600MW等級火力發電機組電氣主接線的現狀分析

劉芳

摘 要： 從“九五”開始我國就逐漸發展600MW機組，因為能夠滿足我國經濟的發展和電力負荷的增長。本文對600MW等級火力發電機組電氣主接線的布置進行了敘述，從而分析了600MW等級火力發電機組電氣主接線的現狀。

關鍵詞： 600MW；火力發電機組；電氣主接線

前言：近年來，我國的經濟水平不斷提高，因此就對電力的負荷有了更高的要求。我國目前在火力發電機組選擇時秉承著大容量、高參數的原則。因此600MW等級的火力發電機組逐漸發展起來。600MW等級的火力發電機組一般適用于大型機組，不僅可以220V接入系統，當容量過大的時候還可以接入500kV系統。隨著電網容量的擴大，600MW機組的電廠規模也逐漸擴大，雖然可以接入500kV系統，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，因此涌現了更多的電氣主接線的設計方案。

一、600MW等級火力發電機組電氣主接線布置

（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電機容量為600MW時選擇500kW配電裝置時的接線方法。當主接線采用3/2接線時，采用的布置方法就是3列式布置。3列式布置的優點是在進出線間隔少的同時占地面積還小。但是隨著電廠的規模越來越大，傳統的3列式布置已經不能滿足電廠的基本需求，3列式布置的優點就變成了缺點，因此，通過大量的實踐，在設計3/2接線的配電裝置應用了平環布置和雙列布置。

一般情況下，500kV電壓等級選擇3/2接線可以保障系統的運行可靠性，但是，電網容量越來越大導致了系統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。隨著設備開關質量的提高，國產設備的質量已接近于進口設備的質量，與此同時，500kV的網絡架構也在逐漸加強，使得系統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對于可靠性的要求。雙母線接線方式雖然有著供電可靠、調度靈活、便于擴建等優點，但是使用設備多、配電裝置和繼電保護設計較復雜，投資大，而且系統倒閘操作中隔離開關操作頻繁，容易發生誤操作，操作方便性降低。

（二）采用發電機、變壓器、線路單元接線，發電機出口裝設斷路器

發電機出口、經主變壓器升壓后直接接入高壓線路進入電網系統的接線方式稱為發電機、變壓器、電路單元接線，此種接線方式簡單、設備少、操作相對簡單、繼電保護設置簡單、投資少。但是運行方式不夠靈活，發電機、主變、線路任一主要設備需要檢修，都影響其他設備的運行。

所以，選擇在發電機出口裝設斷路器可以使運作過程更加靈活，當發電機出現故障時可以從系統經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組，保證電網運行的穩定性。而且發電機組正常啟停時，可以減少主變高壓側斷路器的操作次數。但由于斷路器的價格本身就很貴，生產600MW容量的斷路器廠家又非常之少，呈現一種供不應求的狀態。雖然可以采用電網倒送電啟動，但在發電機裝設斷路器也在發電機回路增加了一個事故發生點。電廠應該結合自身的實際情況，看是否需要在發電機出口裝設斷路器，畢竟投入成本非常之高，如果有足夠的經濟支持，可以考慮這種方法。畢竟機組的啟停非常頻繁，如果在發電機出口裝設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

在某些600MW機組的電廠采用的是兩級電壓接入系統，兩個機組，一個機組接入200kV系統，一個機組接入500kV系統，兩個系統在廠內沒有任何聯系，而擴建出來的機組都接入500kV系統[1]。這種接線方式可以同時兼顧近期本地負荷和遠期外送負荷，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等級火力發電機組啟動/備用電源接線方式的現狀

600MW機組通常會選擇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110kV系統引接

電廠的機組在選擇500kV作為一級電壓接入系統的同時，啟動/備用電源從電網110kV系統引接。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110kV系統引接線路距離與側變電站間隔的費用；從電網110kV系統引接需不需要收取容量費；廠內對于110kV升壓站應該如何布置。啟動/備用電源從電網110kV系統引接沒有任何問題，但是對于從電網110kV系統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電路的維修和保養費用。這些問題相對于長期運行中的容量電費來說都是次要的。長期運行中的容量費用對于電廠來說無疑是一個非常大的負擔，但也是這個方案成功與否的關鍵。

（二）從500kV升壓站降兩級引接

電廠的機組在選擇500kV作為一級電壓接入系統的同時，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為成550/35～110kV，把500kV的一級電壓降低到35～110kV，廠內的配電裝置設定為35～110kV，機組的啟動/備用電源從35～110kV配電裝置進行引接[4]。這種方法不需要考慮容量費用，因為完全避免了容量費用這個方面，直接供電方式確定中間電壓的等級，35kV是比較經濟適用的，而且35kV設置非常簡單，因為配線裝置選擇35kV就可以選擇35kV的開關柜。

（三）從廠內500kV升壓站一級降壓引接

電廠的機組在選擇500kV作為一級電壓接入系統的同時，啟用/備用電源從廠內500kV升壓站一級降壓引接。這種接線方式的變壓器設定為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。這個方案的關鍵地方是變壓器設備。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，并進行了大量的推廣和應用，促使這種方案被更加廣泛的應用。

結語：電氣主接線是電廠電力系統非常重要的組成部分，能體現出一個電廠各個環節是怎么聯系在一起并且如何融入進電力系統之中的。電氣主接線和配電裝置、電氣設備、機組容量等都有著十分密切的聯系。合理的電氣主接線設計可以保障整個電廠在運作過程中的安全，同時也可以使得電力系統變得更加靈活可靠。電氣主接線隨著電廠容量的增大對電力系統和電廠自身的影響也越來越大。因此，電廠在設計電氣主接線時，要結合電廠自身電力系統的特點進行設計，而不是盲目跟從他場的電氣主接線設計。綜合考慮電廠自身的規模以及所能承擔的負荷范圍等種種因素，設計符合自身電廠的電氣主接線，滿足電廠實現可持續發展的目標，同時也滿足電廠對電力系統安全性、靈活性以及簡便性等各方面的要求。

參考文獻

[1]羅澤懷.現代火力發電機組集控運行技術研究[J].中國高新區，2017，02（20）：99.

[2]楊彬.電廠發電機組電氣設備主接線的分析[J].科技展望，2017，07（18）：93.

[3]陳尚發.關于1000MW機組電氣主接線方案的討論[J].河南電力，2012，05（04）：25-29.

[4]陳尚發.600MW級機組接入220kV分區電網的電氣主接線方式探討[J].浙江電力，2012，01（08）：42-44.

[5]楊婷婷，曾德良，劉繼偉，等.大型火力發電機組節能優化研究與展望[J].華東電力，2010，08（06）：898-902.