韓紅梅

【摘 要】主要對(duì)火力發(fā)電廠220KV一次系統(tǒng)電氣主接線的方案進(jìn)行了比較和選擇，對(duì)變壓器、高壓斷路器、隔離開關(guān)、電壓互感器和電流互感器進(jìn)行了選擇。

【關(guān)鍵詞】發(fā)電廠；一次系統(tǒng)；穩(wěn)定性

在電力系統(tǒng)中，大、中型電廠起著舉足輕重的作用，一旦故障輕則引起大面積停電，重則可能引起電網(wǎng)崩潰。本次設(shè)計(jì)的電廠220kV在豫北電網(wǎng)占有重要位置，一旦發(fā)生事故將引起河南主網(wǎng)的解裂，所以對(duì)電廠主接線形式進(jìn)行了詳細(xì)的分析比較，以期找到一種安全經(jīng)濟(jì)成熟的主接線形式。

1.電氣主接線設(shè)計(jì)

發(fā)電廠的電氣主接線是高壓電器設(shè)備通過接線組成的匯集分配和輸送電能的電路。電氣主接線的設(shè)計(jì)是發(fā)電廠或變電所電氣設(shè)計(jì)的主體。它與電力系統(tǒng)、電廠動(dòng)能參數(shù)、基本原始資料以及電廠運(yùn)行可靠性、經(jīng)濟(jì)性的要求等密切相關(guān)，并對(duì)電器選擇和布置、繼電保護(hù)和控制方式等都有較大的影響。因此，主接線設(shè)計(jì)，必須結(jié)合電力系統(tǒng)和發(fā)電廠或變電所得具體情況，全面分析有關(guān)影響因素，正確處理它們之間的關(guān)系，經(jīng)過技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，合理地選擇主接線方案。

原始資料分析

大、中型凝氣式火電廠，其容量為6×220=1320MW、最大單機(jī)容量為220MW，年利用小時(shí)數(shù)為5685h/a>5000 h/a，又為火電廠，在電力系統(tǒng)中主要承擔(dān)基荷，從而該廠主接線設(shè)計(jì)務(wù)必著重考慮其可靠性。從負(fù)荷特點(diǎn)及電壓等級(jí)可知，它具有110、220kV兩級(jí)電壓負(fù)荷。110kV有7回出線回路，220kV有6回出線回路，進(jìn)出線總回路數(shù)為12回，呈強(qiáng)聯(lián)系形式并接受本廠剩余負(fù)荷?？梢?，該廠220kV級(jí)的接線對(duì)可靠性的要求很高；為保證檢修出線斷路器不致使對(duì)該回路停電，擬采取帶旁路母線接線形式為宜；15.75kV電壓為發(fā)電機(jī)出口電壓，既無直配負(fù)荷，又無特殊要求，擬采用單元接線形式，可節(jié)省價(jià)格昂貴的發(fā)電機(jī)出口斷路器，又利于配電裝置的布局。

220KV主接線設(shè)計(jì)

對(duì)于200MW發(fā)電機(jī)組一般采用發(fā)電機(jī)-變壓器單元接線。對(duì)于最大機(jī)組為200MW以上的發(fā)電機(jī)，由于機(jī)組容量大，額定電流及短路電流都很大，發(fā)電機(jī)出口短路器制造困難，價(jià)格昂貴，且對(duì)供電可靠性要求較高。所以，一般在發(fā)電機(jī)回路及廠用分支回路均采用分相封閉母線，而封閉母線回路中一般不裝置斷路器和隔離開關(guān)。

當(dāng)220kV出線在四回及以上，110kV出線在六回及以上時(shí)，宜采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。當(dāng)斷路器為SF6時(shí)，可根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際情況，有條件的可不設(shè)旁路設(shè)施；當(dāng)需要設(shè)置旁路設(shè)施，且220kV出線在6回及以上，110kV出線在8回及以上時(shí)，可采用帶專用旁路斷路器的旁路母線。

由于本次設(shè)計(jì)的電廠在豫北電網(wǎng)中占重要位置，一旦發(fā)生事故將引起河南主網(wǎng)的解裂，所以對(duì)主接線的穩(wěn)定性具有很高的要求，應(yīng)首先考慮其穩(wěn)定性。根據(jù)對(duì)比分析，故擬定采用雙母分段帶專用旁路斷路器的接線形式。

變壓器的選擇

根據(jù)設(shè)計(jì)規(guī)劃和負(fù)荷要求，四臺(tái)機(jī)組接入110kV和220kV母線，擬選用兩臺(tái)三繞組變壓器和兩臺(tái)雙繞組變壓器，變壓器參數(shù)如下：

