750kV電氣主接線優(yōu)化方案比較研究

王小青 包萬敏 孟 軍 汪太興

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750kV電氣主接線優(yōu)化方案比較研究

王小青 包萬敏 孟 軍 汪太興

（國網(wǎng)蕪湖供電公司信息通信分公司，安徽蕪湖 241000）

發(fā)電廠750kV電氣主接線的確定是系統(tǒng)、發(fā)電廠可靠運行至關(guān)重要的因素。同時也對電氣設(shè)備選型、配電裝置布置、繼電保護(hù)配置和電氣控制方式的擬定有著較大的影響。本文通過對750kV主接線3種方案（即內(nèi)橋接線、四角形接線和一臺半斷路器接線）作可靠性分析及技術(shù)經(jīng)濟比較，最終采用一臺半斷路器接線型式，配電裝置采用屋外敞開式具有較好的應(yīng)用前景。

750kV電氣工程；變壓器；接線；方案；優(yōu)化

發(fā)電廠750kV合理選擇電氣主接線形式，是保證機組安全、可靠運行的前提。電氣主接線根據(jù)實際需要，通過技術(shù)經(jīng)濟比較，要求降低成本，操作簡單，運行經(jīng)濟，配電設(shè)備布置合理，維護(hù)檢修要安全、方便。總之，750kV電氣主接線形式很多，在電力系統(tǒng)中是一個復(fù)雜的問題。要因地制宜、合理選擇電氣主接線的形式，實踐中要根據(jù)泵站具體情況選用不同的電氣主接線形式，以滿足發(fā)電廠機組運行建設(shè)的需要。

1）本期建設(shè)2×660MW機組（主要采用發(fā)電機+變壓器單元接線）經(jīng)母線-主變壓器低壓側(cè)連接，主變壓容量達(dá)780MVA，留有再擴建4×1000MW機組的條件。

2）本期工程接入系統(tǒng)為750kV一級電壓接入系統(tǒng)方案。

3）本期2×660MW機組均以750kV一級電壓接入系統(tǒng)，出線2回，主接線為內(nèi)橋接線（遠(yuǎn)景一臺半斷路器接線）、四角形接線（遠(yuǎn)景一臺半斷路器接線）和一臺半斷路器接線。

1 主接線方案簡述

1.1 方案一：750kV內(nèi)橋接線

1）主接線單線圖（如圖1所示）

圖1 750kV內(nèi)橋接線示意圖

2）接線型式描述

由兩回變壓器一線路單元接線相連，接成橋型形接線。可分為內(nèi)橋與外橋形兩種接線，是長期開環(huán)運行的四角形接線。推薦采用內(nèi)橋形接線[1]。該接線具有如下優(yōu)點：①高壓斷路器數(shù)量少，僅需要3臺斷路器，減少設(shè)備投資；②系統(tǒng)接線清晰，線路的投入和切除十分方便，送電線路發(fā)生故障時只需斷開故障線路的斷路器，不影響另外一條線路及主變的運行；③運行方式靈活。

3）擴建改造工作量

由于本期建設(shè)時升壓站布置按照遠(yuǎn)景一臺半斷路器布置方式進(jìn)行，因此將來擴建改造時一次設(shè)備布置工作量無顯著增加，但二次接線工作量較大?？傊?，通過兩回線路變壓器單元接線，與內(nèi)部橋搭成連接，最終擴造成一個半斷路器連接，如此一來具有兩橋連接成本低，靈活運行模式等優(yōu)勢，同時也可以滿足可靠性的要求。

4）配電裝置布置

由于考慮遠(yuǎn)期能夠方便的擴建為一臺半斷路器接線，本期配電裝置按照遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模設(shè)置進(jìn)出線構(gòu)架，因此，本工程750kV配電裝置采用內(nèi)橋接線布置時占地為274m（縱向尺寸）×162m（橫向尺寸）。

5）靜態(tài)投資

估算，750kV內(nèi)橋接線投資共計約5000萬元。

1.2 方案二：750kV四角形接線

1）主接線單線圖

本期主接線簡化圖2（本期按四角形接線方式，遠(yuǎn)景可擴建為完整的3/2接線）[2]。

圖2 750kV四角形接線示意圖

2）接線型式描述

四角形接線的各斷路器互相連接形成閉合的環(huán)形，是單環(huán)形接線。由于本期工程750kV由兩回變壓器一線路單元組成，因此750kV角形接線可以采用四角形接線，變壓器與出線回路對角對稱布置。連接具有以下優(yōu)點：①投資可大大節(jié)省，每個電路的平均只有一個斷路器；②沒有母線交匯，在連接的任何部分出現(xiàn)故障，只要斷開部分及其連接組件，對系統(tǒng)的運作影響很??；③連接成一個封閉的環(huán)，使系統(tǒng)運行可靠和靈活。

3）擴建改造工作量

由于本期建設(shè)時升壓站布置按照遠(yuǎn)景一臺半斷路器布置方式進(jìn)行，因此將來擴建改造時一次設(shè)備布置工作量無顯著增加，但二次接線工作量本期工程就較為復(fù)雜，改造工作量更大。綜上所述，兩回變壓器一線路單元接線，接成四角形接線，最終擴建為一臺半斷路器接線，具有初期投資較少，運行方式相對靈活、可靠性較好等優(yōu)點，但是二次保護(hù)控制回路較復(fù)雜可靠性可滿足要求[3]。

4）配電裝置布置

由于考慮遠(yuǎn)期能夠方便的擴建為一臺半斷路器接線，本期配電裝置按照遠(yuǎn)期建設(shè)規(guī)模設(shè)置進(jìn)出線構(gòu)架，因此，本工程750kV配電裝置采用四角形接線布置時占地為274m（縱向尺寸）×162m（橫向尺寸）[5]。

