王彥龍

摘 要：電氣主接線是大型發(fā)電廠中的核心電氣網(wǎng)絡(luò)，其直接影響到大型發(fā)電廠配電水平，進(jìn)而影響到國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。因此，該文主要分析了電氣主接線的設(shè)計要求和基本原則，并通過分析某大型發(fā)電廠的電氣主接線設(shè)計方案，總結(jié)了存在于電氣主接線設(shè)計中的普遍問題。最后，進(jìn)一步探討了大型發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計方案的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：大型發(fā)電廠 電氣主接線 優(yōu)化方案 分析

中圖分類號：TM645 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0061-02

在大型電廠中，將各種電氣設(shè)備，如變壓器、發(fā)電機(jī)、斷路器、隔離開關(guān)、互感器、母線、電纜以及相關(guān)線路等按照一定的要求和順序連接在一起形成的最終網(wǎng)絡(luò)為電氣主接線。其作用主要是為了完成電能的輸送和分配，將強(qiáng)電流和高電壓按照一定的順序傳輸?shù)教囟ǖ脑O(shè)備中。因此，對于大型發(fā)電廠而言，電氣主接線對發(fā)電廠的穩(wěn)定安全運(yùn)營具有不可替代的價值與作用，是發(fā)電廠的電氣主系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。鑒于此，該文對大型發(fā)電廠電氣主接線優(yōu)化方案的探討具有重要的實(shí)際價值。

1 電氣主接線設(shè)計的基本要求

1.1 保證必要的供電可靠性

作為電力系統(tǒng)發(fā)電的起始點(diǎn)，發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計的可靠性直接影響到電力系統(tǒng)發(fā)電后續(xù)環(huán)節(jié)的穩(wěn)定運(yùn)行，因此為了保證電氣主接線設(shè)計的供電可靠性，要加強(qiáng)對相關(guān)元件的質(zhì)量和運(yùn)行狀態(tài)檢測。在判斷電氣主接線設(shè)計可靠性的過程中可以通過以下檢測方式衡量：（1）在不中斷供電的基礎(chǔ)上完成對斷路器故障的檢修；（2）在保證對重要用戶供電的基礎(chǔ)上，在有限的停運(yùn)時間里是否可以完成對線路故障或母線故障等問題的及時檢修；（3）分析變電站和發(fā)電廠全部停運(yùn)的可能性；（4）按照標(biāo)準(zhǔn)的電氣主接線可靠性設(shè)計準(zhǔn)則檢測大機(jī)組超高壓主接線的可靠性[1]。

1.2 具有運(yùn)行、維護(hù)的靈活性和便捷性

為了適應(yīng)發(fā)電廠復(fù)雜的內(nèi)部環(huán)境和多樣化的設(shè)備結(jié)構(gòu)，在設(shè)計電氣主接線的過程中要保證一定的靈活性，從而提高對突發(fā)故障的應(yīng)對和處理能力，即在設(shè)計過程中要注意線路連接方式轉(zhuǎn)換的靈活性和便捷性設(shè)計，當(dāng)某一元件或多個元件出現(xiàn)故障問題需要檢修時，可以通過對相關(guān)線路的調(diào)度，在不中斷供電的基礎(chǔ)上快速簡潔的完成故障元件的檢修。因此，綜上所述，電氣主接線靈活性設(shè)計就是指接線方案要滿足各種運(yùn)行方式和檢修維護(hù)等方面的要求，并能夠靈活地進(jìn)行運(yùn)行方式的轉(zhuǎn)換，而便捷性設(shè)計則是指操作時簡單，安全，不易發(fā)生失誤操作等現(xiàn)象[2]。

1.3 經(jīng)濟(jì)性

電氣主接線經(jīng)濟(jì)性設(shè)計主要是指在滿足需求的基礎(chǔ)上，降低安裝費(fèi)、設(shè)備費(fèi)和土建費(fèi)等多個方面的費(fèi)用投入。其次，在保證低投資的基礎(chǔ)上，有效控制設(shè)備折舊費(fèi)、電能損耗費(fèi)和檢修維護(hù)費(fèi)等運(yùn)行費(fèi)用。

2 某大型發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計方案分析

2.1 電氣主接線設(shè)計方案內(nèi)容

一個占地面積為4 8 000 m2的大型發(fā)電廠，采用了以3 2接線方式為主的電氣主接線設(shè)計方案，其中3 2接線方式是指3臺串聯(lián)的斷路器在2組母線間完成跨接，形成的兩個回路均與中間斷路器的雙母線相連接。電網(wǎng)與發(fā)電機(jī)組的連接主要是通過22 kV線路和550 kV線路，即當(dāng)主變升壓以后，發(fā)電機(jī)可以直接進(jìn)入到500 kV的線路環(huán)境當(dāng)中，具體的接線方式如圖1所示[3]。

