韩红梅

【摘 要】主要对火力发电厂220KV一次系统电气主接线的方案进行了比较和选择，对变压器、高压断路器、隔离开关、电压互感器和电流互感器进行了选择。

【关键词】发电厂；一次系统；稳定性

在电力系统中，大、中型电厂起着举足轻重的作用，一旦故障轻则引起大面积停电，重则可能引起电网崩溃。本次设计的电厂220kV在豫北电网占有重要位置，一旦发生事故将引起河南主网的解裂，所以对电厂主接线形式进行了详细的分析比较，以期找到一种安全经济成熟的主接线形式。

1.电气主接线设计

发电厂的电气主接线是高压电器设备通过接线组成的汇集分配和输送电能的电路。电气主接线的设计是发电厂或变电所电气设计的主体。它与电力系统、电厂动能参数、基本原始资料以及电厂运行可靠性、经济性的要求等密切相关，并对电器选择和布置、继电保护和控制方式等都有较大的影响。因此，主接线设计，必须结合电力系统和发电厂或变电所得具体情况，全面分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系，经过技术、经济比较，合理地选择主接线方案。

原始资料分析

大、中型凝气式火电厂，其容量为6×220=1320MW、最大单机容量为220MW，年利用小时数为5685h/a>5000 h/a，又为火电厂，在电力系统中主要承担基荷，从而该厂主接线设计务必着重考虑其可靠性。从负荷特点及电压等级可知，它具有110、220kV两级电压负荷。110kV有7回出线回路，220kV有6回出线回路，进出线总回路数为12回，呈强联系形式并接受本厂剩余负荷。可见，该厂220kV级的接线对可靠性的要求很高；为保证检修出线断路器不致使对该回路停电，拟采取带旁路母线接线形式为宜；15.75kV电压为发电机出口电压，既无直配负荷，又无特殊要求，拟采用单元接线形式，可节省价格昂贵的发电机出口断路器，又利于配电装置的布局。

220KV主接线设计

对于200MW发电机组一般采用发电机-变压器单元接线。对于最大机组为200MW以上的发电机，由于机组容量大，额定电流及短路电流都很大，发电机出口短路器制造困难，价格昂贵，且对供电可靠性要求较高。所以，一般在发电机回路及厂用分支回路均采用分相封闭母线，而封闭母线回路中一般不装置断路器和隔离开关。

当220kV出线在四回及以上，110kV出线在六回及以上时，宜采用带专用旁路断路器的旁路母线。当断路器为SF6时，可根据系统的实际情况，有条件的可不设旁路设施；当需要设置旁路设施，且220kV出线在6回及以上，110kV出线在8回及以上时，可采用带专用旁路断路器的旁路母线。

由于本次设计的电厂在豫北电网中占重要位置，一旦发生事故将引起河南主网的解裂，所以对主接线的稳定性具有很高的要求，应首先考虑其稳定性。根据对比分析，故拟定采用双母分段带专用旁路断路器的接线形式。

