试议火电厂配电装置的电气设计

摘要：改革开放以来，由于我国经济发展的需要，火力发电厂得到了前所未有的发展，本文针对火力发电厂配电装置电气设计中遇见的具体问题进行论述分析，可供参考。

关键词：火电厂；配电装置；电气设计

中图分类号：F407.6 文献标识码：A 文章编号：

1. 火力发电厂配电装置概述

通俗来讲，火力发电厂的最终目的是把发出来的电配送出去，而火力发电厂屋内外配电装置应根据电气主接线、电压等级和设备形式及地形地势，合理的、切合实际的布置。一般屋内配电装置的布置指高压开关柜、配电屏、集控台布置等。屋外配电装置的布置是将所有开关设备和载流导体徭天安装在基础、支架或构架上。

2. 屋外配电装置设计

例 l，某小型火电厂 2004 年 6 月进行可研及初步设计，2005 年5 月完成技施设计，2007 年 10 月试运行，该电厂装机 2×6000kVA，发电机出口电压 6300kV，主变容量 2×6300kVA，电压38.5／6.3kV。35kV 出线 6 回，其中备用 2 回，6.3kV 直馈线 4 回。35kV、6.3kV侧均采用单母线分段接线。

（1）户外升压站(长×宽)21.6m×43.5m，电气平面布置时，没有考虑到地形情况，采用平坡式布置，使土建开挖量增大，增加了出险难度。原因：对电厂地形资料缺少了解，设计人员也没有到实际现场，缺少感性认识。

（2）高压开关室(长×宽)21.6×5.4m，6.3kV 开关柜采用单列布置共 17 面柜。直馈线、发电机出线、二次电缆均通过开关室的电缆隧道，隧道较长。隧道设计时考虑了照明器安装位置，但电照设计时对隧道照明没有重视，使电缆敷设困难，也不利于日后维护。

（3）35kV出线隔离开关与出线的连线太直，没有弧度，不美观。原因：电气安装时为节省导线。

（4）厂变采用三相油浸式变压器，容量 1000kVA，电压 6.3／0.4kV。其电气布置时。缺少集油坑和维护设施。外形尺寸(长×宽×高)2196mm×1300ram×2575mm，重 3.5t。厂变维护通道小，搬运困难。原因：电气与土建设计配合不当。

例 2，某地一坝后式小型水电站 2008 年技施设计，2009 年建成。该电站装机 2×1000kW，卧式机组，发电机出口电压 6.3kV，主变容量 2500kvA，电压 35／6.3kV。35kV出线 1 回，6.3kV直馈线 l回，6.3kV直馈线还连接有一台功率为 55kw的小水轮发电机，出口电压 0.4kV。

高压开关室(长×宽)4.93m×8.37m，开关柜采用双列布置共 8面柜。由于水工建筑和电气设计是两个单位，配合不当，致使厂房建成后，6.3kV开关柜设备带电母线部分小于 20mm，不利维护、维修，给安全运行带来隐患。

通过以上两例分析，很清楚地看到，由于专业与专业之间配合不当，设计、管理中的疏忽，使工程出现问题，运行维护不便。设计单位、建设单位、使用单位三方应协调一致，审图及施工中发现问题应及时早解决。

3. 屋内配电装置设计

下面就以110kV 屋内配电装置为例进行阐述。

3.1 设备选型特点

3.1.1 设备选用无油化设备。如采用 SF6 断路器，穿墙套管采用干式设备，6kV 开关柜选用 KYN28A- 12 金属铠装封闭型移动式中置柜，内配 ZN63A- 12 型真空断路器。彻底解决好变电站防火问题，提高变电站运行安全性。

3.1.2 选用可靠性高的合资企业产品。如采用西门子(杭州)高压开关有限公司的 3APlFG- 145 型高性能断路器，穿墙套管采用可靠、事故率低、维修少的干式设备。从设备选型开始就严格要求，为变电站运行可靠性打下基础。

3.1.3 选用集成度高的设备。由于变电站所在的场地面积有限，我们必须紧凑布置，压缩占地也是变电站的一项很主要的任务，因此我们除在配电装置布置上想办法外，在设备选型上就扩建变电站布置要求，采用集成度高的设备，压缩配电装置布置尺寸。如 110kV电流互感器不选用独立设备，均选用装在穿墙套管和变压器套管上的组合式结构。

