600MW等級火力發(fā)電機(jī)組電氣主接線的現(xiàn)狀分析

劉芳

摘 要： 從“九五”開始我國就逐漸發(fā)展600MW機(jī)組，因?yàn)槟軌驖M足我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和電力負(fù)荷的增長。本文對600MW等級火力發(fā)電機(jī)組電氣主接線的布置進(jìn)行了敘述，從而分析了600MW等級火力發(fā)電機(jī)組電氣主接線的現(xiàn)狀。

關(guān)鍵詞： 600MW；火力發(fā)電機(jī)組；電氣主接線

前言：近年來，我國的經(jīng)濟(jì)水平不斷提高，因此就對電力的負(fù)荷有了更高的要求。我國目前在火力發(fā)電機(jī)組選擇時秉承著大容量、高參數(shù)的原則。因此600MW等級的火力發(fā)電機(jī)組逐漸發(fā)展起來。600MW等級的火力發(fā)電機(jī)組一般適用于大型機(jī)組，不僅可以220V接入系統(tǒng)，當(dāng)容量過大的時候還可以接入500kV系統(tǒng)。隨著電網(wǎng)容量的擴(kuò)大，600MW機(jī)組的電廠規(guī)模也逐漸擴(kuò)大，雖然可以接入500kV系統(tǒng)，但是這也使得對電氣主接線的各個方面就有了更高的要求，因此涌現(xiàn)了更多的電氣主接線的設(shè)計(jì)方案。

一、600MW等級火力發(fā)電機(jī)組電氣主接線布置

（一）采用3/2接線和雙母接線

3/2接線是一般電廠在火力發(fā)電機(jī)容量為600MW時選擇500kW配電裝置時的接線方法。當(dāng)主接線采用3/2接線時，采用的布置方法就是3列式布置。3列式布置的優(yōu)點(diǎn)是在進(jìn)出線間隔少的同時占地面積還小。但是隨著電廠的規(guī)模越來越大，傳統(tǒng)的3列式布置已經(jīng)不能滿足電廠的基本需求，3列式布置的優(yōu)點(diǎn)就變成了缺點(diǎn)，因此，通過大量的實(shí)踐，在設(shè)計(jì)3/2接線的配電裝置應(yīng)用了平環(huán)布置和雙列布置。

一般情況下，500kV電壓等級選擇3/2接線可以保障系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性，但是，電網(wǎng)容量越來越大導(dǎo)致了系統(tǒng)短路的容量也成正比增長，為了減少短路容量，許多工程采用了雙母線接線。隨著設(shè)備開關(guān)質(zhì)量的提高，國產(chǎn)設(shè)備的質(zhì)量已接近于進(jìn)口設(shè)備的質(zhì)量，與此同時，500kV的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)也在逐漸加強(qiáng)，使得系統(tǒng)對可靠性的要求降低，因此采用雙母線接限也可以基本滿足系統(tǒng)對于可靠性的要求。雙母線接線方式雖然有著供電可靠、調(diào)度靈活、便于擴(kuò)建等優(yōu)點(diǎn)，但是使用設(shè)備多、配電裝置和繼電保護(hù)設(shè)計(jì)較復(fù)雜，投資大，而且系統(tǒng)倒閘操作中隔離開關(guān)操作頻繁，容易發(fā)生誤操作，操作方便性降低。

（二）采用發(fā)電機(jī)、變壓器、線路單元接線，發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器

發(fā)電機(jī)出口、經(jīng)主變壓器升壓后直接接入高壓線路進(jìn)入電網(wǎng)系統(tǒng)的接線方式稱為發(fā)電機(jī)、變壓器、電路單元接線，此種接線方式簡單、設(shè)備少、操作相對簡單、繼電保護(hù)設(shè)置簡單、投資少。但是運(yùn)行方式不夠靈活，發(fā)電機(jī)、主變、線路任一主要設(shè)備需要檢修，都影響其他設(shè)備的運(yùn)行。

所以，選擇在發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器可以使運(yùn)作過程更加靈活，當(dāng)發(fā)電機(jī)出現(xiàn)故障時可以從系統(tǒng)經(jīng)線路倒送電供給廠用，無需切換廠用電，還可以迅速隔離故障機(jī)組，保證電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。而且發(fā)電機(jī)組正常啟停時，可以減少主變高壓側(cè)斷路器的操作次數(shù)。但由于斷路器的價格本身就很貴，生產(chǎn)600MW容量的斷路器廠家又非常之少，呈現(xiàn)一種供不應(yīng)求的狀態(tài)。雖然可以采用電網(wǎng)倒送電啟動，但在發(fā)電機(jī)裝設(shè)斷路器也在發(fā)電機(jī)回路增加了一個事故發(fā)生點(diǎn)。電廠應(yīng)該結(jié)合自身的實(shí)際情況，看是否需要在發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器，畢竟投入成本非常之高，如果有足夠的經(jīng)濟(jì)支持，可以考慮這種方法。畢竟機(jī)組的啟停非常頻繁，如果在發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)斷路器就不需要每次啟停的時候切換廠用電。

