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【摘 要】随着我国经济的发展，使得对电力资源的需要与日俱增。对于电厂的设计和建设就提出了新的要求，本文就对如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性进行论述和研究。
【关键词】电厂电气设计；可靠性；经济性
引言
现代化发电厂必须科学的进行综合设计，在多种相关专业的协调配合下，完成统一的电厂建设，其中一个极其重要的环节就是电气设计。电气设计的可靠性和经济性是电气设计考虑的主要因素，本文主要依据这两点主要因素展开分析讨论，对提高电厂电气设计的可靠性和经济性进行了简单阐述。
一、提高电厂电气设计四个阶段的可靠性和经济性
完成发电、变电、配电系统设计，保证电能畅通安全、可靠地输入电力系统，以最低的能源消耗创造最高的经济效益是电气设计的最终目标。根据基本的电厂建设程序，对于新建的发电厂设计主要由四个阶段组成，包括可行性研究报告阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段。在这四个阶段，电气设计工作人员要切实落实可靠性和经济性的理念，从而提高电厂电气的可靠性和经济性。
1、可行性研究报告阶段
配合与电气设计有关的各专业，从宏观的角度综合分析，论证建厂的必要性、可行性和经济性，并预计工程产生的效益写出书面报告，报上级主管部门审批。通过这个步骤，可以预算建设发电厂的资源消耗情况，对后面建设采用技术、购买设备和采取的措施提供依据，从而使发电站的建设更具可靠性和经济性。
2、初步设计阶段
初步设计阶段的内容包括。（1）设计任务：通过技术、经济论证，确定发电厂电气主接线的最优方案。提出主要电器设备的清单，并编制概算。（2）设计文件：由文字说明书及所附设计图纸和概算表组成，其个设计图纸有简化的电气主接线方案比较图、电气主接线图、屋内外配电装置布置图和电厂综合自动控制系统方框图等。
3、设计内容如下
（1）设计依据及原始资料的收集和分析。（2）电气主接线设计。（3）厂区和泵房供电系统设计。（4）短路电流计算及主要电气设备选择。（5）屋内、外配电装置布置。（6）根据本电厂在技术参数及布置上的要求，提出改进产品的意见及该产品试制项目。（7）编制电气部分概算表及其说明。
4、技术设计阶段
技术设计阶段在初步设计经有关主管部门审批后进行。技术设计阶段内容包括设计任务确定电气部分有关的技术问题，对主要设备提出技术规范。根据选出的设备修改配电装置的布置，并提出设备、构架、各层地面荷载等。（1）设计文件，由说明书、计算书、图纸及预算组成。（2）设计计算，内容短路电流计算、全厂电气设备选择、厂用电负荷统计及厂用设备选择、全厂照明计算、全厂防雷保护及接地计算、拉力弛度计算、高压配電装置电气绝缘校验及配合、大电流母线计算。（3）设计图纸电气主接线图、厂用电接线图、发电机电压配电装置平、断面图，变压器布置平、断面图，高压配电装置平、断面图，全厂电缆层、井、道建设规划图等。
5、施工设计阶段
施工设计阶段包括：（1）设计任务，在技术设计的基础上，完成各单项的驾部安装设计。（2）设计内容，发电机配电装置、主变压器、高压配建装置、厂用电设备、防雷、照明等的布置和安装设计。
二、提高电气主接线设计的可靠性和经济性
电气主接线作为电厂电力系统接线的重要组成部分，它的设计决定着发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量、连接方式和运行方式，对发电、变电、输配电的完成起着不可取代的作用。因此，全厂的电气设备选择、配电安装的布置、继电保护和自动装置的确定都与电气主接线的设计息息相关。电气主接线设计得好，就利于电力系统的安全可靠、运行畅通灵活、降低发电成本、提高经济效益。
1、设计原则
依照各阶段的设计任务内容，参考文字图解说明的前提下，坚持国家建设政策方针，严格要求电气建设技术规范、规程，联系工程具体问题，准确掌握设计资料，达到建厂标准和主要技术标准。
