摘 要：優(yōu)秀水電廠發(fā)電、變電和用電系統(tǒng)的電氣接線可以將水電廠發(fā)電的生產(chǎn)安全大大提高，同時(shí)也可以將水電廠的經(jīng)濟(jì)效益提高，在對(duì)電氣設(shè)備進(jìn)行接線的時(shí)候要盡量做到經(jīng)濟(jì)靈活、安全可靠。文章以某水電廠為例，對(duì)該水電廠發(fā)電、變電和用電系統(tǒng)電氣接線優(yōu)化前后方案進(jìn)行描述、分析和對(duì)比，表明電氣接線好壞對(duì)整個(gè)水電廠的經(jīng)濟(jì)和安全可靠運(yùn)行有非常大的影響。該優(yōu)化方案對(duì)于其他類似的水電廠發(fā)電、變電和用電系統(tǒng)的電氣接線優(yōu)化和設(shè)計(jì)，在一定程度上有借鑒價(jià)值。

關(guān)鍵詞：發(fā)變用電系統(tǒng)；電氣接線；優(yōu)化設(shè)計(jì)

隨著我們國(guó)家的經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，相關(guān)的工業(yè)建設(shè)也在不斷迅速發(fā)展，同時(shí)對(duì)于變電站的容量、供電的可靠性、電能的質(zhì)量以及技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性提出了非常高的要求。所以現(xiàn)在變電站電氣的接線方式非常靈活和復(fù)雜，運(yùn)行的方式也是不斷變化。水電廠的發(fā)電、變電和用電系統(tǒng)的電氣接線是整個(gè)水電廠的發(fā)電和變電以及水電廠廠用電的系統(tǒng)連接形式，是整個(gè)水電廠的電氣設(shè)備運(yùn)行、投資和維護(hù)非常重要的部分。電氣接線系統(tǒng)的優(yōu)化與整個(gè)水電廠的經(jīng)濟(jì)效益以及綜合運(yùn)行的狀態(tài)有很大的關(guān)系。本篇文章主要根據(jù)某一個(gè)水電廠發(fā)電、變電以及用電系統(tǒng)的電氣接線，將其優(yōu)化之前和優(yōu)化之后的狀態(tài)進(jìn)行分析和對(duì)比。

1 電氣接線的方式設(shè)計(jì)要求

電氣接線方式是整個(gè)電力系統(tǒng)主要的一次設(shè)備，比如高壓母線、電力變壓器、隔離開(kāi)關(guān)、斷路器以及供電線路等高壓電氣設(shè)備之間相互連接關(guān)系的傳送電能的電路。電氣設(shè)備在連接的時(shí)候要滿足下面幾點(diǎn)最基本的要求：經(jīng)濟(jì)、靈活、可靠、安全。

1.1 經(jīng)濟(jì)性

電氣的接線要在滿足所有技術(shù)要求前提下，保證接線的運(yùn)行和投資費(fèi)用非常經(jīng)濟(jì)。

1.2 靈活性

電氣接線要能夠適應(yīng)各種各樣運(yùn)行方式要求，將滿足所有質(zhì)量要求電能給用戶，同時(shí)要方便擴(kuò)建。

1.3 可靠性

電氣接線要能夠按照電力的系統(tǒng)以及用電的用戶需求，確保供電的系統(tǒng)電能質(zhì)量安全、可靠，要分別按照各種類別的負(fù)荷重要性的程度，再將相應(yīng)的接線方式安排好。

1.4 安全性

電氣接線一定要能夠保證運(yùn)行人員以及相關(guān)設(shè)備安全，同時(shí)要確保與之相關(guān)的檢修和維護(hù)工作能夠安全進(jìn)行下去。

2 水電廠電氣的接線優(yōu)化之后的設(shè)計(jì)

水電廠電氣的接線優(yōu)化之后的設(shè)計(jì)（如圖1所示），通常情況下，裝機(jī)超過(guò)四臺(tái)的發(fā)電廠，適合用兩臺(tái)的主變壓器。所以將原先發(fā)變組的單元接線的形式，設(shè)計(jì)優(yōu)化為現(xiàn)在將單元的接線方式擴(kuò)大。主要優(yōu)化如下：將1號(hào)和4號(hào)發(fā)電機(jī)出口再接一段10kV母線（10kVⅠM），該10kV母線經(jīng)過(guò)1B升壓之后連接至110kVⅠM；將2號(hào)和3號(hào)發(fā)電機(jī)出口再接上一段10kV母線（10kVⅡM），經(jīng)過(guò)2B的升壓之后連接至110kVⅡM。將兩段110kV母線和兩段10kV母線之間分別設(shè)置110和607聯(lián)絡(luò)斷路器。設(shè)計(jì)時(shí)要盡量避免主變壓器在運(yùn)行的過(guò)程中負(fù)載率比20%低比80%高，與該水電廠的日常發(fā)電工作相結(jié)合，所以1B和2B的主變?nèi)萘慷际前凑?臺(tái)的發(fā)電機(jī)總功率1.5倍進(jìn)行設(shè)計(jì)。該水電廠廠用電由發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)混合起來(lái)進(jìn)行供電，其中400V的Ⅰ段、Ⅱ段和Ⅲ段廠用電母線分別由高壓側(cè)接至10kVⅠM上的44B和41B，以及高壓側(cè)接至10kVⅡM上的43B經(jīng)過(guò)降壓之后供電，400VⅠ段與400VⅡ段和Ⅲ段之間分別設(shè)置有兩個(gè)聯(lián)絡(luò)斷路器，因此三段母線之間可以進(jìn)行分段的處理，也可以聯(lián)絡(luò)起來(lái)運(yùn)行。與此同時(shí)，10kVⅠM和10kVⅡM母線分別通過(guò)608斷路器和609斷路器給發(fā)電廠大壩內(nèi)設(shè)備進(jìn)行供電。因?yàn)榈剿畮?kù)大壩的兩回10kV線路專門(mén)供應(yīng)大壩內(nèi)生產(chǎn)設(shè)備器件用電，其經(jīng)過(guò)的區(qū)域都是屬于少雷區(qū)域，故障和自然災(zāi)害也比較少，所以就暫時(shí)沒(méi)有考慮要在該地方設(shè)置電抗器或者是隔離變壓器。