5）靜態(tài)投資

估算，750kV四角形接線投資共計約6500萬元。

1.3 方案三：750kV一臺半斷路器接線

圖3 750kV一臺半斷路器接線

1）主接線單線圖

2）接線型式描述

本期采用一臺半斷路器接線，遠(yuǎn)景繼續(xù)擴建。一個半斷路器接線是通過大型機組和高壓級別的主接線路中運用比較多的一類接線形式，優(yōu)點如下：①靈活操作，通過正常操作兩個母線和斷路器進(jìn)行工作，從而形成多條環(huán)線式的供電；②操作和維護(hù)方便，采取隔離開關(guān)便于維護(hù)，沒有電氣設(shè)備的操作，處理斷路器的操作只有在處理事故時，避免大量的隔離開關(guān)啟閉操作，快速消除故障。對任一維修，循環(huán)運行不受影響，不需要切換，便于實現(xiàn)操作自動化和遠(yuǎn)動化；③可靠性高，每兩個斷路器形成一個來回供電電路，出現(xiàn)母線故障，脫扣斷路器只與此線連接便可，其他任何循環(huán)供電依舊正常，在事故和維護(hù)故障電路下出現(xiàn)停電回路不會超過兩個。

3）擴建改造工作量

由于遠(yuǎn)期升壓站與本期升壓站均是按照一臺半斷路器接線方式進(jìn)行，遠(yuǎn)景連續(xù)擴建，因此將來擴建改造時一、二次設(shè)備布置接線均可按照連續(xù)擴建增加，無需改造。

綜上所述，兩回變壓器一線路單元接線，接成一臺半斷路器接線，具有擴建方便，運行方式相對靈活、可靠性好等優(yōu)點，但是初期投資較大。

4）配電裝置布置

本工程750kV配電裝置采用一臺半斷路器接線布置時占地為274m（縱向尺寸）×162m（橫向尺寸）。

5）靜態(tài)投資

估算，750kV一臺半斷路器接線投資共計約9000萬元。

2 比較分析

電氣工程及其自動化顧名思義是指從電力生產(chǎn)到電力消費的各個環(huán)節(jié)和層次都使用自動化控制，能夠有效的提高電氣工程的效率，避免生產(chǎn)安全事故的出現(xiàn)，是電氣工程順利發(fā)展的保障。根據(jù)上述3種主接線方案介紹可以得出如下結(jié)論。

2.1 可靠性比較

方案三750kV一臺半斷路器接線可靠性最高；方案二四角形接線由于進(jìn)出線增加隔離開關(guān)成環(huán)運行與方案三750kV一臺半斷路器接線可靠性相當(dāng)；方案一750kV內(nèi)橋接線可靠性稍差[4]。

2.2 靈活性比較

方案一750kV內(nèi)橋接線方案因設(shè)備數(shù)量少、在調(diào)度靈活性和檢修維護(hù)方面均有較強優(yōu)勢，擴建時對連續(xù)供電的影響與方案二750kV四角形接線相當(dāng)，略次于方案三750kV一臺半斷路器接線。

2.3 經(jīng)濟性指標(biāo)

根據(jù)各方案靜態(tài)投資估算結(jié)果比較分析，方案一750kV內(nèi)橋接線靜態(tài)投資估算為5000萬元，比方案二750kV四角形接線節(jié)省1500萬元，比方案三750kV一臺半斷路器接線節(jié)省4000萬元，投資最低。

3 結(jié)論

根據(jù)可靠性、靈活性、經(jīng)濟性的比較，雖然方案一750kV內(nèi)橋接線和方案二750kV四角形接線靜態(tài)投資較方案三750kV一臺半斷路器接線低，但從系統(tǒng)可靠性的角度看方案三優(yōu)勢明顯。同時由于地區(qū)電源結(jié)構(gòu)和布局不十分完善，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)較薄弱，因此采用可靠性最優(yōu)的方案三一臺半斷路器接線更為合理。因此綜合考慮可靠性、靈活性、經(jīng)濟性等因素，本工程本期高壓配電裝置接線推薦采用方案三750kV一臺半斷路器接線方案。

[1] CB/T 19963—2011. 風(fēng)電場接入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定[S].

[2] DL/T 5218—2012. 220kV—750kV變電站設(shè)計技術(shù)規(guī)程[S].

[3] 劉艷蘋. 500kV豐泉站永豐I線電抗器B相內(nèi)部故障的色譜分析與判斷田[J]. 內(nèi)蒙古石油化工, 2011, 21(15): 71-72.

[4] DL/T 722—2000. 變壓器油中溶解氣體分析和判斷導(dǎo)則[S].

[5] 何劍峰, 賀峰. XMZ46型500kV電抗器故障的處理與分析[J]. 變壓器, 2005, 42(4): 43-44.

Comparative Study on Optimization Schemes of 750kV Electrical Main Wiring

Wang Xiaoqing Bao Wanmin Meng Jun Wang Taixing

(Information and Communication Company, Wuhu Power Supply Company, Wuhu, Anhui 241000)

The determination of 750kV electrical main wiring in power plant is the most important factor for the reliable operation of the system and power plant. But also on the selection of electrical equipment, power distribution devices, relay protection configuration and electrical control of the formulation has a greater impact. In this paper, three kinds of 750kV main wiring scheme (ie, inner bridge wiring, quadrilateral wiring and a semi-breaker wiring) for reliability analysis and technical and economic comparison, the final use of a semi-breaker wiring type, power distribution device using open Type has a good application prospect.

750kV electrical engineering; transformer; connection; scheme; optimization

王小青（1969-），女，安徽省蕪湖市人，本科，工程師，研究方向為電力通信。