發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計探尋

史斐

摘? 要：為了更好的滿足生產(chǎn)和生活用電需要，保證供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，我國的發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計越來越被重視。在進(jìn)行發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計時，設(shè)計人員要結(jié)合實際，綜合考慮發(fā)電廠的特點、結(jié)構(gòu)等情況，總結(jié)經(jīng)驗，不斷完善優(yōu)化電氣設(shè)計方案。本文以當(dāng)前發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計工作存在的問題為切入點，進(jìn)而對其設(shè)計要點和設(shè)計原則進(jìn)行簡單介紹，最后對如何優(yōu)化發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計進(jìn)行深入研究，希望能夠給廣大同行提供一些參考性意見。

關(guān)鍵詞：發(fā)電廠? 供配電系統(tǒng)? 設(shè)備? 電氣設(shè)計

中圖分類號：TM619? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）09（c）-0052-03

Abstract： In order to better meet the needs of production and life， to ensure the stability and security of power supply system， the electrical design of power supply and distribution system in China's power plants has been paid more and more attention. In the electric design of power supply and distribution system of power plant， the designer should consider the characteristics and structure of power plant， sum up experience， perfect and optimize the electric design scheme. In this paper， the problems existing in the electrical design of power supply and distribution system in power plants are taken as the starting point， and then the design points and design principles are briefly introduced， finally， how to optimize the power supply and distribution system of power plant electrical design is studied in-depth， hope to provide some reference to the majority of peers.

Key Words： Power plant; Power supply and distribution system; Equipment; Electrical design

當(dāng)前，我國城市化建設(shè)的程度也在不斷加深，電氣設(shè)備不再是僅僅在工廠和企業(yè)使用，在居民的日常生活中也極為普遍，生產(chǎn)生活對電力資源的需要愈來愈大，對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)穩(wěn)定性和安全性的要求越來越高。然而，一些發(fā)電廠供配電系統(tǒng)設(shè)計存在問題，對供電系統(tǒng)的維修與養(yǎng)護(hù)不到位，供配電系統(tǒng)各個設(shè)備極易出現(xiàn)故障，安全隱患眾多。

1? 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計存在的問題

1.1 供配電系統(tǒng)電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計的不合理

我國的供配電系統(tǒng)已經(jīng)在實踐中不斷成長和完善，電氣設(shè)計技術(shù)也在不斷走向成熟，但是供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計工作還是沒能做好盡善盡美，還有很大的進(jìn)步空間，如供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計中的電能高次諧波消除問題，還有就是功率因數(shù)提高的情況下如何進(jìn)行電氣設(shè)計。此外，工業(yè)項目的供配電電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計和民用供配電電氣設(shè)計存在著巨大差距，工業(yè)項目的供配電電氣結(jié)構(gòu)設(shè)計復(fù)雜繁瑣，設(shè)計難度相當(dāng)?shù)拇?，且兩者電力?fù)荷的參數(shù)和等級以及負(fù)載類型方面也各不相同。

1.2 供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計人才的嚴(yán)重不足

因為近幾十年，我國工業(yè)發(fā)展勢頭迅猛，生產(chǎn)生活的用電需要量也在不斷攀升，發(fā)電廠和電力系統(tǒng)建設(shè)壓力巨大，對供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計人才的需求相當(dāng)旺盛，特別是對有著專業(yè)工程師資質(zhì)注冊供配電的專業(yè)人員需求強烈。一方面是因為供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計的專業(yè)性和綜合性極強，涵蓋的內(nèi)容相當(dāng)廣泛，另一方面是人才培養(yǎng)需要花費時間精力，專業(yè)人才供不應(yīng)求，相對平衡的人才供求情況還要很長一段時間才能達(dá)到穩(wěn)定。

1.3 供配電系統(tǒng)和用電設(shè)備的對接出現(xiàn)問題

當(dāng)前，導(dǎo)致發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計出現(xiàn)問題的一個重要影響因素就是這些配電設(shè)備本身出現(xiàn)了問題，為了牟取暴利，控制成本損耗，一些生產(chǎn)廠家故意忽視市場規(guī)則，生產(chǎn)出一些質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的配電設(shè)備，并使其流向市場，這些不合格的配電設(shè)備一經(jīng)使用就會為供配電系統(tǒng)的運行埋下巨大的安全隱患。具體舉例來說，質(zhì)量不合格的配電設(shè)備容易出現(xiàn)老化和磨損情況，若變壓器的容量出現(xiàn)不足的情況，就容易導(dǎo)致供配電系統(tǒng)的電氣儀表出現(xiàn)失靈情況，造成斷路器工作不穩(wěn)定，難以承受電力負(fù)荷的變化情況，極易導(dǎo)致安全事故的出現(xiàn)，產(chǎn)生惡劣影響。此外，一些生產(chǎn)廠家在生產(chǎn)配電設(shè)備時，隨意馬虎，沒有對一些設(shè)備給予合理的保護(hù)處理和軟啟動裝置。