2、主变压器的选择
主变压器是指在发电厂中用来向电压系统或用户输送功率的变压器。主变压器的容量、台数影响着主接线的设计和配电装置的结构。选择主变压器一定根据发电厂的发展规划综合分析、合理选择，根据电气设计的可靠性和经济性来说，有两种方式可以进行选择主变压器。
（1）大型发电厂，指200MW及以上的发电机组主变压器的容量和台数应和发电机容量配套选用。遇到有两种升高电压的情况时，可以在两种升高压之间安装变压器，根据电压网络的交换功率选择容量。
（2）中小型发电厂，要坚持低投资高回报的方式使用三相式主变压器，但数量应该在两台以上，这样可以保证发电机供电可靠性。在两种升高电压时，机组容量在125MW以下时，应该使用三绕组变压器，使绕组的通过功率达到主变压器容量的15%以上，保证电能的畅通。
3、如何提高电气主接线设计的可靠性和经济性
根据一电力公司提供的资料，110kV总降10kV侧系统只考虑分列运行的条件下，最大运行方式的短路电流为25kA，计算单台的发电机提供的短路电流为14.98kA。由此，有三种方法进行比较选择电气主接线设计方案。
（1）在10kV并网联络线出口加装10%限流电抗器，两台发动机分列运行，经计算发电机出口10kV母线侧最大短路电流为27.64kA，系统侧10kV最大短路电流为34.53kA。
（2）在发电机出口加装10%限流电抗器，两台发动分列运行，发电机出口10kV母线侧最大短路电流为34.05kA，系统侧10kV最大短路电流为34.48kA。
（3）在发电机出口及母联处分别加装18%限流电抗器，两台发动允许并列运行，发电机出口10kV母线侧最大短路电流为36.7kA，系统侧10kV最大短路电流为37.2kA。从上述内容中可以看出，方案以为最佳的选择电气主接线方案，由上述内容我们可以分析以下两点。
第一，提高电气主接线可靠性。
电气主接线的可靠性表现为：在断路器检修时，保持供电连续性；如果线路、断路器等出现故障问题和母线隔离开关进行检修时，停运出现回路数少，且停电时间窜，能畅通的保证对其他的供电；降低和避免发电厂全厂停电；即使大型机组发生突发问题不能正常运行，也能较好的维持电力系统的运行，降低损失。停电频率是评估供电可靠性的主要指标，停电时间过长导致人们生产损失巨大，电力企业在电力市场的竞争力也会大幅度降低。提高电气主接线的可靠性，就必须按时检修电气主接线，解决电力机器出现故障时造成停电的问题，保证供电的通畅持续。
第二、提高电气主接线的经济性。
首先，根据初步设计和技术设计阶段与设备有关的内容，选择正确的主接线设备，节省投资。发电厂电气主接线应该简单明了，有技巧的实施短路电流限制，减少开关电气数量。选择物美价廉的电器或者轻型电器，降低基本投资；其次，缩小占地面积，大容量的发电厂要积极争取政府的扶持力度，在相关主管部门的允许下，选择一边运营一边完善电气建设的方式，分期投资和投建，最大限度的发挥经济效益；最后，降低电能损耗。变压器的电能损耗是发电厂中最主要的机器，所以在购置变压器时，要有需求的选择变压器类型、容量、数量，全方位的降低电能损耗度。
结束语
综上所述，提高电厂电气设计的可靠性和经济性不但可以保证电厂日常工作，还可以对我国的经济起到促进作用。这就要求相关部门要加强对电厂电气设计的重视，并对其进行严格的监管，只有这样才能真正的为我国的社会发展起到推动作用。
参考文献：
[1]宋协东.论如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性[J].《中国科技纵横》，2010，（14）.
[2]崔长宁.如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性[J].《科技资讯》，2012，（26）.
[3]王利.浅议如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性[J].《科技致富向导》，2014，（16）.