2.2 電氣主接線設(shè)計方案的優(yōu)勢和不足

以3 2接線方式為主的電氣主接線設(shè)計具備較好的靈活性和可靠性，即串聯(lián)的3臺斷路器在運(yùn)行過程中不會影響彼此的工作狀態(tài)，當(dāng)某一臺斷路器發(fā)生故障以后，可以在不影響其它回路的基礎(chǔ)上完成對故障設(shè)備的檢修。其次，隔離開關(guān)僅僅與設(shè)備檢修相關(guān)，不以操作電器的形式存在與線路結(jié)構(gòu)當(dāng)中，從而降低了誤操作發(fā)生的概率。在進(jìn)線功率和出線功率十分接近的情況下，即使兩組母線同時發(fā)生故障，仍可以保證功率的持續(xù)輸送。由此可見，這種設(shè)計方案的靈活性和可靠性較高。然而，這種電氣主接線設(shè)計方案也存在一系列問題，具體內(nèi)容如下：

首先，雙母線連接方式與單母線連接方式相比結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，在加設(shè)保護(hù)措施的過程中會形成一些死區(qū)和重疊區(qū)，從而降低了線路保護(hù)的有效性。其次，當(dāng)一臺斷路器出現(xiàn)故障停運(yùn)以后，其它兩臺斷路器很容易出現(xiàn)拒動的誤操作行為，從而使斷路器故障進(jìn)一步加劇，致使發(fā)電廠不得不處于大面積停電狀態(tài)，這對于電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的破壞力是無法估量的。此外，3 2接線設(shè)計方案中需要使用較多的設(shè)備，繼電保護(hù)裝置十分復(fù)雜，因此經(jīng)濟(jì)性較差[4]。

3 某大型發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計方案的優(yōu)化

3.1 優(yōu)化后的電氣主接線設(shè)計方案

考慮到上述設(shè)計方案中存在的不足，該文提出了新的設(shè)計思路，即以1 2連接方式為主的電氣主接線設(shè)計方案。其優(yōu)化目標(biāo)主要是提高電氣主接線設(shè)計的便捷性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。1 2接線方式是以雙母線雙斷路器結(jié)構(gòu)為原型，在其基礎(chǔ)上實(shí)施的優(yōu)化和改造，1 2 接線方式仍是以3臺斷路器為主要線路控制設(shè)備，按照控制對象的不同將斷路器分為控制發(fā)變機(jī)組的1臺斷路器和控制系統(tǒng)線路的2臺斷路器，其方式中不存在旁路和母線連接等結(jié)構(gòu)，從而提高了線路設(shè)計的便捷性和可靠性[5]。

3.2 電氣主接線設(shè)計方案的優(yōu)勢

首先，采用1 2接線方式可以提高電氣主系統(tǒng)設(shè)計的經(jīng)濟(jì)性和便捷性，有效預(yù)防發(fā)電機(jī)組可能產(chǎn)生的非全相運(yùn)行故障問題。在保護(hù)線路結(jié)構(gòu)的過程中只需要通過簡單的繼電保護(hù)回路，便可以提高保護(hù)動過的有效性和可靠性，避免出現(xiàn)“和電流”等現(xiàn)象。其次，1 2 接線方式中不存在中間斷路器結(jié)構(gòu)，從而簡化了各種回路的接線方式和操作程序，避免出現(xiàn)誤操作等故障問題。此外，配電裝置的簡化克服了3 2接線方式存在的弊端，降低了二次回路發(fā)生故障的可能性，進(jìn)一步增強(qiáng)了電氣主接線設(shè)計方案的靈活性和可靠性[6]。

3.3 電氣主接線設(shè)計方案的進(jìn)步空間

1 2接線方式以雙母線接線方式為基礎(chǔ)，因此仍然存留了雙母線接線方式中存在的問題，例如線路結(jié)構(gòu)中一段母線出現(xiàn)故障以后，會使母線作用的回路中斷供電，進(jìn)而影響到機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行和電力系統(tǒng)的輸配電效率。

4 結(jié)論

綜上所述，作為電網(wǎng)系統(tǒng)中的重要組成部分，電氣主接線設(shè)計要遵循可靠性，靈活性和經(jīng)濟(jì)性等基本要求，同時還要考慮到線路連接的便捷性和可擴(kuò)展性等。通過優(yōu)化某大型發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計方案，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)了電氣主接線設(shè)計的基本原則，即在滿足應(yīng)用需求的同時，適當(dāng)調(diào)整線路連接方式，簡化配電裝置。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳尚發(fā).大型發(fā)電廠電氣主接線優(yōu)化方案的研究[J]. 電力建設(shè)，2006（8）：23-26，36.

[2] 王火灶.基于大型發(fā)電廠電氣主接線優(yōu)化方案的可行性探究[J].中國電業(yè)：技術(shù)版，2013（3）：66-69.

[3] 邵左平，余世敏.大型發(fā)電廠電氣主接線設(shè)計方案探討[J].吉林電力，2008（3）：37-39.

[4] 文亮.試論大型發(fā)電廠電氣主接線優(yōu)化方案[J].電子世界，2014（12）：264.

[5] 劉慧琳.大型燈泡貫流式機(jī)組水力發(fā)電廠接入系統(tǒng)與電氣主接線的選擇研究[D].廣西大學(xué)，2012.

[6] 丁建華.公共建筑綠色改造方案設(shè)計評價研究[D].哈爾濱工業(yè)大學(xué)，2013.