变压器的选择

根据设计规划和负荷要求，四台机组接入110kV和220kV母线，拟选用两台三绕组变压器和两台双绕组变压器，变压器参数如下：

（1）主变压器：

1#主变：SSPS3-240000V/220

额定容量 240000/240000/240000kVA

额定电压 242±2×2.5%/121/15.75kV

连接组别 Y0/ Y0/△-12-12

空载损耗 245kW

空载电流 0.54%

运行方式： 阻抗电压 短路损耗

高压—中压 27.6% 1243kW

高压—低压 16.56% 1016.1kW

中压—低压 9.25% 822kW

2#主变：SSPSB-240000V/220

额定容量 240000/240000/240000kVA

额定电压 242/121/15.75kV

连接组别 Y0 / Y0 /△-12-11

空载损耗 293kW

空载电流 0.57%

运行方式： 阻抗电压 短路损耗

高压—中压 23.9% 1004.8

高压—低压 14% 904

中压—低压 8.67% 726.8

3、4#主变： SSP3-240000/220

额定容量 240000kVA

额定容量 242±2×2.5%/15.75kV

连接组别 Y0 /△-11（YN 、d11）

3# 4#

空载损耗 201.3kW 189kW

短路损耗 850.6kW 877kW

空载电流 0.499% 0.39%

阻抗电压 14% 13.8%

（2）高压厂变：

厂用电率为7%，容量计算为258.8×7%×（1+10%）=19.9276。参数如下：

1、2#型号 SFFL3-31500/20

额定容量 31500/15750-15750kVA

额定电压 15.75±5%/6.3-6.3kV

连接组别 △/△-△-12-12

无吹风时容量 21000/10500-10500kVA

空载损耗 35kW

空载电流 0.355%

3#型号SFF3-40000/20

额定容量40000/20000-20000kVA

额定电压15.75±2×2.5%/6.3-6.3kV

线圈连接组别△/△-△-12-12（D.d12-d12）

无吹风时容量26666/13333-13333kVA

空载损耗35.9kW

空载电流0.58%

4#型号SFF3-31500/15

额定容量31500/15750-15750kVA

额定电压15.75±2×2.5%/6.3-6.3kV

线圈连接组别△/△-△-12-12

无吹风时容量21000/10500-10500kVA

空载损耗33.96kW

空载电流0.48%

2.电气设备选择

正确地选择电气设备的目的是为了使导体和电器无论在正常情况或故障下，均能安全、经济合理地运行。在进行设备选择时，应根据工程实际情况，在保证安全、可靠的前提下，积极而稳妥地采用新技术，并注意节约投资，选择合适的电气设备。

2.1 220KV高压断路器选择

断路器是供电系统是最重要的开关电器，它不仅能安全地切合负荷电流，而且更重要的是能够可靠和迅速地切除短路电流。按电压等级选择断路器，110kV、220kV电压等级中主要是少油断路器，真空断路器SF6断路器，220kV侧的断路器选择SF6断路器。

2.2 220kV侧的高压隔离开关的选择

隔离开关在供电系统中只用于接通和开断没有负荷电流流过的电路，它的作用是为保证电气设备检修时，使需检修的设备与处于电压下的其余部分构成明显的隔离。隔离开关没有特殊的灭弧装置，所以它的接通和切断必需在断路器分断以后才能进行。本电厂采用GW6—220（DW）型号的高压隔离开关，GW6—220（DW）产品为剪刀式结构，分闸后形成垂直方向的绝缘断口，分合闸状态明显，利于巡视。适用于软、硬母线在配电设备中作母线隔离开关，具有占地面小，操作简单等优点。

2.3电压互感器的选择

电压互感器应按额定电压、安装环境、准确度等级及二次侧负荷来选择。计量电费的电度表用的电压互感器其准确度应为0.5级，而配电盘上的监测仪表则用1～3级的电压互感器。

2.3.1 220kV侧的电压互感器的选择

220kV的电压互感器试选择JDCF-220W3型电压互感器。

2.3.2发电机出口电压互感器的选择

本系统中性点有效接地，其额定电压因素取1.5，故额定电压为：15.75×1.5=23.635kV ，所以选择JS-27.5型电压互感器。

2.4电流互感器的选择

测量与计量用电流互感器的选择应满足一次回路的额定电压和额定电流，以及短路时热稳定和动稳定要求，此外应满足测量与计量仪表对准确度的要求，继电保护用电流互感器应满足10误差特性曲线的要求。

一般计量用电流互感要求准确度不低于0.5级，而配电盘上的监测仪表或继电器则采用1～3级的电流互感器。进线互感器试选用LB1-220（W）型的电流互感器。

【参考文献】

[1]王崇林，邹有明主编.供电技术.煤炭工业出版社.

[2]吴希再主编.电力工程.华中科技大学出版社.

[3]傅知兰主编.电力系统电气设备选择与实用计算.中国电力出版社.