大型发电厂一台半断路器接线的合理方式探究

①当初期建设规模仅有两串时（含有两回线路和两台机组）， 应将同名回路交替布置，并在其进出线回路中加装隔离开关，以
后扩建时不再进行交替布置，也不再在其进出线回路中加装隔离 开关，如图７所示的平圩电厂一期工程的接线方式。 ②当初期建设回路数量为五时（至少两回出线），应将同名回 路交替布置，组成两串半，在其进出线回路中可不加装隔离开关， 达到既安全又灵活的目的，以后扩建时不再交替布置，也不在其
电气
全部停运，全厂停电。 ②当断路器４（或７）检修时，若断路器８（或５）故障或拒动，将导致断路器７（或４）、５（或
８）和１停电，静１、舵发变组全部同时解列，厂用电切至启，备变，系统倒送电。
从上述分析看来，其安全可靠性较低。该接线方式虽符合《火力发电厂设计技术规程》有关规
定，但其弱点的严重程度已超过了《电力工程电气设计手册电气一次部分》所述的对大机组主接线
器９接于群１母线上，奶、槲机组则通过断路器１０和１１、１２和１３分别跨接在两条母线上，参见图 ３。但该方案仅仅能克服初步设计方案的弱点④，避免躬、槲机组同时解列，却仍然存在着弱点①、 ②、③，并且是以增加两台断路器及四台隔离开关和一个配电间隔为代价的，大大增加了投资。
３河曲电厂一、二期工程一台半断路器接线方式的弱点对策
的办法来减少第二（或第一）回线路故障跳闸的几率。
但以上对策并不能从根本上改变河曲电厂主接线的可靠性，所以，从设计上采取措施避免今后
新建大型电厂出现类似问题，保证机组的安全可靠运行是十分必要的。下面，以如何对河曲电厂电 气主接线做进一步改进更能提高其可靠性为例，来探讨一台半断路器接线的合理方式。
①将同名回路交替布置，可避免“１”、“２”中弱点①、②。如北仑港和石洞口电厂一期工程主
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及产生的原因，然后制定出防止不安全事件发生的对策，并为其它新建大型电厂提供借鉴。
关键词：电气主接线；一台半断路器接线；交替布置；弱点；对策
引言 河曲电厂规划容量为４Ｘ６００ＭＷ，分两期建设，一期工程两台６００ＭＷ机组于２００２年８月开工，
２００４年底相继投产。其电气主接线采用的是一台半断路器接线方式，由于同名回路未进行交替布置， 引起了有关人员对其运行安全性和操作灵活性的质疑，迫使该厂技术人员重新对一、二期工程的主 接线方式进行分析，并拿出安全运行对策。
②当二期工程的粥、槲机组投产后，由于增加了进线数量，从而避免了“ｌ”中弱点②所说的
系统倒送电现象，并可继续向系统供电。 ③在将同名回路交替布置的同时再增加一回出线（参见图５），其安全可靠性则得到相当大的提
高，可避免上述所提到的各种故障下的严重威胁，但其弱点是大大增加投资。其进出线回路中不必
装设隔离开关，原因是：当串数达到三串及以上时，即使在特殊运行方式下，也可保持两个及以上 完整串运行，此时，进出线回路中的 隔离开关已作用不大，甚至成了潜藏 的故障点。 ④如果不采用同名回路交替布置 方式，而是只增加一回出线，如图６ 出线三ｔ ｌ 出线二ｔ ｝出线一 群２母线
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河曲电厂一期工程一台半断路器接线方式的弱点
河曲电厂一期工程２×６００ＭＷ机组的电气主接 ・出线二出线一 ｊ｝｝２母线
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线方式如图１所示。其特点是：发电机出口不装断路 器和隔离开关，且同名回路未交替布置，其开拓性的 做法是：把二期工程高压启／备变高压侧所需的断路器 和隔离开关提前投资购买，与一期工程启／备变高压侧 的断路器和隔离开关共同组成一个不完整串，其作用 相当于一个完整串，因此，一期工程相当于有三个完 整串，具有一定的灵活性和可靠性，克服了发变组出 口和线路出口不装隔离开关所带来的不便。由于同名 回路未交替布置，且在进出线回路中未装设隔离开关， 所以，在减少一个配电间隔和四台隔离开关占地面积 的同时，节省了相应的投资。但该接线方式的弱点是： ①当断路器４（或７）检修时，若断路器６（或３）
