1、前言電氣主接線代表了發電廠和變壓所高電壓、大電流的電氣部分的主體結構，是電力系 統網絡結構的重要組成部分。它直接影響電力生產運行的可靠性、靈活性。對電氣設備的 選擇、配電裝置的布置、繼電保護、自動裝置和控制方式等諸多方面都有決定性的關系。本火電廠電氣主接線主要從可靠性、 靈活性、經濟性三方面綜合考慮并設計。可靠性包括: 發電廠和變電所在電力系統中的地位；負荷性質和類別；設備的制造水平；長期運行實際 經驗。靈活性包括：操作的方便性；調度的方便性；擴建的方便性。經濟性包括：節省投 資；降低損耗等。綜合以上三方面的考慮展開火電廠電氣主接線的設計，并對設計進行可 行性分析，得出結論：本設計適合實際應用

2、。1 對原始資料的分析火力發電廠共有兩臺50MW 的供熱式機組，兩臺300MW 的凝汽式機組。所以Pmax=700MW;機組年利用小時 Tmax=6500h。設計電廠容量: 2*50+2*300=700MW ；占系統總容量700/( 3500+700) *100%=16.7%；超過系統檢修備用容量8%-15%和事故備用容量10%的限額。說明該廠在系統中的作用和地位至關重要。由于年利用小時數為6500h5000h, 遠大于電力系統發電機組的平均最大負荷利用小時數。該電廠在電力系統中將主要承擔基荷，從而在設計電氣主接線時務必側重考慮可能性。10.5KV電壓級：地方負荷容量最大為 25.35MW,共

3、有10回電纜饋線，與50MW發 電機端電壓相等，宜采用直饋線。220KV 電壓級：出線回路為5 回，為保證檢修出線斷路器不致對該回路停電，宜采用帶旁路母線接線方式。500KV 電 壓 級 ： 與 系 統 有 4 回 饋 線 ， 最 大 可 能 輸 送 的 電 力 為 700-15-200-700*6%=443MW。 500KV 電壓級的界限可靠性要求相當高。2 主接線方案的擬定2.1 10.5kV電壓級根據設計規程規定：當每段母線超過24MW 時應采用雙母線分段式接線方式。利用斷路器將雙母線中的一組母線分為W1 和 W2 兩段，在分段處裝有電抗器，另一組母線不分段。2臺供熱式機組輸出的電能分別

4、經斷路器和隔離開關連接至10.5KV 的母線上。10.5KV設計 11 回出線。 其中 10 回為額定電壓10.5KV 的負荷供電，1 回線路接升壓變壓器連接至220KV母線進線端為220KV母線 W4、W5,將剩余功率通過主變壓器送往電壓 220KV。2.2 220kV 電壓級出線回路數大于4 回，為使其出線斷路器檢修時不停電，宜采用雙母線帶旁路接線或單 母 線 分 段 式 接 線 。 計 算 從 10KV 送 來 的 剩 余 容 量 ： 2*50-(20+10*14/26)+2*50*6%=68.62MW250MW ，不能滿足220KV 最大負荷250MV 的要求。擬定1 臺 300MW

5、機組按發電機-變壓器單元接線形式接至220KV 母線上。由聯絡變壓器與500KV 接線連接，相互交換功率。方案 I: 220KV 母線采用雙母線帶旁路接線方式。300MW 的凝汽式發電機采用發電機- 變壓器的接線方式，由變壓器高壓側引出線連接至220kv 母線上。出線端共接線路6 回，其中 1 回線路連接變壓器接至500KV 母線。 其余 5 回線路連接電抗器并為額定電壓220KV的負荷供電。方案 II: 220KV 母線采用單母線分段式接線方式。出線方式與方案I 相同。2.3 500kV 電壓級500KV 負荷容量大，為保證可靠性，有多種接線形式，經分析擬定兩種接線方案。將300MW 機組與

6、變壓器組成單元接線，直接將功率送往500KV 電力系統。方案I：500KV 采用雙母線四分段帶專用旁路母線接線方式。出線5回， 4回供電 1回備用。方案 II： 500KV 采用一臺半斷路器接線方式。綜上，擬定的方案一共有4種：方案1: 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式；500KV雙母線四分段帶專用旁路母線接線方式500KV火力發電廠電氣主接線方案I設計圖方案II: 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用單母線分段帶旁路式接線方式；500KV 一臺半斷路器接線方式10.5KV WOONWV.-1 50NV火力發電廠電氣主接線方案II設計圖方

7、案III : 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式;500KV 一臺半斷路器接線萬式中150W35KV火力發電廠電氣主接線方案III設計圖方案IV: 10.5KV采用雙母線分段式接線；220KV母線采用單母線分段帶旁路式接線 方式；500KV雙母線四分段帶專用旁路母線接線方式。碰 50MU0 50MW火力發電廠電氣主接線方案 IV設計圖3方案的經濟比較3.1 計算一次投資 該項目取變壓器500萬；500KV斷路器100萬；220KV斷路器40萬；10.5KV斷路器5萬;500KV隔離開關20萬；220KV隔離開關8萬；10.5KV隔離開關1萬。設備總投資I0