3 優(yōu)化前后的分析比較

將水電廠發(fā)電、變電和用電系統(tǒng)的電氣接線現(xiàn)在的方案和之前的方案進(jìn)行對(duì)比，能夠發(fā)現(xiàn)優(yōu)化之后的方案具有較強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)。

3.1 優(yōu)化之后的方案更加簡(jiǎn)潔，相關(guān)的電氣設(shè)備減少

通過(guò)對(duì)優(yōu)化之后的方案進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化之后的方案相比較于之前的方案變得更加簡(jiǎn)潔，主要是廠用電變壓器、主變壓器、發(fā)電機(jī)房至變壓器的10kV母線、電流的互感器以及二次保護(hù)、400V斷路器、110kV斷路器、10kV開(kāi)關(guān)柜以及一些其他的塔架、電纜等電氣設(shè)備減少。優(yōu)化之后相關(guān)的電氣設(shè)備大大減少，整個(gè)電氣接線系統(tǒng)簡(jiǎn)潔方便，相關(guān)操作人員操作的時(shí)候更加方便、易學(xué)，在運(yùn)行的過(guò)程中出現(xiàn)故障的情況會(huì)大大降低，并且一旦出現(xiàn)狀況之后，檢修和維護(hù)的措施也是非常簡(jiǎn)單方便。

3.2 優(yōu)化之后的方案運(yùn)行起來(lái)更加靈活方便

方案優(yōu)化之前，無(wú)論什么發(fā)變組的單元回路上面任何一個(gè)電氣設(shè)備在進(jìn)行故障維護(hù)或者檢修的時(shí)候，整個(gè)發(fā)變組單元都會(huì)停止運(yùn)作或者是退出。所以優(yōu)化方案里面的1B和2B的回路相互為備用的設(shè)備，只要其中有一個(gè)變壓器的回路各個(gè)電氣設(shè)備出現(xiàn)故障或者是進(jìn)行檢修的時(shí)候，都可以用兩段10kV和兩段110kV的母線進(jìn)行聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，保證4臺(tái)發(fā)電機(jī)最大程度向電網(wǎng)輸送穩(wěn)定的電能，保證其發(fā)電的可靠性和連續(xù)性。

3.3 優(yōu)化之后的方案更加具有經(jīng)濟(jì)性

優(yōu)化之后的方案相比較于之前的方案，相關(guān)的電氣設(shè)備明顯減少，降低了電氣設(shè)備運(yùn)輸、購(gòu)置和安裝的費(fèi)用，同時(shí)將變壓器的總耗損功率減少，使得設(shè)備的利用率大大提高。并且節(jié)約了相關(guān)設(shè)備在后期運(yùn)行檢修以及維護(hù)方面的費(fèi)用，所以優(yōu)化之后的方案相比較于之前的方案具有更高的經(jīng)濟(jì)性。

3.4 優(yōu)化之后的方案更加安全可靠

無(wú)論什么設(shè)備都具有使用壽命以及一定的故障發(fā)生率，優(yōu)化之后的方案相比較原先的方案減少了電氣設(shè)備，同時(shí)也將系統(tǒng)故障點(diǎn)相應(yīng)的減少。除此以外，優(yōu)化方案中10kV、110kV母線以及主變壓器都具有冗余的配置，給相關(guān)的電氣設(shè)備維護(hù)試驗(yàn)和維修保養(yǎng)提供了很大的方便，將水電廠的一次主回路簡(jiǎn)化，可大大提高水電廠的運(yùn)行安全性。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)一個(gè)水電廠電氣接線系統(tǒng)優(yōu)化前后的情況進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)水電廠沒(méi)有經(jīng)過(guò)優(yōu)化之前的電氣接線系統(tǒng)雖然能夠保證正常的工作運(yùn)行，但是沒(méi)有很高的經(jīng)濟(jì)效益，并且其安全和可靠性不是很強(qiáng)。經(jīng)過(guò)優(yōu)化之后，該電廠的運(yùn)行安全、經(jīng)濟(jì)、靈活且可靠，整個(gè)水電廠的經(jīng)濟(jì)效益之所以會(huì)大大升高，是因?yàn)樵O(shè)備的減少使得成本減低，并且運(yùn)行速度變快使得生產(chǎn)的效益提高，最終使得整個(gè)水電廠的經(jīng)濟(jì)效益大大提升。因此水電廠電氣接線系統(tǒng)的優(yōu)化方案，有很好的借鑒作用和推廣的價(jià)值。

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作者簡(jiǎn)介：朱海（1985，5-），男，漢族，重慶合川人，本科學(xué)歷，工程師，長(zhǎng)江電力向家壩電廠，研究方向：水電廠廠用電系統(tǒng)維護(hù)與檢修。