电厂供配电系统电气设计分析
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摘 要：众所周知，电力能源是当下社会发展不可或缺的物质基础，只有保证电厂安全、高效的运行才能实现优质供电，而电气设计作为供配电系统的关键环节，更值得关注和强化。本文以电厂供配电系统电气设计的重要性为切入点，就其设计要点作了分析，以供参考。
关键词：电厂；供配电系统；电气设计
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.152
随着人们对电厂供电需求的增长和稳定性要求的提高，如何优化电厂供配电系统电气设计变得越来越重要，期间不仅需要考虑电厂的生产条件和发展规划，还要兼顾其经济性和可靠性，因此对电厂供配电系统电气设计分析有着十分重要的现实意义。
1 电厂供配电系统电气设计的重要性
对于电力供配电系统而言，必须加强无功功率控制来提高功率因数，以此提高设备利用效率，进而减少浪费现象，提高电厂运行效益，而这需要以科学合理的电气设计为前提，同时为向社会输送稳定优质的电源，还应确保电气设计经济可靠，换句话说，供配电电气系统就相当于电厂的动力来源，若其设计不合理有缺陷，势必会严重影响供配电系统的运作状态，除了导致电厂系统因外在自我保护而出现瘫痪外，还可能引发火灾等安全事故，可见加强电厂供配电系统电气设计的合理性与可靠性是重要且必要的。
2 电厂供配电系统电气设计要点分析
（1）遵守基本的设计原则。电厂供配电系统电气设计如果脱离基本的设计原则，即使再先进、可靠也是不合理的、不适用的，因此工作人员应在设计之初结合电厂实际情况，对供配电系统电气设计采取失效模式分析，根據发现的潜在隐患和问题予以预防，并仔细考虑影响因素的控制对策，以此减少不必要的设计缺陷，提高电气设计质量。
一般情况下，电厂供配电系统电气设计应遵循以下几点原则：以人为本的安性原则；任何项目设计无论大小重要与否都是以安全为基础前提的，若安全都难以保障那么效益便无从谈起。因此电厂外在的工作电压的设计值应低于人体安全电压且保持稳定，如此一来，当系统发生故障时方便工作人员安全进入进行检修和维护；对于电气设计中的控制系统，既要能有效控制整体和部分系统，还应具备优良可靠的切断功能，保证电路运行安全等。经济可靠性；目前电厂相继采用了智能化电气设备装置，虽然性能和效率均明显提升，但也增加了成本支出，所以在电气设计过程中应在不影响设备功能和需求的基础上，对电气设备的选择进行综合权衡和优化部署，尽量选择性价比高的电气设备，以期用最小的投资发挥最大的效益[1]。环保节能，电气系统运行时既需要能源的支持也会产生一定的污染，故为响应国家低碳节能的环保理念，需要选用低功耗、少污染的电气设备装置，通过节省电能减少污染，提高电厂供配电电气系统的综合效益。
（2）注重电力负荷的计算。电力负荷的预测和计算是电厂供配电系统电气设计的关键环节，通常按照可靠性能和电力中断的影响程度可将其划分为三个等级负荷，其中一级负荷指的是电力系统中断对社会用电造成的区域性影响，所以对一级负荷的连续性要求是最高的，需要重视并选用组合式供电模式，如可主电源系统的基础上设置发电转换装置等辅助设备，当一电源失效时可通过另一电源及时补充电力，这样的话不仅能保证供配电系统正常运行，还能为故障检修争取时间，同时最大限度的降低对社会供电的不良影响[2]。相比之下，二级负荷和三级负荷的影响依次递减，其中三级负荷断电时可自行恢复正常，不用人员进行维修也不会影响社会正常用电。
（3）使用节能的设备和技术。电厂为社会输送了大量、稳定的电源，极大的满足了社会需求、促进了经济发展， 这一点不可否认，但电厂供配电电气系统在运行的过程中存在严重的资源消耗和浪费问题，所以应适应低碳环保的新形势，在电气设计中引入节能、高效的电气设备或者节能技术。
如根据自身条件，对变压器、电动机等容量、功率、性能、数量等进行合理选取、部署和接法优化，通过合理降低其运行电压提高设备的功率因数，进而实现节能降耗。对于变压器节能还可以增设自动调压器装置来保证变压器电压输出恒定，或者采用无功补偿技术降低电网负载电流，减少变压器的有功损耗和无功损耗。面对复杂多样的电气设备，彼此之间不当的连接方式也是实现节能的有力切入点，针对大型、轻型、小型电气设备可分别采用△连接方式、γ连接方式和γ-△连接方式，同时配以智能控制和转化技术，降低电气设备能源消耗[3]。值得一提的是，在电厂供配电系统电气设计中采用一、两种节能措施通常效果不佳，需要电厂从现实出发制定完善的电气设计节能方案。
（4）加强电气自动化控制和管理。电厂供配电系统中的电气设备的正常运行，需要以大量准确的命令操作为基础，所以为减少人工错误切换，需要在电气系统中重视和优化自动化控制设计。具体来说首先需要选择合适的自动化监控技术，若条件允许，建议优先考虑响应快速、维护方便、技术成熟的集中式自动化监控，结合涵盖配电、变电、供电等环节的计算机系统，对所收集的监控信息加以整合和分析，通过智能化的自动检测准确发现电气设备异常，为后续检修提供数据参考。同时选用结合了计算机与继电器控制的仿真技术，通过智能的柔性转化与控制降低电气设备能耗，协调供配电系统有序运行。其实PLC控制技术也有一定的优势，它克服了继电器控制触点接线复杂、高功耗以及灵活性差的弊端，只需简单的操作便可减少电气系统故障概率，并增强其可靠性和抗干扰性，而且具有的自我诊断功能有利于故障的及时排除等。故电厂供配电系统电气自动化控制设计有较大的选择性，且各有各的特点和优势，需要工作人员根据电气功能和实际需要选择最合适、最有效、最可靠的自动化控制方式。
3 结束语
由上可知，重视并优化电厂供配电系统电气设计意义重大，是适应与日俱增的电力需求的必然选择，也是促进自身长远发展的有效途径，这就要求电厂立足现实情况，综合考虑相关因素，积极引进先进理念和技术工艺，切实提高电气设计质量，改善电厂运行效率和效益。
参考文献：
[1]敖继军.发电厂供配电系统的电气设计探讨[J].江西建材，2016
（18）：209-210.
[2]孙丹丹.绥化大唐热电发电厂电气系统研究[D].吉林大学，2017.
[3]姚雯，张慧新.IGCC电厂电气设计优化思路[J].电力勘测设计，2016（03）：52-55.
作者简介：冯波（1985-），男，陕西西安人，本科，机电工程师，从事生产机电技术管理工作。
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