浅谈火力发电厂电气设计中低压配电接线安全性

戴英劼

摘要：随着电力改革的不断发展，电网建设规模不断扩大，各项生产和生活活动对电力能源的需求量也不断增加，这就增加了火力发电厂运营压力。火力发电厂进行电力能源生产和供应，涉及的电力设备及电力生产系统十分复杂，低压配电系统直接关系到火力发电厂电力供应水平，因此，在电气设计中要重点针对低压配电系统进行科学、合理的完善，提高低压配电系统的安全性、可靠性。对于低压配电接线系统而言最重要的就是做好接地保护的设计，减少系统故障的发生以及造成的损害。火力发电厂管理人员还要根据低压配电接线的电气设计特点积极采取有效措施，提升低压配电接线的安全性。

关键词：火力发电厂；电气设计；低压配电接线；安全性

引言：火力发电厂电气设计中低压配电接线的安全性主要和其接地方式有关，火力发电厂要结合自身的运行情况和实际需求，选择合适的系统设计方案，例如IT系统、TT系统、TN系统等，通过有效的接地保护措施，减少火电厂的电力事故，维护火力发电厂的正常运行，保证供电的稳定性和安全性。

1. 火力发电厂电气设计中低压配电接线分析

1.1低压配电IT接线

IT系统是一种三相三线式的配电系统，稳定性和安全性都较高，能够实现不间断供电，其基本结构如图1所示。IT系统中，电源端口的带电区域采用高电阻、高阻抗或者高电抗的接地方式实现接地保护，而变压器通常不设置接地保护，各个电气设备的外露导电部分要采用直接接地的保护方式。IT系统中，如果一相线路发生接地故障，由于接地电流较小不会影响整个配电系统的平衡性和稳定性，其他相的线路还可以保持正常的电力供应。

1.2低压配电TT接线

低压配电TT系统的电气设计方案主要是在电源中性点采用直接接地的保护方式，并且电气设备的外露导电部分也要进行直接接地，即电气设备的金属外壳都要形成一个单独的接地系统，这样的设计使得电源端的接地线与负荷侧的接地线失去联系，当发生故障后，故障电流无法通过PE线路进入其他电力设备，从而减少了故障范围的扩大。低压配电TT系统的优势就在于避免了电力设备接地保护的相互干扰问题，电源中性点的接地设置也不会对电力设备的运行产生影响。通常而言，低压配电TT系统在电力设备较少、用电量较低、用电要求不高的电力系统中应用较多。

1.3低压配电TN接线

低压配电TN系统在火电厂电气设计中也较为常见，其设计特点是通过一根保护线将所有电气设备的外壳连接到一起，在配电网中性点进行接地保护，从而形成一个统一的接地保护系统。在低压配电TN系统电气设计中，要严格检查电力线路的横截面积，在满足国家電力行业规定的基础上，实现保护线的有效连接，同时，为避免故障电流过大或金属性短路问题，还需要利用电流保护器实现对电路负荷的保护。常见的低压配电TN系统还可以划分为TN-S模式、TN-C-S模式和TN-C模式，其中，TN-S模式采用三相四线加上PE线的结构设计，N线和PE线相互独立；TN-C-S模式则是将N线和PE线结合在一起，形成一种接地系统，在各种危险作业场所较为常见；TN-C模式连接方式较为简单，采用的是较为常见的三相四线接线模式[1]。

2. 提升火力发电厂低压配电接线安全性的措施

2.1断路器选择

首先，变压器低压侧进线断路器的框架电流安倍数，不宜小于变压器额定容量的两倍。例如，1000kVA的变压器，其低压侧进线断路器的框架额定电流应选择为2000A；其次，变压器低压侧进线断路器过负荷长延时整定电流，应参照变压器的过负荷能力确定，带强迫风冷的干式变压器的过负荷能力，一般为变压器额定容量的1.2～1.4倍。例如，1000kVA的干式变压器，其低压侧进线断路器的过负荷长延时整定电流值宜定为1800A；最后，变压器低压侧进线断路器的短路短延时整定电流，宜为其长延时整定电流的3～5倍，延时时间为0.4s。具体选为3倍、4倍还是5倍，不是任意的，所选倍数应根据实际需要确定。在满足保护动作选择性配合要求的前提前下，整定倍数越小，保护动作越灵敏，就越安全，当所有馈出回路的负荷计算电流都很小，其保护断路器的过负荷长延时及短路速断整定电流值也都不大时，将联络开关和变压器低压侧进线开关的短路短延时都整定为其过负荷长延时的3倍，便既可满足各级开关短路保护的级差要求，又能在短路电流较小时便迅速地切除故障，则取为3倍更合理。联络断路器的过负荷长延时及短路短延时电流值，均应比进线断路器的整定电流值小1.3倍，联络断路器的短路短延时的延时时间为0.3s。

2.2加强系统的运行维护

为了使火力发电厂低压配电系统的安全性能得到全面保障，除了对漏电断路器进行运用之外，还应当对有关工作人员的综合素质进行全面提升，通过人员素养的优化与提高保证系统的安全可靠运行。其主要包括以下几个方面：第一，作为火力发电厂，应当强化组织并开展安全理论知识教育活动，使工作人员能够意识到配电系统安全运行的重要性，帮助工作人员树立安全用电观念，不断实现安全用电意识的提升，为各项工作的安全、顺利开展奠定良好基础。第二，针对有关工作人员，应当定期或不定期开展相关专业技术培训，使工作人员在对电气设计与配电系统的技术知识进行了解的前提下，并进行深入掌握，能够对系统所有技术工作原理牢记，并以此为前提，将所学习的知识内容应用到实际工作中去，进而实现低压配电系统运行维护效率的显著提高。第三，伴随着社会与经济突飞猛进的发展，科学技术更是日新月异，作为火力发电厂应当与时俱进，强化开展新技术、新工艺的研发与应用工作，以此来实现低压配电系统运行效率的提升[2]。

2.3设置主接线安全控制

低压配电系统的主接线好像是大树的树干一样，它一般会分出多个枝杈，分布非常广泛，在电力系统一旦出现故障的时候会对整体产生影响。所以在高层建筑电气设计低压配电的时候，通常会采取集成取电的方式，尽量减少工程的投资。设计人员在进行低压配电设计时，通常会采用380V/220V的交流放射式树干形式.这种方式可以在一定程度上确保系统主线的安全，如果高层建筑采取集中性供电的方式，就可以选择放射性供电模式，对于一般负荷量就要采用放射式与树干式相结合的供电模式。

结论：

简而言之，低压配电接线作为火力发电厂电气设计的重要环节，承担着为各种电力设备提供电力能源等重要任务，是提升电力生产和供应的基础保障。论文从IT系统、TT系统和TN系统等接地方式探讨了火力发电厂电气设计中低压配电接线安全性，并提出了一些提升火力发电厂低压配电接线安全性的措施，以供相关工作者参考[3]。

参考文献：

[1]张天奇，电厂低压配电系统的安全性分析[J].电子世界，2018（05）：126-128.

[2]曹剑锋.火力发电厂电气设计中低压配电系统安全性探讨[J].科技创新与应用，2014（14）：150.

[3]李禹江.火力发电厂电气设计中低压配电接线安全性探讨[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2017（11）：156-157.