【关键词】电厂电气设计；可靠性；经济性
引言
现代化发电厂必须科学的进行综合设计，在多种相关专业的协调配合下，完成统一的电厂建设，其中一个极其重要的环节就是电气设计。电气设计的可靠性和经济性是电气设计考虑的主要因素，本文主要依据这两点主要因素展开分析讨论，对提高电厂电气设计的可靠性和经济性进行了简单阐述。
一、提高电厂电气设计四个阶段的可靠性和经济性
完成发电、变电、配电系统设计，保证电能畅通安全、可靠地输入电力系统，以最低的能源消耗创造最高的经济效益是电气设计的最终目标。根据基本的电厂建设程序，对于新建的发电厂设计主要由四个阶段组成，包括可行性研究报告阶段、初步设计阶段、技术设计阶段和施工设计阶段。在这四个阶段，电气设计工作人员要切实落实可靠性和经济性的理念，从而提高电厂电气的可靠性和经济性。
1、可行性研究报告阶段
配合与电气设计有关的各专业，从宏观的角度综合分析，论证建厂的必要性、可行性和经济性，并预计工程产生的效益写出书面报告，报上级主管部门审批。通过这个步骤，可以预算建设发电厂的资源消耗情况，对后面建设采用技术、购买设备和采取的措施提供依据，从而使发电站的建设更具可靠性和经济性。
2、初步设计阶段
初步设计阶段的内容包括。（1）设计任务：通过技术、经济论证，确定发电厂电气主接线的最优方案。提出主要电器设备的清单，并编制概算。（2）设计文件：由文字说明书及所附设计图纸和概算表组成，其个设计图纸有简化的电气主接线方案比较图、电气主接线图、屋内外配电装置布置图和电厂综合自动控制系统方框图等。
3、设计内容如下
（1）设计依据及原始资料的收集和分析。（2）电气主接线设计。（3）厂区和泵房供电系统设计。（4）短路电流计算及主要电气设备选择。（5）屋内、外配电装置布置。（6）根据本电厂在技术参数及布置上的要求，提出改进产品的意见及该产品试制项目。（7）编制电气部分概算表及其说明。
4、技术设计阶段
技术设计阶段在初步设计经有关主管部门审批后进行。技术设计阶段内容包括设计任务确定电气部分有关的技术问题，对主要设备提出技术规范。根据选出的设备修改配电装置的布置，并提出设备、构架、各层地面荷载等。（1）设计文件，由说明书、计算书、图纸及预算组成。（2）设计计算，内容短路电流计算、全厂电气设备选择、厂用电负荷统计及厂用设备选择、全厂照明计算、全厂防雷保护及接地计算、拉力弛度计算、高压配電装置电气绝缘校验及配合、大电流母线计算。（3）设计图纸电气主接线图、厂用电接线图、发电机电压配电装置平、断面图，变压器布置平、断面图，高压配电装置平、断面图，全厂电缆层、井、道建设规划图等。
5、施工设计阶段
施工设计阶段包括：（1）设计任务，在技术设计的基础上，完成各单项的驾部安装设计。（2）设计内容，发电机配电装置、主变压器、高压配建装置、厂用电设备、防雷、照明等的布置和安装设计。
二、提高电气主接线设计的可靠性和经济性
电气主接线作为电厂电力系统接线的重要组成部分，它的设计决定着发电机、变压器、线路和断路器等电气设备的数量、连接方式和运行方式，对发电、变电、输配电的完成起着不可取代的作用。因此，全厂的电气设备选择、配电安装的布置、继电保护和自动装置的确定都与电气主接线的设计息息相关。电气主接线设计得好，就利于电力系统的安全可靠、运行畅通灵活、降低发电成本、提高经济效益。
1、设计原则
依照各阶段的设计任务内容，参考文字图解说明的前提下，坚持国家建设政策方针，严格要求电气建设技术规范、规程，联系工程具体问题，准确掌握设计资料，达到建厂标准和主要技术标准。
2、主变压器的选择
主变压器是指在发电厂中用来向电压系统或用户输送功率的变压器。主变压器的容量、台数影响着主接线的设计和配电装置的结构。选择主变压器一定根据发电厂的发展规划综合分析、合理选择，根据电气设计的可靠性和经济性来说，有两种方式可以进行选择主变压器。