3.1.4 另为节约占地，110kV 隔离开关采用 GW5- 110III 型水平开启式，6kV并联电容补偿装置采用集合式并联电容器，主母线采用管型母线等宜紧凑布置设备和材料。GW5- 110III 型水平开启式隔离开关。因其底座较小，宜适用正装、斜装等各种安装方式，在屋内布置时可使空间得到充分利用。

3.2 屋内配电装置布置

110kV采用户内布置上下两层结构，进出线间隔均采用软导线与主变及线路相连。屋内配电装置间隔宽 6.6m，配电室长 33m，宽11m，设在 5m、11.6m 层，两层室内中间均留有检修和巡视通道。110kV 屋内配电装置主要设备安装均采用钢结构支架，5m 层除SF6 断路器外均采用间隔间设跨接工字钢做为设备支架。整体布置紧凑、清晰、简洁。

3.3 设备安装

110kV设备为户内安装方式，110kV断路器、隔离开关、电压互感器、电流互感器、主母线、设备支架、金具、连接引线等均布置在户内。为了保证配电装置设备安装调试的顺利进行，我们在设计初期就对设备安装和调试的方便性给予高度重视。

3.3.1 主母线采用管母、设备引线采用软导线。有些工程母线及引下线均采用铝管，由于它们的固定和连接比较复杂，安装检修均感不便，会使隔离开关棒式绝缘子的端部晃动甚至断裂，故本工程从安装方便充分采用钢芯铝绞线。

3.3.2 断路器采用设备及其支架整体结构，厂家成套供应，减少现场安装调试工作量。

3.3.3 穿墙套管采用干式设备，使得设备的安装、调试、检验更加简化。

4. 屋内外配电装置布置时应注意的事项

4.1 屋内外配电装置导线的弧垂与跨度之比，一般为 l/15—1/30。

4.2 配电装置的出线走廊宽度：线路的杆塔结构布置为单回路水平排列杆塔无拉力时，35kV要求出线走廊宽度为 12m，110kV 出线走廊宽度为 15m；线路的杆塔结构布置为单回垂直排列杆塔无拉力时，35kV 要求出线走廊宽度为 8.1m，l l0kV 出线走廊宽度可为l0m。

4.3 对配电装置中弧垂的要求：35kV母线弧垂 1.0m；进出线弧垂为 0.7m；110kV母线弧垂 0.9—1.1m；进出线弧垂为 0.9—1.1m。

4.4 对配电装置中构架高度、宽度的规定：35kV母线门型构架高度为 5.5m，宽度为 5m；1l0kV母线门型构架高度为 7.3m。宽度为8m。

4.5 配电装置采用耐绝缘子片数一般为：海拔高度 2000m以下时，35kV为 4 片，110kV为 9—8 片。

4.6 主变贮坑的尺寸一般较设备外廊尺寸大 lm。坑内有排油管，可将油排至安全处。贮油坑中垫卵石可以吸收 20％的设备油量。公共集油池的容量，按最大的一台充油电气设备的全量确定。

4.7 屋内配电装置室地平面应高出室外地平 0.3m以上。

4.8 屋外升压站电气平面布置时，应充分考虑地形情况，当自然坡度大于 5％～8％时，应充分采用阶梯式布置。当自然坡度小于5％时，可采用平坡式布置。

4.9 屋外配电装置设计时，对地表、地质情况应详细了解，如：土壤性质、承载力、地下水位等。

结语

综上所述，配电设计的质量直接关系到配电的安全，配电装置必须按照有关规程规范设计，理论联系实际。在火电厂电气设计中，首先，设计人员应对工作认真负责，精益求精，校核人员应严格效对。对现场收集的资料，要认真研究总结。多方听取合理意见，多参观学习，提高自身素质。要加强每个人员的责任心，精心勘测精心设计。

参考文献：

[1] 张永佛编著.变电所址选择与总布置.北京:水利电力出版社,2005

[2] 西北电力设计院主编.电力工程设计手册:电气一次部分.北京:水利电力出版社,2007

[3] 强尧臣主编.小型水电站机电设计手册:电气一次部分.北京:水利电力出版社,2000