结构的主要组成部分，对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定等，都有决定性的关系。对电气主接线的设计的基本要求，应包括可靠性，灵活性和经济性，以及扩建的可能性等。保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求，电气主接线应适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。
四、短路电流计算
为了使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。对电力系统网络的短路电流，从50年代以来，我国电力部门长期采用从前苏联引进的一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻的短路电流，然后取所有这些短路电流平均值，作为运行曲线在某时刻和计算电抗情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法，即同一变化法和个别变化法。
五、电气设备选择及校验
根据短路电流计算结果，本工程500kV设备(断路器、隔离开关、电流互感器等)按50kA短路水平选择；220kV设备按40kA短路水平选择；主厂房6.3kV设备按开断50kA，动稳定电流120kA短路水平选择；脱硫6.3kV设备按开断40kA，动稳定电流短路水平选择(方案一)导体及主要电气设备选择按短路电流计算结果。5导体和电器选择设计技术规定6和5导体和电器选择设计技术规定编制说明6及有关规定进行选择。电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。
正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。电气设备选择的一般原则。
(1)所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；
(2)应按当地环境条件对设备进行校准；
(3)所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；
(4)同类设备应尽量减少品种；
(5)选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。
六、主变压器容量的选择
1.发电厂主变压器容量的确定[6]
(1)对于单机容量在200MW及以上的发电机，发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可以选择以下所列条件中容量较大者：
1）按发电机的额定容量扣除本机组的厂用电负荷后，还留有10％的裕度；
2）按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。
当发电厂主变压器采用扩大单元接线时，应采用分裂绕组变压器，其容量应等于按上述1）或2）算出的2台机容量之和。
(2)对于中小容量的发电机，连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件选择：
1）当发电机电压母线上的负荷最小时，能将发电机最大剩余有功与无功功率送入系统。如果缺乏足够的资料，最小负荷按最大负荷的60％～70％估算；如果主要负荷是农业负荷时，则最小负荷按最大负荷的20％～30％估算。负荷同时率一般取0.85～0.9，功率因数取0.8，厂用电率按所给的条件计算。
2）当发电机电压母线上功率最大的一台发电机组停止运行时，能由系统供给发电机电压母线上的最大负荷。在发电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可考虑变压器的允许过负荷和限制非重要负荷。
3）根据系统经济运行的要求（如充分利用丰水季节的水能），而限制本厂出力时，能满足发电机电压母线上的最大负荷供电需要。
结论：电气主接线是发电厂的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。对发电厂电气设计的主要内容进行了总体概括，包括发电厂的总体分析及主变选择、发电厂的总体分析及主变选择、电气主接线的设计和选择、短路计算以及电气设备的选择等。随着我国经济的发展，对电的需求量不断扩大，电力销售市场的扩大又刺激了整个电力生产的发展。但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。
参考文献
[1] 张文辉.H供电局110KV输变电工程项目可行性研究[D].南京理工大学.2010:3-4
[2] 刘玉蕾.电站系统中PSS与SVC联合运行分析.上海交通大学.2006:7-9
[3] 杨耀杰.姚凯.变电所电气一次部分设计[J].科技资讯.2007(30) :16-17
[4] 邓恩洪.500kV变电站运行状态分析软件研究[D].重庆大学.2002 .14-18
[5] 付明芝.关于110kV变电站电气设计方案的探讨[J].民营科技.2010(12):21-22
本次论文选杭州XX发电厂作为设计对象，讨论了发电厂的电气设计。包括对发电厂电气设计的主要内容的总体概括，电气主接线的设计和选择，短路计算以及电气设备的选择等，有关电气设备选择及校验的相关原则和知识；最后全文进行了总结和概括，论述了电力对人类社会发展的重要性。
关键词：电气设计；电气设备原则；电气主接线；主变压容量
中图分类号：F407文献标识码： A
一：火力发电厂概述
火力发电厂简称火电厂，是利用煤、石油、天然气作为燃料生产电能的工厂，它的基本生产过程是：燃料在锅炉中燃烧加热水使成蒸汽，将燃料的化学能转变成热能，蒸汽压力推动汽轮机旋转，热能转换成机械能，然后汽轮机带动发电机旋转，将机械能转变成电能，并由升压变压器将发电机出口电压升高后，经输电线路将电能输送到用户或电网中。19世纪末，随着电力需求的增长，人们开始提出建立电力生产中心的设想。随着电机制造技术的发展，电能应用范围的扩大，生产对电的需要的迅速增长，发电厂随之应运而生。爱迪生1882年在美国纽约珍珠街建立了人类历史上第一个发电厂，经历了1个多世纪的不断完善，发电厂实现了高产能、多元化的快速发展。
电力工业的发展仍不能满足整个社会发展的需要，未能很好起到先行的作用工程是华东地区的大型坑口火电厂，云电外送的主力电厂之一将对缓解杭州电网高峰负荷时的供电紧张局面，进一步促进云电外送起到积极的推动作用同时还将更有助于充分发挥水火电调剂的作用，提高系统安全稳定水平电厂一期工程建设200MW国产超临界凝汽式燃煤发电机组，不堵死扩建的可能性。几十年来,随着电力工业的迅速发展，国外火电机组的单机容量也不断增大。