串，同名回路配置在不同串内”的原则相抵触，而将它们接在同一串中的原因是：无出线与它们相 搭配，即原因还是在于出线数量太少，虽然该条仅导致两台机组解列，不会导致全厂停电，但该现 象是由单一断路器故障所致，其发生几率较高，所以，不可不重视。 值得注意的是，由于河曲电厂出线数量太少，只有两回，导致了其电气主接线的一致命弱点： 无论是否进行交替布置，都不能避免当一回线路停电检修而另一回线路又故障跳闸时，导致全厂所 有机组解列、全厂停电的恶果，并且，该现象仅属于双重故障性质，其发生几率相对较高，不可掉 以轻心。对于一个以京津冀地区为供电目标的大型发电厂来说，若真的发生了全厂四台６００ＭＷ机 组全部被迫解列、全厂停电的事故，不仅会给电厂自身造成大的经济损失，更重要的是它将给整个 电网和社会带来重大影响和损失，后果是极其恶劣的。 由此看来，虽然河曲电厂二期工程投产后能达到三个完整串，但由于未进行交替布置，且出线 数量太少，在特殊运行方式下其可靠性仍然较低。因此，该厂对二期工程电气主接线的初步设计方 案进行了如下修改：一期启／备变高压侧的两台断路器及隔离开关保持不动，二期启／备变通过断路
即不满足《电力工程电气设计手册电气一次部分》对大机组主接线可靠性的特殊要求。
究其原因，“１”中弱点①、②和“２”中弱点①、②、⑨的症结皆在于：进出线数量太少（仅两 回）或同名回路未交替布置。至于弱点④，造成群３、槲机组同时解列的原因在于它们被接在了同一 串中，这与《火力发电厂设计技术规程》关于：“在一台半断路器接线中，电源线宜与负荷线配对成
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所示，也可避免“１’’、“２”中弱点① 和“２”中弱点③、④所说的现象，即 不会使撑３、槲机组同时解列，也不会 导致全厂停电，但却不能避免撑ｌ、舵
机组同时解列的可能。不过，由于上 述“２”中弱点②属双重故障性质，发 生几率较小，在目前网容越来越大的 趋势下，其发生后所造成的危害也越 来越小，并且，相对于“３”中③来说， 减少了一个间隔，使设备布置和接线 简捷。
图７平圩电厂一期工程电气主接线图
⑤当机组数量多于线路与其它入串回路之和时，宜将多出的每台机组分别以半串的形式接至两
条母线上，以防止类似于“２”中弱点④的发生，如图６所示。 综上所述，可进一步得出以下结论：
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①采用一台半断路器接线的电厂，当其出线数量低于三回时，宜将同名回路交替布置。 ②采用一台半断路器接线的电厂，当其机组数量在四台及以上且容量较大时，其出线数量不宜
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全国火电大机组（６００ＭＷ级）竞赛第１ｌ届年会论文集
电气
从上述弱点看来，反应了其较低的安全可靠性。其中，弱点①的性质与“１”中的①完全相同，
接线（参见图４），由于同名回路进行了交替布置，在断路器４（或７）检修时，若断路器６（或３ 或８或５）故障或拒动，将仍有一台机组和一回线路运行，不会出现全厂停电和系统倒送电现象； 再如哈尔宾第三发电厂的一台半断路器接线（参见图５），在断路器４（或７）检修时，若断路器６
全国火电大机组（６００１ｖ唧级）竞赛第１ｌ届年会论文集
②尽量缩短断路器４（或７）的检修时间，以减少断路器７（或４）的故障几率。
由于“ｌ”、“２”中所述弱点②可能发生的前提与弱点①相同，因此，为了尽量保证弱点①不发
生，那么，除尽量缩短断路器４（或７）的检修时间外，没有其它解决该问题的办法。对于“２”中
弱点③，可采取降出力的方法来处理，另外，可采用尽量缩短断路器３或４（６或７）停电检修时间
进出线回路中加装隔离开关，如图４所示。