（1）主變壓器：

1#主變：SSPS3-240000V/220

額定容量 240000/240000/240000kVA

額定電壓 242±2×2.5%/121/15.75kV

連接組別 Y0/ Y0/△-12-12

空載損耗 245kW

空載電流 0.54%

運(yùn)行方式： 阻抗電壓 短路損耗

高壓—中壓 27.6% 1243kW

高壓—低壓 16.56% 1016.1kW

中壓—低壓 9.25% 822kW

2#主變：SSPSB-240000V/220

額定容量 240000/240000/240000kVA

額定電壓 242/121/15.75kV

連接組別 Y0 / Y0 /△-12-11

空載損耗 293kW

空載電流 0.57%

運(yùn)行方式： 阻抗電壓 短路損耗

高壓—中壓 23.9% 1004.8

高壓—低壓 14% 904

中壓—低壓 8.67% 726.8

3、4#主變： SSP3-240000/220

額定容量 240000kVA

額定容量 242±2×2.5%/15.75kV

連接組別 Y0 /△-11（YN 、d11）

3# 4#

空載損耗 201.3kW 189kW

短路損耗 850.6kW 877kW

空載電流 0.499% 0.39%

阻抗電壓 14% 13.8%

（2）高壓廠變：

廠用電率為7%，容量計(jì)算為258.8×7%×（1+10%）=19.9276。參數(shù)如下：

1、2#型號(hào) SFFL3-31500/20

額定容量 31500/15750-15750kVA

額定電壓 15.75±5%/6.3-6.3kV

連接組別 △/△-△-12-12

無吹風(fēng)時(shí)容量 21000/10500-10500kVA

空載損耗 35kW

空載電流 0.355%

3#型號(hào)SFF3-40000/20

額定容量40000/20000-20000kVA

額定電壓15.75±2×2.5%/6.3-6.3kV

線圈連接組別△/△-△-12-12（D.d12-d12）

無吹風(fēng)時(shí)容量26666/13333-13333kVA

空載損耗35.9kW

空載電流0.58%

4#型號(hào)SFF3-31500/15

額定容量31500/15750-15750kVA

額定電壓15.75±2×2.5%/6.3-6.3kV

線圈連接組別△/△-△-12-12

無吹風(fēng)時(shí)容量21000/10500-10500kVA

空載損耗33.96kW

空載電流0.48%

2.電氣設(shè)備選擇

正確地選擇電氣設(shè)備的目的是為了使導(dǎo)體和電器無論在正常情況或故障下，均能安全、經(jīng)濟(jì)合理地運(yùn)行。在進(jìn)行設(shè)備選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況，在保證安全、可靠的前提下，積極而穩(wěn)妥地采用新技術(shù)，并注意節(jié)約投資，選擇合適的電氣設(shè)備。

2.1 220KV高壓斷路器選擇

斷路器是供電系統(tǒng)是最重要的開關(guān)電器，它不僅能安全地切合負(fù)荷電流，而且更重要的是能夠可靠和迅速地切除短路電流。按電壓等級(jí)選擇斷路器，110kV、220kV電壓等級(jí)中主要是少油斷路器，真空斷路器SF6斷路器，220kV側(cè)的斷路器選擇SF6斷路器。

2.2 220kV側(cè)的高壓隔離開關(guān)的選擇

隔離開關(guān)在供電系統(tǒng)中只用于接通和開斷沒有負(fù)荷電流流過的電路，它的作用是為保證電氣設(shè)備檢修時(shí)，使需檢修的設(shè)備與處于電壓下的其余部分構(gòu)成明顯的隔離。隔離開關(guān)沒有特殊的滅弧裝置，所以它的接通和切斷必需在斷路器分?jǐn)嘁院蟛拍苓M(jìn)行。本電廠采用GW6—220（DW）型號(hào)的高壓隔離開關(guān)，GW6—220（DW）產(chǎn)品為剪刀式結(jié)構(gòu)，分閘后形成垂直方向的絕緣斷口，分合閘狀態(tài)明顯，利于巡視。適用于軟、硬母線在配電設(shè)備中作母線隔離開關(guān)，具有占地面小，操作簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)。

2.3電壓互感器的選擇

電壓互感器應(yīng)按額定電壓、安裝環(huán)境、準(zhǔn)確度等級(jí)及二次側(cè)負(fù)荷來選擇。計(jì)量電費(fèi)的電度表用的電壓互感器其準(zhǔn)確度應(yīng)為0.5級(jí)，而配電盤上的監(jiān)測(cè)儀表則用1～3級(jí)的電壓互感器。

2.3.1 220kV側(cè)的電壓互感器的選擇

220kV的電壓互感器試選擇JDCF-220W3型電壓互感器。

2.3.2發(fā)電機(jī)出口電壓互感器的選擇

本系統(tǒng)中性點(diǎn)有效接地，其額定電壓因素取1.5，故額定電壓為：15.75×1.5=23.635kV ，所以選擇JS-27.5型電壓互感器。

2.4電流互感器的選擇

測(cè)量與計(jì)量用電流互感器的選擇應(yīng)滿足一次回路的額定電壓和額定電流，以及短路時(shí)熱穩(wěn)定和動(dòng)穩(wěn)定要求，此外應(yīng)滿足測(cè)量與計(jì)量?jī)x表對(duì)準(zhǔn)確度的要求，繼電保護(hù)用電流互感器應(yīng)滿足10誤差特性曲線的要求。

一般計(jì)量用電流互感要求準(zhǔn)確度不低于0.5級(jí)，而配電盤上的監(jiān)測(cè)儀表或繼電器則采用1～3級(jí)的電流互感器。進(jìn)線互感器試選用LB1-220（W）型的電流互感器。

【參考文獻(xiàn)】

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