发电厂电气部分这门课, 是电气工程专业的核心课程, 它主要研究了发电厂里那些电气设备的选择、电气主接线的规划与设计、厂用电系统的构建, 以及高电压技术的应用等等内容, 这门课程遵循“安全、经济、可靠、灵活”这四个方面的设计原则, 把从电源端到用户端的完整电气链路全部贯穿其中, 下面我们就按照模块来梳理一下各个章节的核心考点都有些什么。
电气主接线
主接线这个部分, 它是发电厂电气设计里面的核心骨架, 所以我们得把力气重点放在掌握单母线、单母线分段、双母线、桥形接线这四种基本形式的结构特征和适用场景上面, 而判断的核心依据呢, 就是断路器数量、供电可靠性等级以及运行灵活性这些方面, 桥形接线这种形式, 一般是用在两回进线和两台主变的中小型电厂里边的, 至于双母线这种形式, 它通常是适用于那些大型电厂有多回应出线、而且需要频繁去切换母线的那些特定场景的。
这种考试里经常出现的一种高频题型是给出某个电厂的参数情况, 让你来选择主接线的具体形式, 并且还要把选型的理由给说清楚, 你在答题的时候, 是必须要写出关于可靠性、经济性以及灵活性这几方面的对比分析的内容的。
电气设备选择
本章的关键内容在于对断路器的额定参数、隔离开关的额定参数、互感器的额定参数以及电抗器的额定参数进行校验操作。具体而言, 断路器需要进行三项条件的检验工作, 这些条件包含了最大的短路电流情况, 涵盖了额定电压这一指标, 还包括了开断容量的相关数据。
与此同时, 隔离开关也需要按照特定的标准来执行校验任务, 该校验流程包括了额定电压的检查环节, 落实额定电流的核实步骤, 并且要评估动热稳定状态的相关条件。针对电流互感器与电压互感器这两类设备, 必须对准确级进行深入校验, 同时要核查容量大小是否达标, 还需验证变比数值的合理性。
至于电抗器, 其在电路中的主要用途是用来降低短路电流的强度, 因此在选择电抗器时, 需要确保经过限制处理后的短路电流数值, 严格控制在设备所能承受的最大允许值以内。在实施计算流程的时候, 需要着重关注短路电流里面的周期分量和非周期分量相互叠加的情况。
时间常数tau取的具体数值会直接对峰值电流的计算结果产生重要的影响。
厂用电系统
厂用电系统负责为电厂内部的各类辅助设备提供电力支持, 这些设备具体包含了风机、水泵、输煤设备以及照明设施等。该系统在结构上被划分为工作电源与备用电源两部分。
其中存在若干核心考点需要予以关注, 其一涉及厂用变压器容量的确定方式；这一容量需要根据计算负荷来选定, 同时还要纳入启动电动机所产生的附加负荷进行综合考虑。
其二是关于工作电源与备用电源之间的切换逻辑安排；通常情况下电源由本厂的变压器直接向用户提供；若发生厂用电全面中断的情况, 则应当通过邻近母线借助联络断路器来实现电力的恢复供电。其三是为了防止厂用电出现全停现象而设计的一些闭锁相关措施。
通常来说, 高压厂用电方面, 大家一般是会用6 kV或者10 kV的电压。而对于低压厂用电的情况而言, 则一般采用的是380 V或者220 V这样的电压等级。
高电压与绝缘
要重点掌握大气过电压, 也就是雷电引起的过电压, 以及内部过电压, 包括操作引起的和谐振引起的, 是怎么产生的, 还有怎么防护。雷电的防护措施, 主要包括三部分, 第一部分是接闪器, 像避雷针、避雷线这些都属于接闪器的范畴；第二部分叫做引下线；第三部分叫做接地装置。
在设备绝缘防护方面, 主要是采用避雷器来限制过电压的幅度, 其中金属氧化物避雷器是使用最多的。至于内部过电压的防护, 主要通过两个方面实现, 第一个方面是限制操作过电压, 办法比如使用合闸电阻或者并联电容；第二个方面是防止谐振过电压, 通常可以使用消弧线圈来实现。
在考试中, 经常会考查关于某电压等级设备的雷电冲击 withstand 电压与操作冲击 withstand 电压进行对比的问题, 并且也会涉及到避雷器选型的内容。
接地与防雷
发电厂的接地措施一般可以分成工作接地、保护接地和防雷接地这三大类。针对有效接地系统, 也就是那些电压等级在110千伏及以上的系统, 它们的中性点采取直接接地的方式, 一旦发生了单相接地故障, 情况就等于金属性的短路, 相应的保护装置会动作并跳闸。
而对于非有效接地系统, 包括那些电压等级为35千伏及以下的系统, 其中性点要么是不接地, 要么是经过消弧线圈进行接地, 这类系统在发生单相接地故障时, 允许继续运行的时间是2小时。
防雷设计里面, 避雷针保护范围的计算（滚球法）属于那种高频的计算题目, 必须得把滚球半径与电压等级的对应关系熟练运用起来。
高频考点速查
复习方面的建议是: 首先要对各个章节里的定义以及结构图进行通读, 然后再去处理那些关于短路计算的公式推导和设备校验的内容, 之后还要使用对比表格的方法, 把容易产生混淆的概念区分开来, 比如说避雷器和避雷针、工作接地和保护接地等等, 到了考前集中性地刷计算题的话, 就足以覆盖90以上百分之多的题型了。
