1、发电厂电气主接线设计分析摘要：发电厂电气主接线系统的安全性、可靠性是电力系统运行及维护的重要内容,其可靠性将直接关系到系统供电任务的完成情况。随着国内发电厂机组容量的不断升级,主接线的连接形式也在不断变化,系统运行的可靠性问题已经成为发电厂运行与维护中至关重要的环节。 关键词：发电厂； 电气主接线设计；可靠性 中图分类号： TM645 文献标识码：A 文章编号： 引言 发电厂是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济。发电厂的作用是将其他形式的能量转化成电能。按能量转化形式大体分为火力发电厂，水力发电厂，核能发电厂，风力发电场等。考虑发电厂中的地位和作用，电力系统中的发电厂有
2、大型主力发电厂、中小型地区电厂及企业自备电厂三种类型。无论是那种形式的电厂它们的电气部分设计的主要内容及基本思想都是相通的。 1、发电厂电气主接线可靠性研究 1.1 发电厂电气主接线故障的常见问题 发电厂主接线的可靠性研究主要以系统故障为中心，因此，在本研究伊始，需要对发电厂主接线系统的常见故障内容及其对系统的影响进行介绍。作为发电厂中联系系统与电源间的中间环节，主接线系统的运行并不独立。发电厂主接线的故障及其对系统影响主要有以下几种形式，一旦电厂主接线出现故障，即会影响到供电系统的连续性、充裕度以及系统安全。因而，对发电厂主接线可靠性的评估可以围绕以上俩个指标展开。 1.2 发电厂主接线可靠
3、性的关键因素 1.2.1 断路器 在整个主接线系统中，断路器属于操作元件中最为重要的部分，断路器的操作结果可以改变电厂主接线的拓扑结构。由于断路器自身结构的复杂性，由其操作不当或突发性故障所造成的主接线系统的故障形式多样。尤其以断路器引起系统恶性连锁反应事故最为严重，作为主接线系统的关键性操作元件，断路器的安装与操作值得引起工作人员的注意。1.2.2 输电线路和变压器 输电线路以及变压器属于系统静态元件，作为系统的重要连接节点，由其引起的系统故障大多为扩大性故障。由于他们二者的故障所导致的系统状态的改变，将引起相邻断路器的动作，对系统的修复必须在其关联断路器动作并切除故障后进行。因而，输电线路
4、及变压器的状态是决定主接线可靠性的关键性因素之一。 2、电气主接线 主接线代表了变电站电气部分主体结构，是电力系统接线的主要组成部分，是变电站电气设计的首要部分。它表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务。它的设计，直接关系着全站电气设备的选择、配电装置的布置、继电保护和自动装置的确定，关系着电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行。电气主接线的具体设计步骤一般分为两步：一是分析原始资料，二是拟定主接线方案。 电厂的电压等级为 220kV，对 220kV 配电装置的接线方式应按发电厂在电力系统中的地位，负荷情况，出线回路数、设备特点、周围环境
5、以及发电厂的规划容量等条件确定。接在母线上的避雷器和电压互感器，用 1 组隔离开关，接在发电机、变压器引线或中性点上的避雷器可装设隔离开关。 对资料分析的基础上，结合电厂电气主接线的可靠性，灵活性及经济性等基本条件，综合考虑，在满足技术经济政策的前提下，力争使其技术先进，供电安全可靠，经济合理的主接线方案。发电、供电可靠性是发电厂生产的首要问题，主接线的设计，首先应保证其满发、满供、不积压发电能力，同时尽可能减少能量过程中的损失，以保证供电连续性。 当然，可靠性并不是绝对的，分析和评估主接线的可靠性时，不能脱离了发电厂和变电站在系统中的地位和作用，所以对发电厂主接线，除一般定性分析其可靠性外，
6、尚需进行可靠性定时计算。 2.1 主接线的可靠性分析 主接线要考虑到几个方面的可能性。 (1)线路检修时，是否影响连续供电。 (2)线路、断路器或母线故障，以及在母线检修时，造成停电馈线停运的回路多少和停电时间的长短，能否满足、类负荷对供电的要求。(3)发电厂有无全厂停电的可能性。 (4)大型机组全部停电，对电力系统特定运行的影响与产生的后果等因素。 (5)可靠性的客观衡量标准是运行实际，故应考虑积累的运行实践经验。 (6)主接线的可靠性是它的机组或元件在运行中的可靠性、综合性，因此不仅要考虑一次设备(母线、断路器、隔离开关、互感器等)的故障率及其对供电的影响，还要考虑继电器保护等，二次设备的
7、故障率及其对供电的影响。 2.2 主接线的灵活性分析 主接线还应具有足够的灵活性，能适应多种运行方式的变化，且在检修、事故等情况下操作方便，调度灵活，检修安全，扩建发展方便。 (1)应能灵活地开断引接机组或线路，调配电源和负荷，能满足系统在事故，检修及特殊方式下的调度要求。 (2)能方便地停运断路器，母线及继电保护设备进行安全检修时，不影响电力网的正常运行供电。 (3)应能容易地从初期过渡到最终接线，在扩建时，一次和二次设备所需改造更少。 2.3 主接线的经济性分析 在满足可靠的前提厂，尽量可能做到经济。 (1)投资省。主接线应简单清晰，以节约断路器、隔离开关、电流和电压互感器及避雷器等一次设
8、备的投资，要能使控制保护，不过于复杂，以利于运行并节约二次设备和控制电缆投资，要能限制短路电流，以便合理的选择电气设备或轻型电器。 (2)占地面积小，主接线要为配电装置创造条件，以节约用地和节省构架、导线、绝缘子及安装费用。 (3)电能损失小：主接线要为配电装置创造条件，经济合理地选择主变压器的形式容量和数量，避免两次变压而增加电能损失。此外，为简化主接线，发电厂接入系统的电压等级一般不过超过两种。 3、发电厂电气主接线可靠性分析的算法和实现 发电厂主接线可靠性的分析算法实现建立于电厂电气主接线可靠性分析以及系统元件状态空间的最小割集分析方法之上。在对发电厂主接线系统进行可靠性分析计算时，首先
9、需要了解系统元件的运行状态，并对电厂主接线的网络结构进行分析。依据上文中所列举的受累停运矩阵，结合主接线网络最小路集，确认当系统发生故障时。其对电厂的主接线网络造成影响的最小路集的故障影响矩阵。在此基础上，在获得确定的主接线系统可靠性指标后，可得到元件个状态的概率值。一般系统可靠性的指标依照上文所述的供电连续性、运行安全性以及供电充裕性三个方面要求来选取。 4、结语 发电厂的电气主接线，是电力系统的重要部分。笔者从电厂的发电机、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面进行了阐述和分析。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、性质和出线回路数等因可靠、运行灵活、检修方便、运行经济和远景发展。 参考文献： 1陈尚发;大型发电厂电气主接线优化方案的研究J;电力建设;2006 年 08 期 2曹海红;柴钰;电气主接线的设计J;大众科技;2008 年 04 期 3陈尚发;大型发电厂电气主接线探讨J;中国电力;2003 年 07 期 4任晓颖;杜怡薇;浅谈火力发电厂电气部分初步设计J;中国高新技术企业;2008 年 24 期