（三）兩級電壓接入系統(tǒng)

在某些600MW機(jī)組的電廠采用的是兩級電壓接入系統(tǒng)，兩個機(jī)組，一個機(jī)組接入200kV系統(tǒng)，一個機(jī)組接入500kV系統(tǒng)，兩個系統(tǒng)在廠內(nèi)沒有任何聯(lián)系，而擴(kuò)建出來的機(jī)組都接入500kV系統(tǒng)[1]。這種接線方式可以同時兼顧近期本地負(fù)荷和遠(yuǎn)期外送負(fù)荷，更有利于引接啟動/備用電源，但是可靠性卻大幅度降低。

二、600MW等級火力發(fā)電機(jī)組啟動/備用電源接線方式的現(xiàn)狀

600MW機(jī)組通常會選擇500kV作為一級電壓，那么影響主接線的重要因素就是啟動/備用電源對于引接方式的選擇。目前有下列三個方案。

（一）從電網(wǎng)110kV系統(tǒng)引接

電廠的機(jī)組在選擇500kV作為一級電壓接入系統(tǒng)的同時，啟動/備用電源從電網(wǎng)110kV系統(tǒng)引接。這種方式是最直接簡單的。但是，在引接的時候，要考慮一系列的問題。例如從電網(wǎng)110kV系統(tǒng)引接線路距離與側(cè)變電站間隔的費(fèi)用；從電網(wǎng)110kV系統(tǒng)引接需不需要收取容量費(fèi)；廠內(nèi)對于110kV升壓站應(yīng)該如何布置。啟動/備用電源從電網(wǎng)110kV系統(tǒng)引接沒有任何問題，但是對于從電網(wǎng)110kV系統(tǒng)引接的投資成本是電廠所要考慮的問題[3]。還有新建110kV配電裝置的投資以及對110kV電路的維修和保養(yǎng)費(fèi)用。這些問題相對于長期運(yùn)行中的容量電費(fèi)來說都是次要的。長期運(yùn)行中的容量費(fèi)用對于電廠來說無疑是一個非常大的負(fù)擔(dān)，但也是這個方案成功與否的關(guān)鍵。

（二）從500kV升壓站降兩級引接

電廠的機(jī)組在選擇500kV作為一級電壓接入系統(tǒng)的同時，啟用/備用電源從500kV升壓站兩級降壓引接。這種接線方式要把變壓器設(shè)為成550/35～110kV，把500kV的一級電壓降低到35～110kV，廠內(nèi)的配電裝置設(shè)定為35～110kV，機(jī)組的啟動/備用電源從35～110kV配電裝置進(jìn)行引接[4]。這種方法不需要考慮容量費(fèi)用，因?yàn)橥耆苊饬巳萘抠M(fèi)用這個方面，直接供電方式確定中間電壓的等級，35kV是比較經(jīng)濟(jì)適用的，而且35kV設(shè)置非常簡單，因?yàn)榕渚€裝置選擇35kV就可以選擇35kV的開關(guān)柜。

（三）從廠內(nèi)500kV升壓站一級降壓引接

電廠的機(jī)組在選擇500kV作為一級電壓接入系統(tǒng)的同時，啟用/備用電源從廠內(nèi)500kV升壓站一級降壓引接。這種接線方式的變壓器設(shè)定為550/6～10kV，把500kV的一級電壓降低到6～10kV的高壓廠用電壓，與常用的配電裝置直接連接。這個方案的關(guān)鍵地方是變壓器設(shè)備。一般情況下，550/6～10kV的變壓器變比非常大，容量特別小，從而使得變壓器的制造難度增大，但是工程的需求是不斷增加的，在這樣的情況之下，重慶的ABB變壓器公司率先制造出了500/6kV、40MVA的分裂變壓器，并進(jìn)行了大量的推廣和應(yīng)用，促使這種方案被更加廣泛的應(yīng)用。

結(jié)語：電氣主接線是電廠電力系統(tǒng)非常重要的組成部分，能體現(xiàn)出一個電廠各個環(huán)節(jié)是怎么聯(lián)系在一起并且如何融入進(jìn)電力系統(tǒng)之中的。電氣主接線和配電裝置、電氣設(shè)備、機(jī)組容量等都有著十分密切的聯(lián)系。合理的電氣主接線設(shè)計(jì)可以保障整個電廠在運(yùn)作過程中的安全，同時也可以使得電力系統(tǒng)變得更加靈活可靠。電氣主接線隨著電廠容量的增大對電力系統(tǒng)和電廠自身的影響也越來越大。因此，電廠在設(shè)計(jì)電氣主接線時，要結(jié)合電廠自身電力系統(tǒng)的特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，而不是盲目跟從他場的電氣主接線設(shè)計(jì)。綜合考慮電廠自身的規(guī)模以及所能承擔(dān)的負(fù)荷范圍等種種因素，設(shè)計(jì)符合自身電廠的電氣主接線，滿足電廠實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)，同時也滿足電廠對電力系統(tǒng)安全性、靈活性以及簡便性等各方面的要求。

參考文獻(xiàn)

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