③当建设初期出线数量仅有两回，而机组数量多于三台，并 能组成３个完整串时，应将同名回路交替布置，其进出线回路中 不加装隔离开关，以后扩建时不再交替布置，也不在其进出线回路中加装隔离开关。这样可避免河 曲电厂目前电气主接线的大部分弱点。 ④当建设初期机组数量在三台及以上且出线数量多于两回，并能组成三个及以上完整串时，同 名回路可不交替布置，进出线回路中不加装隔离开关，这样既能保证安全，又可节省耕地，以后扩 建时仍不交替布置，也不在其进出线回路中加装隔离开关，如图６所示。
可靠性的特殊要求。
２河曲电厂一、二期工程电气主接线初步设计方案的弱点
河曲电厂二期工程（２ Ｘ ６００ＭＷ）电气主接线的初步设计方案是：将把一期工程启，备变高压侧 所使用的断路器ｌ及其隔离开关拆 除，装于二期工程的启／备变高压侧， 并接至挣１母线上，同时，躬、群４发变 组组成一个完整串，发电机和主变压 器之间仍不装断路器。至此，该厂的 一台半断路器接线共有三个完整串， 参见图２，发变组出口和线路出口仍 未装设隔离开关，且同名回路仍未交 替布置。该方案的弱点是：
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６００Ｍ＇Ｗ机组增加一条出线的接线方式
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全国火电大机组（６００Ｍｗ级）竞赛第１１届年会论文集
电气
４结束语
根据上述分析，并借鉴其它电厂的实际运行经验，对采用一 台半断路器接线的不同规模的新建电厂，可分别采用以下较为合 理的接线方式：
电气
（或３或８或５）故障或拒动，不会使两台及以上机组同时解列，更不会出现全厂停电现象。但该
方式增加了一个配电间隔，使占地面积增大，投资增加。
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图５哈尔滨第三电厂２×６００删机组电气主接线图
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②当断路器４（或７）检修时，若断路器８（或５）故障或拒动，将导致断路器７（或４）、５（或 ８）、１１和ｌ停电，＃１、舵发变组全部同时解列，｝｜｝３、群４机失去备用电源。
③当断路器３或４（６或７）停 电检修而第二（或第一）回线路又 故障跳闸，则在额定负荷下，断路 器４或３（７或６）和第一（或第二） 回线路流过的是除去厂用电后的四 台机的总电流，为２７５０．７Ａ，虽然 断路器允许通过如此大的电流，但
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图１河曲电厂一期工程（２ｘ ６００ｉｔｗ）电气主接线圈
故障或拒动，将导致断路器３（或６）、７（或４）和２停电，两回线路全部同时切除，两台机组被迫
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全国火电大机组（６００Ｍｗ级）竞赛第１１届年会论文集
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图２一．二期工程（４×６００ａ椭ｒ）机组电气主接线方式
①当断路器４（或７）检修时，若
断路器６（或３）故障或拒动，将导致 断路器３（或６）、７（或４）、９和２ 停电，两回线路全部同时切除，两台机 组被迫全部停运，全厂停电。
全国火电大机组（６００Ｍｗ级）竞赛第１１届年会论文集
电气
大型发电厂一台半断路器接线的 合理方式探究
张关存 （山西鲁能河曲发电有限公司０３６５００）
摘要：以《火力发电厂设计技术规程》为依据，以《ｃ电力工程电气设计手册电气一次部分》为参照，参考其它电厂 的实际运行经验及全国电力安全通报方面的资料，对河曲电厂一台半断路器接线方式进行可靠性分析，找出其弱点
对“１”、“２”中所述的各条弱点，均以①最为严重，在目前仅有两回出线的情况下，可采取以 下临时对策： ①当断路器４（或７）检修时，宜拉开断路器６（或３），待断路器４（或７）检修完毕后一起投
入运行。而这样做的唯一不良后果是：若断路器７（或４）误跳，必然导致出线二（或出线一）与系 统解列，其情形与“２”中③类似，不会导致任何机组解列。