火力发电厂电气主接线方式分析

火力发电厂电气主接线方式分析

[摘要]针对火力发电厂而言，其内部的电气系统主接线方式是否可靠、合理，往往直接影响火力发电厂的总体运行效率，这就需技术员能够结合实际情况，合

理选择主接线方式，确保火力发电厂实现高效可靠的运行。鉴于此，本文主要探

讨火力发电厂当中电气系统的主接线方式，仅供业内参考。

[关键词]发电厂；火力；主接线；电气；接线方式；

前言：

火力发电厂内部电气系统主接线，其属于电气系统接线重要部分，涉及变压

装置、发电装置、线路等接线方式，且体现着变压装置、发电装置、线路等电气

设施设备数量。合理确定好电气系统主接线方式，这对于火力发电厂实现高效稳

定运行较为有利。因而，针对火力发电厂当中电气系统的主接线方式开展综合分析，有着一定的现实意义和价值。

1、工况

某地区大型火电厂机组为4*200MW总体装机容量是800MW，主要为220kV传输，呈较长传输距离及较大功率，倘若发生停电情况，波及范围则相对较大。故

本期新增设350 MW超临界2台供热机组，以发电装置和变压装置组形式，将

220kV电气系统接入，出线依照着2回，期间需合理确定好电气系统主接线方式，以便于维持整个系统线路稳定安全地运行。

2、实例分析

2.1基本原则

（1）在可靠性原则层面

运行是否具备良好的可靠性，其属于火电厂开展电力生产及其分配基本要求。电气系统主接线总体可靠性，指的是各构成元件，包含着一次及二次部分运行过

程满足可靠性实际需求。主接线方式选用过程当中，应当充分考虑到如互感装置、母线、隔离开关及断路装置等一次设施设备故障发生率与对供电运行影响情况，

且需充分考虑到继电保护的二次设施设备故障发生率情况，便于确定最具可靠性

的主接线相应方式。

（2）在灵活性原则层面

应当严格遵守灵活性基本原则，合理选定火电厂内部电气系统主接线方式，

即为充分满足于系统调度需求，火电厂内部电气系统主接线应当具备灵活操作优势，能够灵活投入及切除部分机组、线路及变压装置等，确保系统能够处于故障

运行、检修运行等方式下可满足于调度要求[1]；同时，充分满足安全检修相关需求，火电厂内部电气系统主接线务必可以开展断路装置、继电保护系统装置及母

线等停止运行操作，且不会对火电厂的正常运行和供电造成不良影响。

（3）在经济性原则层面

火电厂内部电气系统所选定主接线方式，应当满足经济性原则，即要求以较

少的投资成本，确保主接线总体操作简单，节约避雷装置、电流及电压互感装置、隔离开关、断路装置等所有一次设备的投资；占地面积应当相对较小，确保主接

线能够为后期布置配电系统装置提供优良条件，节约更多投资成本；四是，在扩

建便捷性原则层面。火电厂内部电气系统主接线方式选择上，务必要充分考虑到

便于扩建的基本原则，也就是主接线应当很方便地从初期的接线过渡至最终接线，扩建过渡期间，确保一次及二次设备所需的改造量能够达到最小范围。

2.2接线

结合现行规程及电气系统主接线基本原则，此次提出主接线2种不同方案，

详细如下：

（1）第一种方案：

厂区内设双母线，而发电装置出口位置不设断路装置，改设启动及备用变压

装置。以双母线为接线方式，远期则实行双母线呈单分段方式接线。此接线方式

优势特点集中表现为2台机组电源和2条电气线路负荷全部均分至2组母线位置，

任意回线路或是单台机组有故障产生或需要检修情况下，厂区内部一回线路或2

台机组仍可正常运行；借助母联断路装置及2条母线同步运行，此接线方式供电

有着极强可靠性，整个运行过程有着较高的灵活性，且便于后期的扩建；

（2）第二种方案：

厂区内不设母线，实行发电机、变压装置及线路组这种接线方式，在发电装

置出口位置设置断路装置，但不设置启动及备用变压装置[2]。在机组启动和正常

停机情况下，厂用电源则要经过电力系统的主变器直接倒送到高压母线，把变压

器合理设定为有载调压。此接线方式优势特点集中表现为有着较强的单元性及实

操便捷性，厂区内部无需设升压站，取消启动与备用的变压器及5个220kV间隔，且无需占地面积较大的高压配电系统装置及网络化控制室，这样能节约占地面积。由于火电厂和变电所距离较近，故比较适宜选定此接线方式。

2.3比选分析

（1）在技术可靠性层面

考虑到技术可靠性层面，这两种不同主接线的方式比选分析结果详见表1；

表1两种不同主接线的方式比选分析

（2）在经济性层面

启动及备用电源这种引接方式之下，火电厂网分开前期，除去自备电厂之外，电厂及电网管理者，其对从厂区外部接入启动及备用电源等新扩建的火电厂工程，电力企业通常不会收取容量电费。而伴随电力系统持续落实体制改革相关工作，

为更好地适应于市场经济基本要求，火电厂和所接入电气系统之间关系层面上，

持续推行了厂网分开及竞价上网相关原则，也就是地区网接入火电厂启动及备用

电源，需要依照着工业用户现行标准来收取一定上网容量相关电费。那么，结合

市场调查，每月电业局对多数火电厂启备变收取上网的容量电费实际情况可了解到，火电厂年运行费用、发电成本及上网电价均有所增长，这对火电厂总体运行

中的经济性会造成一定影响。针对此火电厂项目工程，如果收取启备变上网容量

相关电费，暂按照40000kVA启备变容量考虑，每月约18*40000=72万元，而每

年约为864万元，会增加火电厂总体运行成本，经济可行性降低；针对第二种接

线方式，无需设启备变，今后收取一定的启备变上网电费，今后如果收取一定启

备变上网层面电费，除工程一次性的投资成本，能够节约500万元，每年能够节

省864万元启备变的上网电费。初期基建总体投资可从当地银行进行贷款，后期

运行较低成本，上网电价低，可见第二种接线方式之下的经济可行性层面优势突出。结合一般定性层面分析，双母线这种接线方式总体技术操作可靠性相对于其

余接线方式要占据一定优势。但是倘若综合考虑到经济可行性层面，则第二种接

线方式应用优势更为显著。

（3）在接线方式扩展性层面

这两种接线方式可满足于后期的扩建需求。考虑到保护配置，第一种接线方

式当中一个回路是由一台断路装置负责供电，总体调度欠缺灵活性；隔离开关，

其运行方式改变时需要实施倒闸操作；断路装置检修期间，所有分段母线保护极

具复杂性，需要结合故障母线，考虑到母线隔离开关当中闭锁回路复杂性问题，

合理选定元件。第二种接线方式之下，在发电装置出口处设断路装置，保护装置

及二次回路呈复杂性[3]。220kV电气系统内部，双母线这种接线方式运行效果往