火力发电厂电气主接线设计分析与改进

火力发电厂电气主接线设计分析与改进

刘金乐

中国能源建设集团天津电力建设有限公司 天津市 300380

摘要：发电厂的电气主接线只是它的一个小零件，但是对于电力系统来说却是缺一不可的构成部分。电厂主接线的设计应该从整体出发，其设计必须符合电力系统的特点，电厂负荷的规模和范围，输出回路的可靠性要求和数量等因素来保证其安全、操作灵活，易于维修，经济运行。文章针对火力发电厂电气主接线设计提出有效的设计方案改进方式。

关键词：火力发电厂；电气主接线；设计分析

引言

火力发电厂的变压器电气主接线设计有着十分重要的作用与意义，决定了电厂生产的安全性和稳定性。而在具体的设计过程中，首先，必须明确各项设计要点，然后，结合需要再作出合理的改进，为电能持续输送奠定基础。

1电气主接线设计概论

设计技术将先进的科学技术转化为生产力，电气主接线设计是火力发电厂工程建筑的重要组成部分。变电站是火力发电厂与用户之间的传输纽带，其可以将热能转化为电能，在将所转化的电能分配到用户当中，为了使传输效果与转换效果更好，变电站中需要安装许多电气设备，并根据火力发电厂的变电站中电气设备接线技术要求，将各个电气设备连接起来，并将变压器与断路器按照生产流程组成电路，称为电气主接线。

2火力发电厂电气主接线设计分析

电力系统中的重要组成部分为电气主接线设计，在进行变电站电气设计之时，首先要进行电气主接线的设计，电气主接线代表了变电站电气部分的主题结构，也可将其称为电力主系统。通过对电气主接线的设计进行分析，可以看出各种电气设备的连接方式和数量以及电气系统运行的方式。一个合理的电气主线路设计关系着电力系统的安全运输、稳定运输、灵活运输以及发电厂的经济效益，可以高效完成电压与电流的传输、分配工作。

在进行电气主接线设计时要考虑到主接线的可靠性：（1）在对进行线路检修时，是否要停止供电，是否对连续供电造成影响。（2）当线路的断路器、母线以及整体线路出现故障，需要检查维修时，要考虑所需停电时间的长短，以及停电馈线停运有多少回路，停电期间是否能满足负荷对供电的要求。（3）当线路出现故障时，是否会造成全电厂都停电。（4）当大型机组全部停电时，对电厂大型机器所产生的影响，以及对电力系统的运行影响。（5）根据实验证明的客观且有科学依据的衡量标准是否实用在实际情况中，因此，应将客观标准与实际经验标准相结合。（6）应考虑主接线机组或原件的可靠性。

主接线保护配置必须做到十分灵敏，只有这样才能适应各种操作模式的变化，无论在何种情况下都必须保证操作的灵敏，以下是总结的两种情况：（1）在发生事故，检测以及维修时，必须灵活地考虑机组停运或线路进行中断，重新的对电力和负荷进行分配，目的是满足系统的调度要求。（2）在不影响电网正常运行和供电的情况下，可以及时的对断路器、母线、继电保护设备进行监测以及维修，即使在正常的运行中。

由于主接线在电力系统中扮演着一个十分重要的角色，设计人员在设计时应该进行充分的考虑，提出以下几个可能性：（1）在对各个线路进行检测以及维修时，是否会影响不中断的供电。（2）出现线路短路、断路器以及母线故障，还有在对其进行检测维修时，导致对断电时间的长短不确定，无法保证是否可以达到Ⅰ、Ⅱ类负荷对供电的要求。（3）发电厂是否有全厂停电的前例，如果全厂停电是否有解决措施。（4）在发电厂中，所有的大型机组无一幸免的全部被断电，对整个电力系统产生的影响以及造成的损失。（5）是否安全是根据客观地衡量标准来定义的，也就是实际情况，所以设计人员应该结合实际的操作经验对安全性进行衡量。（6）电气主接线是否安全，是根据它的其他部件在实际的操作中的情况来确定，需要从整体出发，进行综合性的考虑，所以设计人员需要对其运行中的种种故障以及相应的解决措施进行考虑，防止出现故障时手忙脚乱，做到未雨绸缪。