1.4 供配電設(shè)備應(yīng)用的環(huán)境惡劣

為了更好的節(jié)省空間和提高安全性，不少城市的配電柜都是安置在地下室的，但是我國氣候條件復(fù)雜，夏季降水集中，還會受到臺風(fēng)、梅雨的影響出現(xiàn)連續(xù)降水。如果供配電設(shè)備長期處于潮濕的環(huán)境中，供配電設(shè)備就會受到的水汽的侵蝕和影響，加上地下室環(huán)境惡劣，通風(fēng)散熱難以正常進(jìn)行，這些情況都會使得供配電設(shè)備的正常工作難以進(jìn)行，安全隱患眾多，發(fā)生安全事故的概率相當(dāng)?shù)拇?，維修與養(yǎng)護(hù)需要花費的人力和物力相當(dāng)?shù)亩郲1]。

1.5 供配電系統(tǒng)監(jiān)測不足

為了保證生產(chǎn)效率和保證居民生活的舒適性，很大一部分的供電設(shè)備都是要長時間作業(yè)，甚至是24h處于不停歇狀態(tài)。這些供電設(shè)備高強度運轉(zhuǎn)，耗電量較大，若忽視供配電系統(tǒng)的監(jiān)測，就可能會導(dǎo)致一些配電設(shè)備出現(xiàn)故障，影響生產(chǎn)生活用電需要，嚴(yán)重時會導(dǎo)致整個供電系統(tǒng)癱瘓，增大安全事故的出現(xiàn)概率。

2? 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計要點

2.1 保證供配電系統(tǒng)可靠性

電力資源是現(xiàn)代社會生產(chǎn)生活正常運轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)，能夠為人民生活水平和生產(chǎn)效率的提升做好資源準(zhǔn)備。但是電力資源的應(yīng)用和其他事物一樣都具有雙面性，電力資源用得好能夠造福人類，而用不好就極易導(dǎo)致安全事故的發(fā)生，造成生命財產(chǎn)的重大損失。因而，在進(jìn)行發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計時，要牢記保證供配電系統(tǒng)可靠性這一設(shè)計要點，為電力資源的安全、穩(wěn)定輸送奠定良好的基礎(chǔ)。如果對電氣設(shè)計的重要性認(rèn)識不足，那么就極易導(dǎo)致電力系統(tǒng)不穩(wěn)定，出現(xiàn)癱瘓現(xiàn)象。

2.2 嚴(yán)格處理電源轉(zhuǎn)換

現(xiàn)代生產(chǎn)生活對電力資源的需要使得發(fā)電廠和電力系統(tǒng)必須在任何時候都要保證其能夠正常運行，最好能夠進(jìn)行不間斷地處理和工作。長時間和高強度的處理工作對發(fā)電廠和電力系統(tǒng)的硬件設(shè)備質(zhì)量和性能要求更加嚴(yán)格。為了更好地滿足社會的用電需要，我國在積極助推信息化和智能化發(fā)電廠的建設(shè)，將一些先進(jìn)的輔助設(shè)備引入到整個系統(tǒng)中，以此來提升發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的穩(wěn)定工作，保證在長時間和高強度下，供配電系統(tǒng)都能夠安全運行[2]。此外，若電源出現(xiàn)故障，信息化和智能化發(fā)電廠能夠啟動備用電源，以此保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低經(jīng)濟(jì)損失。信息化和智能化發(fā)電廠供配電系統(tǒng)對設(shè)備的要求相當(dāng)?shù)母?，相關(guān)的供配電設(shè)備配置良好，電源對應(yīng)正常，以此來提高搭配的科學(xué)性和轉(zhuǎn)換的安全性。

3? 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)電氣設(shè)計遵循的原則

3.1 必須遵循安全性原則

安全生產(chǎn)是發(fā)電廠供配電系統(tǒng)作業(yè)的前提，因而安全原則是整個電氣設(shè)計工作的重點。遵循安全性原則需要在設(shè)計的各個方面都體現(xiàn)出來，保證供配電系統(tǒng)運行穩(wěn)定，相關(guān)設(shè)備能夠在穩(wěn)定的電壓下運行工作，而不會對工作人員的生命安全造成威脅，工作人員能安全的在工作區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，不會出現(xiàn)電壓超過安全電壓范圍情況的出現(xiàn)[3]。此外，遵循安全原則還體現(xiàn)在對整個供配電系統(tǒng)的控制設(shè)備的設(shè)計上，能夠?qū)ω?fù)責(zé)區(qū)域或者對整個供配電系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，一旦出現(xiàn)安全隱患或安全問題被引發(fā)，控制設(shè)備就能夠及時做出正確操作，保證供配電系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性。