（1）大型发电厂，指200MW及以上的发电机组主变压器的容量和台数应和发电机容量配套选用。遇到有两种升高电压的情况时，可以在两种升高压之间安装变压器，根据电压网络的交换功率选择容量。
（2）中小型发电厂，要坚持低投资高回报的方式使用三相式主变压器，但数量应该在两台以上，这样可以保证发电机供电可靠性。在两种升高电压时，机组容量在125MW以下时，应该使用三绕组变压器，使绕组的通过功率达到主变压器容量的15%以上，保证电能的畅通。
3、如何提高电气主接线设计的可靠性和经济性
根据一电力公司提供的资料，110kV总降10kV侧系统只考虑分列运行的条件下，最大运行方式的短路电流为25kA，计算单台的发电机提供的短路电流为14.98kA。由此，有三种方法进行比较选择电气主接线设计方案。
（1）在10kV并网联络线出口加装10%限流电抗器，两台发动机分列运行，经计算发电机出口10kV母线侧最大短路电流为27.64kA，系统侧10kV最大短路电流为34.53kA。
（2）在发电机出口加装10%限流电抗器，两台发动分列运行，发电机出口10kV母线侧最大短路电流为34.05kA，系统侧10kV最大短路电流为34.48kA。
（3）在发电机出口及母联处分别加装18%限流电抗器，两台发动允许并列运行，发电机出口10kV母线侧最大短路电流为36.7kA，系统侧10kV最大短路电流为37.2kA。从上述内容中可以看出，方案以为最佳的选择电气主接线方案，由上述内容我们可以分析以下两点。
第一，提高电气主接线可靠性。
电气主接线的可靠性表现为：在断路器检修时，保持供电连续性；如果线路、断路器等出现故障问题和母线隔离开关进行检修时，停运出现回路数少，且停电时间窜，能畅通的保证对其他的供电；降低和避免发电厂全厂停电；即使大型机组发生突发问题不能正常运行，也能较好的维持电力系统的运行，降低损失。停电频率是评估供电可靠性的主要指标，停电时间过长导致人们生产损失巨大，电力企业在电力市场的竞争力也会大幅度降低。提高电气主接线的可靠性，就必须按时检修电气主接线，解决电力机器出现故障时造成停电的问题，保证供电的通畅持续。
第二、提高电气主接线的经济性。
首先，根据初步设计和技术设计阶段与设备有关的内容，选择正确的主接线设备，节省投资。发电厂电气主接线应该简单明了，有技巧的实施短路电流限制，减少开关电气数量。选择物美价廉的电器或者轻型电器，降低基本投资；其次，缩小占地面积，大容量的发电厂要积极争取政府的扶持力度，在相关主管部门的允许下，选择一边运营一边完善电气建设的方式，分期投资和投建，最大限度的发挥经济效益；最后，降低电能损耗。变压器的电能损耗是发电厂中最主要的机器，所以在购置变压器时，要有需求的选择变压器类型、容量、数量，全方位的降低电能损耗度。
结束语
综上所述，提高电厂电气设计的可靠性和经济性不但可以保证电厂日常工作，还可以对我国的经济起到促进作用。这就要求相关部门要加强对电厂电气设计的重视，并对其进行严格的监管，只有这样才能真正的为我国的社会发展起到推动作用。
参考文献：
[1]宋协东.论如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性[J].《中国科技纵横》，2010，（14）.
[2]崔长宁.如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性[J].《科技资讯》，2012，（26）.
[3]王利.浅议如何提高电厂电气设计的可靠性和经济性[J].《科技致富向导》，2014，（16）.