3火力发电厂电气主接线设计改进方法

在电厂设计不断发展的局势下，机组和线路数量产生不匹配现象。若使用常规的布置形式，则很难对进出间隔布置进行有效协调，这样一来不仅会增大占地面积，还会使布置变得十分模糊。此外，由于机组的不断增加，厂房长度也在增加，和布置形式长度不匹配，最终造成外出线设置难度较大等实际问题。在循环水管道的优化过程中，在A列以外，或者是直接使用空冷机组对水塔进行布置，在对空冷平台实施布置时，若依然使常规的布置形式，将会产生很多问题。此类布置形式具有相同的特征，即为母线处于相同侧，和双母线布置形式相似，开关处于母线另外一端，按照平环的方式布置断路器，每个断路器都占据一个间隔宽度。若使用平环布置形式，由于间隔会被拉开，且配合良好，尤其是在水塔布置在空冷平台上时，能起到明显的减少占地作用。与此同时，进行平环布置的过程中，对相邻两个断路器间的进线和出线侧，若可靠性要求进线和出线倒串，仅需完成适当调整，无需占据额外面积，较为便利。

3.1双母线接线

双母线接线，当电压等级为500kV，主接线可满足可靠性需求。然而，伴随电网容量不断增大，我国南方地区500kV电网已超出50kA。借助双母线，可以在对母线进行检修的过程中不断电。若母线产生故障，则该母线上的全部负荷都能转移至其他母线，快速恢复正常供电。若断路器由于发生故障无法操作，则可使用母联断路器取出，也可进行替换，以此有效缩短故障造成的停电时间。另外，在使用旁母以后，可以在对断路器实施检修的过程中保持供电，以此满足接线可靠性需求。主接线所采用的双母线可以在电源不中断的情况之下进行检测以及维修。检测以及维修任何一条母线侧隔离开关时，只需要断开回路中的断路器，由另一条母线供电即可。当一条母线发生故障时，母线上的所有负载都可以转移到另一条母线上，并且可以迅速恢复电源供应。如果断路器由于某种原因不能工作，则可以使用母线断路器将其退出，或者可以使用母联断路器取代母线上任何一个断路器，从而减少断路器故障引起的断电。

3.2两级电压接入

在电气接线系统中，采取两级电压的方式进行接入，这样可对本地与远期负荷进行兼顾。另外，两级电压接入还有利于开启和备用电源的引接，为发电机的变压器线路提供单元接线。

3.3出口处断路器装设

在发电机的出口位置安装断路器，这种接线方式的运行过程十分灵活，并且在发生故障以后，无需对厂用电实施切换，也无需使用额外的隔离机，特征显著。但对于可安装在发电机出口位置上的断路器，仅有日本三菱和STON等企业可以生产，价格昂贵，尽管这是限制这种接线方式发展的主要因素，但也是未来的发展趋势，需要给予充分的考虑与探究。

4结语

发电厂的电气主接线，是电力系统的重要组成部分。本文从发电厂的发电机、变压器、断路器、隔离开关、母线之间的接入，对发电厂电气与机组容量、电气设备的选择、配电装置的布置制方式等几个方而进行了阐述和分析明确指出了主接线设计关系到电厂的安全经济运行，也关系到整个电灵活和经济运行，电厂容量愈大，电气主接线在系统中的地响也愈大。因此，发电厂电气主接线的设计应综合电力系统的特点、电厂的性质、规模和在电力电厂所供负荷的范围、性质和出线同路数等因可靠、运行灵活、检修方便、运行经济和远景发展。

参考文献：

[1]黎远思.浅析火力发电厂电气主接线设计要点与改进方法[J].企业技术开发，2019（08）.

[2]李开天.火力发电厂电气一次的部分设计分析[J].技术与市场，2016（03）.