发电厂电气主接线可靠性的实践研究

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【摘 要】随着科技的不断进步，我国的发电厂机组容量也在不断的变化，其主接线的连接方式也在不断发生变化，这也就带来了电气主接线系统运行的可靠性问题。文章将针对电气主接线的可靠性进行分析探讨。

【关键词】发电厂；电气接线；可靠性；研究

电力系统运行、维护的基本要求是电力的安全、可靠以及经济，电气主接线系统作为发电厂及电力设备系统中最重要的电力枢纽环节，其可靠性是电力系统研究的重要环节。发电厂的主要任务是持续、稳定的向电力系统输送电能。而在这一过程中，电气主接线系统负责将发电机组发出的电能集中的传输或分配到电力系统中。随着人们生活水平的提高，电力系统的可靠性要求也越来越高，电气主接线的可靠性与供电任务的完成情况密切相关。

1 发电厂电气主接线系统及技术概述

电气主接线作为电力系统的重要组成部分之一，电气主接线系统包括变压器、发电机以及线路的连接方式等，发电厂电气主接线系统的方案，对电力系统的安全、灵活、稳定、经济的运行，以及电气设备的选择、继电保护和控制方式的拟定以及配电装置的布置等有很重要的意义。

电力系统的运行可靠性是电力生产和分配的主要要求，因此，电力主接线必须满足可靠性的要求。主接线的可靠性主要是由它的各组元件所决定的，包括一次部分和二次部分。因此，主接线的设计要同时考虑一次设备和二次设备的故障以及对供电的影响；主接线要保证其灵活的操作、投入以及切除某些机组、线路、变压器等，满足系统在检修方式、事故运行方式以及特殊运行方式下的调度要求，主接线系统要做到方便停运母线、断路器以及继电保护设备等，满足安全检修的需求，保证电厂的正常运行；主接线应在满足可靠性和灵活性的前提下，尽量减少设备的投资，主接线的设计要简单清晰，节约使用断路器、电流电压互感器、隔离开关以及避雷针等一次设备，然后采用简单的控制保护电路，方便运行并节约二次设备的投资，主接线的配电装置应尽量节约占地面积以及架构、绝缘子、导线、安装等的费用；主接线的设计要保证从初期接线到终期接线的方便可行，减少扩建过程中，一次设备和二次设备的改造情况。

2 电气主接线系统实施方案

2.1 简化发电厂电气主接线系统的原则

要把简化电厂主接线和搞好电网结构相结合，把电气主接线作为主体部分。在保证提高电力系统安全、稳定、可靠的基础上，简化电气主接线的设置、节约资金投入，并保证电网的正常运行，要同时做到满足发电厂的供电任务和用电的安全可靠性。致力于加强我国的电网结构，形成现代化的电机系统。

减少发电单机容量占电网总装机容量的比例，在发电厂发生系统事故时，造成短时间内减少输出功率，对供电用户所造成的影响相对较少，而发电单机容量过大，会造成系统的切除负荷，发生系统故障时，会造成大面积的停电现象，导致整个系统近乎瓦解，严重影响供电用户的生产生活，发电单机容量适当时，供电用户不会因为供电频率降低而出现停电的现象，仍能满足人们的日常照明工作。在简化主接线的建设的同时，要做好发电设备的保护工作，提高供电设备的安全运行。

简化发电厂电气主接线的关键是，提高电气设备的可靠性、质量、技术特性等。随着科技的进步和发展，主接线的继路器已经由原来的空气式、多油式，发展为新型的真空继路器、SF4继路器，以及全封闭的组合电器，继电保护装置逐渐向着微机化、双重化的方向发展，其可靠性大大提高，切除故障的时间与原来比较明显缩短，避雷器由原来的磁吹型、碳化硅阀型转化成金属氧化物型，过电压保护的水平也得到了提升。现代的电力系统，在提高发电厂设备以及用电负荷可靠性的同时，其装机容量也不断的扩大，并且采用了一些新型的设备，简化了发电厂电气主接线的设计制造。

2.2 两种备选方案比较

根据相关发电厂电气主接线的规程和原则，提出以下两种方案，以供参考。

方案一：在发电厂内设置双母线，发电机的出口设置启动/备用变压器，不设置断路器。在本期中采用双母线接线方式，在远期中采用双母线单分段接线方式。采用这种接线方式，其优点主要是将两台机组的电源和两条220KV的线路负荷，平均分配到两组母线上，当其中任何一台机组或回路出现故障、检修时，电厂仍能保证正常运行。这种方案运行的灵活性高、供电可靠性强并且扩建较为方便。

方案二：在发电厂内不需设置母线，采用发电机、变压器、线路组接线等组成，发电机出口设置继路器，不需设置启动/备用变压器。当正常启动或停机时，电力系统的变压器将厂用电源倒送至厂用高压母线，将高压厂用变压器设置成有载调压的形式。采用这种方案的优点是，主接线系统单元性强、操作简单，电厂内不需设置升压站，取消了五个220KV间隔以及启动/备用变压器。不需网络控制室以及高压配电装置，减少了系统的占地面积。电厂与变电站的距离较近，可以采用这种方案。

3 国内外电网事故的实践经验教训

3.1 大面积停电事故分析研究

近年来，国内外已经发生了多次电力系统出现大面积停电的事故，事故的原因主要表现为以下两个方面：

一方面是，电网中的个别电器元件出现故障，或者出现过负荷跳闸现象，从而引起输电功率发生转移，最终导致电力系统的稳定性遭到破坏，造成大面积停电事故给人们的生产生活带来严重的影响，造成巨大的经济损失。这类电力事故在国外尤为突出。

另一方面是，当需要长距离输送电能时，为保证输电线路的功率，发电厂在进行电力输送时，往往会提高输电功率，当输电线路出现跳闸等情况时，使得需电地区的功率缺额严重，导致电力系统的电压、频率急剧下降，并且在按频率减裁的自动装置容量不足、管理不完善的情况下，导致需电端的电厂锅炉进水受阻，水循环出现中断，致使电厂被迫停止供电。我国曾在上世纪七八十年生过这种供电事故，事故发生时，供电系统近乎全部崩溃，电厂锅炉几乎报废，事故影响非常严重。

3.2 事故原因分析总结

在我国的许多高压或者超高压的电网运行的过程中，据统计，电网故障中短路事故占电网总事故的比例很大，并且危险性很高，在电网短路事故中，提高输电线的电压等级，有利于降低短路事故的发生率。在变电所、发电厂以及输电线这三种短路事故中，输电线的故障占大多数，其次是变电所故障，最后是发电厂故障。发电厂的短路事故越少，其简化电气主接线的运行有很大的影响。在电力系统发生事故时，应及时做好防止频率、电压的急剧下降以及功率转移等工作，避免造成大面积停电事故，给人们的生产生活带来严重的影响，确保发电设备的安全、可靠的运行。

4 总结

电气主接线系统作为电力系统的重要组成部分，其安全、可靠性是保障电力系统稳定运行的重要基础。发电厂电气主接线的可靠性评估主要表现在，对其功能元件、系统网络结构等的可靠性参数指标的评定。因此，一定要做好电气主接线系统的安全可靠工作，尊重科学研究，注重协调配合，从我国电网的实际出发，建立健全我国电气主接线系统的研究工作，真正发挥电气主接线在电力系统中所起到的作用，保证电力系统的稳定运行。

参考文献：

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