600MW等级火力发电机组电气主接线的现状分析

刘芳

摘 要： 从“九五”开始我国就逐渐发展600MW机组，因为能够满足我国经济的发展和电力负荷的增长。本文对600MW等级火力发电机组电气主接线的布置进行了叙述，从而分析了600MW等级火力发电机组电气主接线的现状。

关键词： 600MW；火力发电机组；电气主接线

前言：近年来，我国的经济水平不断提高，因此就对电力的负荷有了更高的要求。我国目前在火力发电机组选择时秉承着大容量、高参数的原则。因此600MW等级的火力发电机组逐渐发展起来。600MW等级的火力发电机组一般适用于大型机组，不仅可以220V接入系统，当容量过大的时候还可以接入500kV系统。随着电网容量的扩大，600MW机组的电厂规模也逐渐扩大，虽然可以接入500kV系统，但是这也使得对电气主接线的各个方面就有了更高的要求，因此涌现了更多的电气主接线的设计方案。

一、600MW等级火力发电机组电气主接线布置

（一）采用3/2接线和双母接线

3/2接线是一般电厂在火力发电机容量为600MW时选择500kW配电装置时的接线方法。当主接线采用3/2接线时，采用的布置方法就是3列式布置。3列式布置的优点是在进出线间隔少的同时占地面积还小。但是随着电厂的规模越来越大，传统的3列式布置已经不能满足电厂的基本需求，3列式布置的优点就变成了缺点，因此，通过大量的实践，在设计3/2接线的配电装置应用了平环布置和双列布置。

一般情况下，500kV电压等级选择3/2接线可以保障系统的运行可靠性，但是，电网容量越来越大导致了系统短路的容量也成正比增长，为了减少短路容量，许多工程采用了双母线接线。随着设备开关质量的提高，国产设备的质量已接近于进口设备的质量，与此同时，500kV的网络架构也在逐渐加强，使得系统对可靠性的要求降低，因此采用双母线接限也可以基本满足系统对于可靠性的要求。双母线接线方式虽然有着供电可靠、调度灵活、便于扩建等优点，但是使用设备多、配电装置和继电保护设计较复杂，投资大，而且系统倒闸操作中隔离开关操作频繁，容易发生误操作，操作方便性降低。

（二）采用发电机、变压器、线路单元接线，发电机出口装设断路器

发电机出口、经主变压器升压后直接接入高压线路进入电网系统的接线方式称为发电机、变压器、电路单元接线，此种接线方式简单、设备少、操作相对简单、继电保护设置简单、投资少。但是运行方式不够灵活，发电机、主变、线路任一主要设备需要检修，都影响其他设备的运行。

所以，选择在发电机出口装设断路器可以使运作过程更加灵活，当发电机出现故障时可以从系统经线路倒送电供给厂用，无需切换厂用电，还可以迅速隔离故障机组，保证电网运行的稳定性。而且发电机组正常启停时，可以减少主变高压侧断路器的操作次数。但由于断路器的价格本身就很贵，生产600MW容量的断路器厂家又非常之少，呈现一种供不应求的状态。虽然可以采用电网倒送电启动，但在发电机装设断路器也在发电机回路增加了一个事故发生点。电厂应该结合自身的实际情况，看是否需要在发电机出口装设断路器，毕竟投入成本非常之高，如果有足够的经济支持，可以考虑这种方法。毕竟机组的启停非常频繁，如果在发电机出口装设断路器就不需要每次启停的时候切换厂用电。

（三）两级电压接入系统

在某些600MW机组的电厂采用的是两级电压接入系统，两个机组，一个机组接入200kV系统，一个机组接入500kV系统，两个系统在厂内没有任何联系，而扩建出来的机组都接入500kV系统[1]。这种接线方式可以同时兼顾近期本地负荷和远期外送负荷，更有利于引接启动/备用电源，但是可靠性却大幅度降低。

二、600MW等级火力发电机组启动/备用电源接线方式的现状

600MW机组通常会选择500kV作为一级电压，那么影响主接线的重要因素就是启动/备用电源对于引接方式的选择。目前有下列三个方案。

（一）从电网110kV系统引接

电厂的机组在选择500kV作为一级电压接入系统的同时，启动/备用电源从电网110kV系统引接。这种方式是最直接简单的。但是，在引接的时候，要考虑一系列的问题。例如从电网110kV系统引接线路距离与侧变电站间隔的费用；从电网110kV系统引接需不需要收取容量费；厂内对于110kV升压站应该如何布置。启动/备用电源从电网110kV系统引接没有任何问题，但是对于从电网110kV系统引接的投资成本是电厂所要考虑的问题[3]。还有新建110kV配电装置的投资以及对110kV电路的维修和保養费用。这些问题相对于长期运行中的容量电费来说都是次要的。长期运行中的容量费用对于电厂来说无疑是一个非常大的负担，但也是这个方案成功与否的关键。

（二）从500kV升压站降两级引接

电厂的机组在选择500kV作为一级电压接入系统的同时，启用/备用电源从500kV升压站两级降压引接。这种接线方式要把变压器设为成550/35～110kV，把500kV的一级电压降低到35～110kV，厂内的配电装置设定为35～110kV，机组的启动/备用电源从35～110kV配电装置进行引接[4]。这种方法不需要考虑容量费用，因为完全避免了容量费用这个方面，直接供电方式确定中间电压的等级，35kV是比较经济适用的，而且35kV设置非常简单，因为配线装置选择35kV就可以选择35kV的开关柜。

（三）从厂内500kV升压站一级降压引接

电厂的机组在选择500kV作为一级电压接入系统的同时，启用/备用电源从厂内500kV升压站一级降压引接。这种接线方式的变压器设定为550/6～10kV，把500kV的一级电压降低到6～10kV的高压厂用电压，与常用的配电装置直接连接。这个方案的关键地方是变压器设备。一般情况下，550/6～10kV的变压器变比非常大，容量特别小，从而使得变压器的制造难度增大，但是工程的需求是不断增加的，在这样的情况之下，重庆的ABB变压器公司率先制造出了500/6kV、40MVA的分裂变压器，并进行了大量的推广和应用，促使这种方案被更加广泛的应用。

结语：电气主接线是电厂电力系统非常重要的组成部分，能体现出一个电厂各个环节是怎么联系在一起并且如何融入进电力系统之中的。电气主接线和配电装置、电气设备、机组容量等都有着十分密切的联系。合理的电气主接线设计可以保障整个电厂在运作过程中的安全，同时也可以使得电力系统变得更加灵活可靠。电气主接线随着电厂容量的增大对电力系统和电厂自身的影响也越来越大。因此，电厂在设计电气主接线时，要结合电厂自身电力系统的特点进行设计，而不是盲目跟从他场的电气主接线设计。综合考虑电厂自身的规模以及所能承担的负荷范围等种种因素，设计符合自身电厂的电气主接线，满足电厂实现可持续发展的目标，同时也满足电厂对电力系统安全性、灵活性以及简便性等各方面的要求。

参考文献

[1]罗泽怀.现代火力发电机组集控运行技术研究[J].中国高新区，2017，02（20）：99.

[2]杨彬.电厂发电机组电气设备主接线的分析[J].科技展望，2017，07（18）：93.

[3]陈尚发.关于1000MW机组电气主接线方案的讨论[J].河南电力，2012，05（04）：25-29.

[4]陈尚发.600MW级机组接入220kV分区电网的电气主接线方式探讨[J].浙江电力，2012，01（08）：42-44.

[5]杨婷婷，曾德良，刘继伟，等.大型火力发电机组节能优化研究与展望[J].华东电力，2010，08（06）：898-902.