浅谈热力站的电气设计

关键词：热力站；电气设计；负荷分级 

　　1 热力站的负荷分级 

　　关于热力站，在手册和规范上没有明确的说明属于到哪级负荷，从其重要性考虑，一旦停电，热力站就无法正常运行的角度来看，在条件允许的情况下，可按照二级负荷计算。二级负荷，宜采用两回线路供电；在供电条件不好的地方，负荷较小的可由一路6kV及以上专用的架空线路供电或采用两根电缆供电，其每根电缆应能承担全部的二级负荷；第二回路可来自地区的电力网或邻近单位，也可采用柴油发电机组。在设计时尽量找到第二回路电源，以保证热力站安全有效的运行。在设计明湖、汇景热力站时，就考虑了两回线路供电。在八百垧直供改间供项目中，由于原有热力站的条件有限，不能实现热力站的两回线路供电，因而只能维持原有的单电源供电方式。设计时建议甲方几个邻近的热力站配备一套柴油发电机组，一旦哪个热力站供电出现问题，能及时维持供电。 

　　2 热力站的负荷计算 

　　热力站的负荷计算主要考虑的内容有设备容量、计算容量、计算电流及尖峰电流。 

　　设备容量也称安装容量，它是用户安装的所有用电设备的额定容量或额定功率之和，是配电系统设计和计算的基本资料和依据。通常用Pe表示。设计时一定要注意，备用负荷不能计算在设备容量之内。 

　　计算容量也称计算负荷，需要负荷或最大负荷。它标志用户的最大用电功率，是配电设计时选择变压器，确定备用电源容量、无功补偿容量和季节性负荷的依据，也是计算配电系统各回路中电流的依据。用Pjs表示。根据每个热力站循环泵、补水泵的台数不同，选择不同的需要系数Kx，可参照手册的相关表格内的要求去选择。根据公式Pjs = Kx * Pe ，计算出整个热力站的计算负荷。 

　　计算电流，是计算负荷在额定电压下的电流。它是配电变压器、导体、电器、计算电压偏差、功率损耗的依据。也可以作为电能损耗及无功补偿的计算依据。根据公式Pjs = √3 UeIcosφ，其中Ue=380V，cosφ可查表，即可算出计算电流I。视在功率Sjs，公式Sjs = Pjs/cosφ；无功补偿功率Qjs，公式Qjs =√Sjs2- Pjs2。通过这些公式就可以确定变压器容量和无功补偿容量。 

　　尖峰电流是负荷短时（如电动机起动等）最大电流，它是计算电压降、电压波动和选择导体、电器及保护元件的依据。起动电流是额定电流的6～7倍。在电机起动时，电流的突然增加会对电网有一定的冲击。所以在设计时，通常都选用变频或软启动，通过变频器或软启动器的原理，降低了起动电流，减少了对电网的冲击。在选择断路器时，尽管断路器有一定范围，允许设备短时超流，实际运行的经验告诉我们，断路器的选择还是要稍微大一级，也不能无限的大，应该电缆的载流量之内，才能保证安全运行。 

　　3 设计时应该注意的一些问题 

　　3.1 针对与电力部门结合的问题 

　　首先，设计时要考虑由于负荷的增加，上级的变电所、开关、母线及高压线缆能不能满足增容的需要，要考虑全面，经过计算，看是否满足增容的要求。其次，设计时要和电力部分结合好，最好以书面的方式结合，以免以后出现问题，界定不出那边出现的问题。电力部门有要求一些开关设备的型号，尤其是远程计量，一定得做好记录，并让有关部门签字，盖章。做完初步设计图纸后，最好出一份白图，再去结合一下，避免在有漏掉的地方。 

　　3.2 针对计算负荷时要留有一些“备用”的问题 

　　这部分“备用”负荷，是为一旦热力站有负荷变化时备用的。这种请况有很多。例如：设备的最终功率是在招标后才定下来，国产泵的功率要比进口泵的功率要大。设计时，甲方一般都要求用进口泵，但招标下来的有时候就是国产泵。这样热力站的负荷就要增大，施工图出了、变压器的负荷都定下来了就不容易增加了。留有“备用”负荷，就可以避免这个问题的出现。“备用”负荷预留的多少，可根据热力站的情况而定，一般情况下可按照同样扬程的条件下，国产泵比进口泵大一个等级预留。预留时可预留大一个等级的负荷进行预留。 

　　3.3 针对热力站，避免“打架”的问题 

　　地下热力站主要是考虑电缆桥架的敷设。电缆桥架的高度按照规范要求，宜高出地面2.2m以上。敷设电缆桥架时，一定要注意与门位置关系。在明湖花园地下热力站，门就具有一定的标高，门的上边缘距地有的达到3.5m。假如没有注意到这个问题，还按照统一的2.2m电缆桥架设计时，就有可能出现电缆桥架与门“打架”的问题。设计时应考虑到避让，绕过门口。 

　　3.4 针对热力站等电位联结箱的问题 

　　等电位联结箱的设计是规范中要求的，总进户处做总等电位联结，要求接地电阻R≤10Ω，施工参见图集02D501-2。等电位联结箱底装高0.5m。要求将所有不带电的设备金属外壳，以及水管、电缆进户管均与等电位箱联结。于总等电位箱下方距建筑3m外做接地装置一组。接地装置安装具体做法见图集03D501-4-11。热力站的进出管线很多，做等电位联结尤为重要。地下热力站更要注意等电位联结箱的设计，设计时要与土建专业结合考虑好预留洞的问题。地上的热力站没做可以后补，而地下的热力站一旦建设完成，就很难补救了，重新打洞就会有可能破坏防水层，造成地下热力站从墙体渗水的现象。设计时能考虑到这个问题就可以避免这个问题的出现。 

　　3.5 针对热力站通风的问题 

　　对于地上热力站采用自然通风就没有问题了，通风的问题显得不是那么明显，而对于地下热力站的通风问题就显得很重要了。配电柜及柜内电气元件、PLC控制柜及柜内电气元件、电缆桥架及热工阀门都是裸露在外面的，对潮气都有一定的要求，一旦潮气不能及时排出，就会造成柜体及柜内元器件的腐蚀，影响供电的安全性和可靠性，影响仪表数据测量的准确性和及时的传输特性。地下热力站多位于地下车库的一个角落，有一面或两面的墙是建筑外墙，这就造成热力站的潮气非常大。地下室本身具有一定的排风设施，这个排风设施是对整个地下室的。这就要求设计时，应要求热工专业增设排风设施，尤其是在配电间内要多加些通风口。 

　　结语 

　　热力站电气系统在整个热力站的运行中起到非常大的作用。设计时要考虑的非常全面，每个回路都要精心计算，通过供电的安全可靠，保证了循环泵、补水泵、站内仪表及控制系统的平稳运行，为热力站的运行保驾护航。使千家万户在这寒冷的冬季得到了温暖。 

　　参考文献 

　　[1]工业与民用配电设计手册第三版. 

　　[2]全国民用建筑工程设计技术措施.2003. 

　　[3]GB50217-2007电力工程电缆设计规范[S]. 

　　[4]GB50052-2009，供配电系统设计规范[S].