二 电气设计的主要内容
电气设计包括强电和弱电两部分，强电部分的设计内容主要包括：变配电系统、电力和照明系统、防雷接地系统等。一般来说，变配电系统主要包括：高低压系统、变压器、备用电源系统等；电力系统主要包括电力系统配电及控制；照明系统则包括室内外各类照明；防雷接地系统包括防雷电波侵入、防雷电感应、接地、等电位联结和局部等电位联结、辅助等电位联结等等。
发电厂是电力系统的重要组成部分。发电厂电气一次部分设计包括发电厂总体分析、主变选择、电气主接线设计、短路电流计算、电氣设备选择、等[3]。主变压器的结构型式推荐采用单相变压器组。电气主接线是发电厂变电所的主要环节，本期220kV电气主接线采用单母线接线，联络变压器采用三相自耦变压器。根据短路电流计算结果，本工程500kV设备(断路器、隔离开关、电流互感器等)按50kA短路水平选择；220kV设备按40kA短路水平选择；主厂房6.3kV设备按开断50kA，动稳定电流120kA短路水平选择；电气主接线是发电厂、变电所电气设计的首要部分，也是构成电力系统的重要环节因此，必须正确处理好各方面的关系，全面分析有关影响因素，通过技术经济比较，合理确定主接线的方案。
三、电气主接线的选择与设计
电气主接线是发电厂变电所的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是变电站电气部分投资大小的决定性因素。
电气主接线是电厂电气部分主体结构，是电力系统网络结构的主要组成部分，对电气设备选择、配电装置布置、继电保护、自动装置和控制方式的拟定等，都有决定性的关系。对电气主接线的设计的基本要求，应包括可靠性，灵活性和经济性，以及扩建的可能性等。保证供电可靠性是电气主接线最基本的要求，电气主接线应适应各种运行状态，并能灵活的进行运行方式的转换，主接线的设计应在满足可靠性和灵活性的前提下做到经济合理。
四、短路电流计算
为了使所选电气设备具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。对电力系统网络的短路电流，从50年代以来，我国电力部门长期采用从前苏联引进的一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻的短路电流，然后取所有这些短路电流平均值，作为运行曲线在某时刻和计算电抗情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法，即同一变化法和个别变化法。
五、电气设备选择及校验
根据短路电流计算结果，本工程500kV设备(断路器、隔离开关、电流互感器等)按50kA短路水平选择；220kV设备按40kA短路水平选择；主厂房6.3kV设备按开断50kA，动稳定电流120kA短路水平选择；脱硫6.3kV设备按开断40kA，动稳定电流短路水平选择(方案一)导体及主要电气设备选择按短路电流计算结果。5导体和电器选择设计技术规定6和5导体和电器选择设计技术规定编制说明6及有关规定进行选择。电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。
正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全可靠的前提下，积极而稳妥的采用新技术，并注意节省投资，选择合适的电器。电气设备选择的一般原则。
(1)所选设备应能满足正常运行、检修、短路和过电压情况下的要求，并考虑远景发展；在满足可靠性要求的前提下，应尽可能的选用技术先进和经济合理的设备，使其具有先进性；
(2)应按当地环境条件对设备进行校准；
(3)所选设备应予整个工程的建设标准协调一致；
(4)同类设备应尽量减少品种；
(5)选用新产品均应具有可靠的实验数据，并经正式鉴定合格。在特殊情况下，选用未经正式鉴定的新产品时，应经过上级批准。
六、主变压器容量的选择
1.发电厂主变压器容量的确定[6]
(1)对于单机容量在200MW及以上的发电机，发电机与主变压器为单元连接时，主变压器的容量可以选择以下所列条件中容量较大者：
1）按发电机的额定容量扣除本机组的厂用电负荷后，还留有10％的裕度；
2）按发电机的最大连续输出容量扣除本机组的厂用负荷。
当发电厂主变压器采用扩大单元接线时，应采用分裂绕组变压器，其容量应等于按上述1）或2）算出的2台机容量之和。
(2)对于中小容量的发电机，连接在发电机电压母线与系统之间的主变压器容量，应按下列条件选择：
1）当发电机电压母线上的负荷最小时，能将发电机最大剩余有功与无功功率送入系统。如果缺乏足够的资料，最小负荷按最大负荷的60％～70％估算；如果主要负荷是农业负荷时，则最小负荷按最大负荷的20％～30％估算。负荷同时率一般取0.85～0.9，功率因数取0.8，厂用电率按所给的条件计算。
2）当发电机电压母线上功率最大的一台发电机组停止运行时，能由系统供给发电机电压母线上的最大负荷。在发电厂分期建设过程中，在事故断开最大一台发电机组的情况下，通过变压器向系统取得电能时，可考虑变压器的允许过负荷和限制非重要负荷。
3）根据系统经济运行的要求（如充分利用丰水季节的水能），而限制本厂出力时，能满足发电机电压母线上的最大负荷供电需要。
结论：电气主接线是发电厂的主要环节，电气主接线直接影响运行的可靠性、灵活性，它的拟定直接关系着全厂（所）电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护、自动装置和控制方式的确定，是发电厂电气部分投资大小的决定性因素。对发电厂电气设计的主要内容进行了总体概括，包括发电厂的总体分析及主变选择、发电厂的总体分析及主变选择、电气主接线的设计和选择、短路计算以及电气设备的选择等。随着我国经济的发展，对电的需求量不断扩大，电力销售市场的扩大又刺激了整个电力生产的发展。但是，随着近年来我国国民经济的高速发展与人民生活用电的急剧增长，人们对电力供应的要求越来越高，特别是供电的稳固性、可靠性和持续性。
参考文献
[1] 张文辉.H供电局110KV输变电工程项目可行性研究[D].南京理工大学.2010:3-4
[2] 刘玉蕾.电站系统中PSS与SVC联合运行分析.上海交通大学.2006:7-9
[3] 杨耀杰.姚凯.变电所电气一次部分设计[J].科技资讯.2007(30) :16-17
[4] 邓恩洪.500kV变电站运行状态分析软件研究[D].重庆大学.2002 .14-18
[5] 付明芝.关于110kV变电站电气设计方案的探讨[J].民营科技.2010(12):21-22