8、=I（變壓器）+1（斷路器）+1（隔離開關）綜合總投資I=I0（1+a/100）a為明顯的附加費用比例系數取 90四種方案一次投資統計表力殺斷路器隔離升關變壓器設備總投資Io設備綜合總投資力殺I10.5KV1647445438631.7220KV1132500KV1131力殺II10.5KV1647445678677.3220KV1125500KV1230力殺III10.5KV1647446238783.7220KV1132500KV1230力殺IV10.5KV1647444878525.3220KV1125500KV11313.2 計算年運行費運行期年運行費C=a 1*I+ a2*Ia 1為

9、檢修維護費率取0.03a 2為折舊費率取0.05四種方案年運行費統計表力殺設備綜合總投資年運行費-r1 力殺I8631.7690.536力方:II8677.3694.184力殺III8783.7702.696力殺IV8525.3682.024由以上兩個表格分析可以看出，四個方案的投資金額從大到小依次是：方案 III、方案II、方案I、方案IV。相應的經濟性由高到低排列：方案IV方案I方案II方案III。會根 據以上數據表明，各個方案的一次投資和運行費差距很小，從經濟方面分析，四個方案都 可行。4主接線最終方案的確定4.1方案的可靠性比較10.5KV側：4個方案均采用雙母線分段式接線。200KV

10、 側:方案I: 220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式。可靠性極高，故障率低的變壓器的 出口不裝斷路器，投資較省，整個線路具有相當高的靈活性，當雙母線的兩組母線同時工 作時，通過母聯斷路器并聯運行，電源與負荷平均分配在兩組母線上，當母聯斷路器斷開 后，變電所負荷可同時接在母線或副母線上運行，當母線故障或檢修時，將隔離開關運行 倒閘操作，容易發生誤操作。方案II: 220KV母線采用單母線分段式接線方式。檢修任一臺斷路器時，該回路需停 運，分段開關停運時，兩段母線需解列運行，當一段母線發生故障，分段斷路器自動將故 障段切除，保證正常段母線不致失電，另一段母線上其它線路需停運。500KV 側:方案

11、I: 500KV采用雙母線四分段帶專用旁路接線方式。供電可靠性大，可以輪流檢 修母線而不使供電中斷，當一組母線故障時，只要將故障母線上的回路倒換到另一組母線, 就可迅速恢復供電。方案II: 500KV采用3/2斷路器接線方式。運行可靠，每一回路由兩臺斷路器供電， 母線發生故障時，任何回路都不停電。 檢修時操作方便，當一組母線停支時，回路不需 要切換。任一臺斷路器檢修，各回路仍按原接線方式工作，不需切換。4.2 方案的靈活性比較220KV 側:方案I: 220KV母線采用雙母線帶旁路接線方式。檢修方便、調度靈活、便于擴建。用旁路斷路器帶該回路時，操作復雜，增加了誤操作的機會。同時，由于加裝旁路斷

12、路器, 使相應的保護及自動化系統復雜化。方案II: 220KV母線采用單母線分段式接線方式。調度靈活，接線簡單，易于拓建 500KV 側:方案I： 500KV 采用雙母線四分段帶專用旁路接線方式。檢修方便、調度靈活、易于 操作，但由于接線方式較復雜，倒閘時易發生誤操作。方案 II： 500KV 采用 3/2斷路器接線方式。運行調度靈活，正常時兩條母線和全部斷路器運行，成多路環狀供電。從發展看方案II 比方案 I 更被認同和使用。4.3 方案最終確定該系統是發電廠的主接線，發電廠的出線線路的供電可靠性至關重要，為了保證周圍企業和居民能夠正常用電，必須在綜合考慮三方面時優先考慮供電可靠性。從供電可

13、靠性、靈活性、經濟性三個方面分析比較以上的四個不同的方案決定以第III 方案為最終方案，即 10.5KV 采用雙母線分段式接線；220KV 母線采用雙母線帶旁路接線方式；500KV 一臺半斷路器接線方式。5 結論對于發電廠電氣主接線設計，要從可靠性、靈活性、經濟性三個方面來分析。而可靠性和經濟性往往存在矛盾。對于發電廠這類重要的供電場所，主接線直接影響了周圍負荷的正常用電，因此其可靠性至關重要，經濟性要在保證可靠性的基礎上考慮。從最大程度的保證負荷用電的安全可靠方面考慮應選擇方案I、 III 。考慮到方案在經濟性是否可行，設計中對四個方案的一次投資和年運行費進行了分析和計算，得出具體的數值進行比較。從中發現四個方案的經濟投資相差較小，可以認為經濟性對本設計的影響較小。從主接線的靈活性方面分析，雙母線的接線方式和單母線的接線方式均具有靈活操作的特點。所不同的是雙母線的倒閘操作較單母線復雜，易發生誤操作；與此同時雙母線可以利用其結構優勢有更為多樣的調度方式，增加了操作的方便性。綜合以上方面的考慮，確定選定方案III 為最終方案。該方案能夠保證供