3.2 必須遵循環(huán)保性原則

綠色發(fā)展是當(dāng)前引領(lǐng)各行各業(yè)發(fā)展的新潮流，而電力資源本身就是一種清潔能源。相較于煤炭資源來說，電力資源為我國的節(jié)能減排工作的開展提供了巨大力量。為了更好地提升電力資源的節(jié)能效益，就必須促進(jìn)發(fā)電廠轉(zhuǎn)型升級，向新型的信息化和智能化發(fā)電廠轉(zhuǎn)變。對傳統(tǒng)發(fā)電廠供配電系統(tǒng)設(shè)計中對環(huán)境產(chǎn)生影響的部分進(jìn)行優(yōu)化升級，遵循綠色發(fā)展原則，充分考慮到節(jié)能減排的需要。

3.3 必須遵循經(jīng)濟(jì)性原則

電力資源是保證經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要能源，但是用電成本還是有些的高。造成這一局面的主要原因是發(fā)電廠發(fā)電和電力輸送的成本還比較高，供配電系統(tǒng)的設(shè)備價格比較高，系統(tǒng)的維修與養(yǎng)護(hù)成本難以降低。，為了提高電力資源的實用性，在對發(fā)電廠供配電系統(tǒng)進(jìn)行電氣設(shè)計時，要對設(shè)備資源進(jìn)行統(tǒng)籌安排，使得各種設(shè)備既能夠保證生產(chǎn)，又不會造成浪費情況的出現(xiàn)，遵循經(jīng)濟(jì)性原則，對發(fā)電成本進(jìn)行有效控制。

4? 發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計的方法

4.1 電力負(fù)荷設(shè)計

在發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計中，電力負(fù)荷設(shè)計占用重要地位，其設(shè)計效果直接對發(fā)電廠發(fā)電運行效率產(chǎn)生影響。一般來說，電力負(fù)荷有不同的等級，為了更好的應(yīng)對不同等級的故障和問題，切實保證電力負(fù)荷的穩(wěn)定性，設(shè)計人員就要針對電力負(fù)荷等級來設(shè)計處理方案[4]。若供配電系統(tǒng)中一級負(fù)荷發(fā)生故障，那么電力故障的影響范圍會比較的大，其他等級負(fù)荷的故障影響范圍以此類推。處理一級負(fù)荷故障和二級負(fù)荷故障的方式差別不大，首先是要保證設(shè)計人員在設(shè)計時就遵循了標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，并且遵循了三大原則，做好了備用系統(tǒng)設(shè)備設(shè)計，并且在后續(xù)施工中切實按照設(shè)計方案來執(zhí)行。

4.2 節(jié)能設(shè)計

為了更好地實現(xiàn)綠色發(fā)展的目標(biāo)，我國各行各業(yè)都在轉(zhuǎn)型升級。因而，在進(jìn)行發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計時設(shè)計人員要遵循環(huán)保性原則，在保證供電質(zhì)量的基礎(chǔ)上進(jìn)行節(jié)能設(shè)計。隨著信息化和智能化發(fā)電廠建設(shè)的進(jìn)程加快，在供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計中，將節(jié)能設(shè)計理念融入其中，首選節(jié)能綠色型供配電設(shè)備，實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益的雙重目標(biāo)。此外，對發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的配電級數(shù)進(jìn)行有效控制，就能夠滿足生產(chǎn)生活的不同用電需要，保證用電的穩(wěn)定性和安全性。

4.3 自動化控制設(shè)計

自動化是工業(yè)發(fā)展的重要趨勢，對發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)備進(jìn)行自動化控制設(shè)計意義非凡。我國生產(chǎn)生活用電量巨大，發(fā)電廠需要承擔(dān)較大的供電壓力，供配電系統(tǒng)處理難度高。傳統(tǒng)的人工手動操作難以解決繁重系統(tǒng)處理任務(wù)，應(yīng)用自動化程序具有重要現(xiàn)實意義。在供配電系統(tǒng)中自動化的應(yīng)用能夠有效提升指令發(fā)布的效率，反應(yīng)靈敏，能夠完美避免人工操作的錯誤[5]。在進(jìn)行發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計中，設(shè)計人員要根據(jù)發(fā)電廠供配電系統(tǒng)建設(shè)的實際需要，對各個設(shè)備的線路進(jìn)行分區(qū)處理，重視照明、通風(fēng)等設(shè)備的布置[6]。同時必須要遵循安全性原則，優(yōu)化消防綠色通道設(shè)計，保證各個供配電設(shè)備之間留有一定的間隙，保證能夠進(jìn)行正常的散熱。

5? 結(jié)語

在現(xiàn)代生產(chǎn)生活中，電力資源的安全穩(wěn)定供應(yīng)具有重要現(xiàn)實意義。而為了保證供電的穩(wěn)定性，就必須重視供配電系統(tǒng)的電氣設(shè)計工作，遵循三大設(shè)計原則，并且從各個方面對供配電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化處理，并結(jié)合發(fā)電廠供配電系統(tǒng)的實際情況來完善電氣設(shè)計方案。

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