试析分布式燃机电站电气主接线方式

试析分布式燃机电站电气主接线方式

卓玲申伟岩

卓玲申伟岩

（塔西南勘探开发公司电力项目部）

摘要：随着我国电力行业不断的发展，对于燃机电站的运行效率，逐渐的重视；而燃机电站，作为电网运行的重要组成部分，受到自身其运行方式的不同，电气主接线的方式，也是存在一定差异的；对此本文就分布式燃机电站电气主接线方式，结合其电气主接线方式选择的原则等内容进行分析，希望对于电网的稳定运行，奠定良好的基础。

关键词：燃机电站；电气主接线方式

前言：

社会经济的发展，积极的促进了我国的能源发展；在其发展的十二五规划中，明确的规定了其强化当代能源开发体系相关的内容；这对于我国大量应用的分布式燃气电站来说，为其今后的发展指明了方向。而电气主接线方案，决定了其燃气电站的建设效果，对此加强此方面的研究，优化其电气主接线方案，提高能源的有效利用，是非常有必要的。

1、分布式燃机电站概述

分布式燃机电站是利用燃机发电设备向用户提供清洁、高效的新型能源的转换方式，与传统的集中式能源相比，分布式能源接近负荷，不需要建设大电网进行远距离高压或超高压输送，可大大减少线损，节省输配电建设投资和运行费用;

由于兼备发电、供热等多种能源服务功能，分布式能源可以有效的实现能源的梯级利用，达到更高的能源综合利用率。

2、电气接线方案设计要求

分布式燃机电站的电气主接线形式，与燃煤电厂有所不同，除了与接入电网电压等级、燃机容量与台数有关外，还与燃机—蒸汽联合循环电站的生产运行特点有关、燃机电站的特点是，机组可频繁启停、且启动时间短，燃机电站经常作为调峰电厂，或按冷热负荷需求每人启停一次，且要求任一台机组启停尽可能减少对其他机组的影响、因此，设计主接线方案时必须满足这此要求；

2.1燃机发电机出口一般需装设断路器，启动和停机电源可以方便地从系统经主变压器倒送电获得;有此大容量的重型燃机还要考虑燃机拖动的启动电源，这种情形也要求燃机发电机出口装设断路器。

2.2燃机和汽机可共用主变压器、燃机停机时余热锅炉和汽机发电机也就随之停用，因此共用一套主变压器更经济(对母管制的汽机发电机需另行考虑)。

2.3燃机电站辅机少、机组的厂用电率低，可将燃机和汽机的辅机电动机及配电变压器都接于同一段发电机电压母线上，且不会因为母线的额定电流过大或短路分断能力太高而增加设备投资。

2.4电站附近区域负荷尽量从发电机电压母线段直接供电，减少上网再下网(升压一输电一降压一配电)带来的双重输电损耗。

2.5主接线方案应使得发电机、主变压器等元件保护配置简单、可靠。

3、传统电气主接线方案介绍

方案一每台汽机发电机出口设1段10kV发电机电压母线，采用单母线接线，两台汽机发电机电压母线互为备用、燃机发电机出口不设断路器，汽机发电机出口设断路器。燃机发电机采用发电机一变压器组单元接线，经燃机主变压器升压至110kV后接入厂内110kV母线;汽机发电机经电压母线与汽机主变压器连接，升压至110kV后接入厂内110kV母线。该方案需安装4台主变压器，其中汽机主变为有载调压变压器，以满足机组启动时倒送电调压，厂用电源分别由2台汽机发电机电压母线引接。110kV配电装置采用单母线分段接线，设4个主变进线间隔,2个母线PT间隔,1个母线分段间隔,2个出线间隔，共9个间隔。

方案二每台汽机发电机出口设1段10kV发电机电压母线，采用单母线接线，两台汽机发电机电压母线互为备用、燃机发电机、汽机发电机出口设断路器，燃机发电机采用发电机一变压器组单元接线，经主变压器升压至110kV后接入厂内110kV母线、燃机主变低压侧经电抗器与汽机发电机电压母线连接。该方案需安装2台燃机发电机与汽机发电共用的有载调压双绕组主变压器，以满足电能输出升压和机组启动时倒送电.厂用电源分别由2台汽机发电机电压母线引接，为限制母线短路电流水平，还设置有限流电抗器。110kV配电装置采用单母线分段接线，设2个主变进线间隔,2个母线PT间隔,1个母线分段间隔,2个出线间隔，共7个间隔。

方案三每台汽机发电机出口设1段10kV发电机电压母线，采用单母线接线，两台汽机发电机电压母线互为备用、燃机、汽机发电机出口均设断路器，燃机发电机、汽机发电机与主变压器组成扩大单元接线，经主变升压至110kV后接入厂内110kV母线、该方案需安装2台燃机发电机与汽机发电机共用的有载调压三绕组主变压器，一个低压绕组接燃机发电机，另外一个低压绕组接10kV汽机发电机电压母线，厂用电源分别由2台汽机发电机电压母线引接。110kV配电装置采用单母线分段接线，设2个主变进线间隔,2个母线PT间隔,1个母线分段间隔,2个出线间隔，共7个间隔。

4、方案设计经济性探究

方案一，优点是具有较高的可靠性和运行灵活性，每台燃机、汽机发电机各设置1台双绕组主变压器，共4台主变，电气单元清晰、运行操作简单;发电机、主变压器保护配置简单，有利于故障的快速切除、缺点是接线形式与燃煤电站相同，不能完全满足分布式电站生产运行特点要求，主变压器及110kV配电装置设备造价较高、占地面积大。

方案二，优点是接线简单，运行灵活、可靠性高，满足分布式燃机电站的运行特点，有利于10kV区域负荷的就近供电，且主变压器按燃气—蒸汽联合循环系统单元配置，主变压器及110kV配电装置设备数量少、造价较低、缺点是增加了限流电抗器，布置较为复杂，主变压器保护设置也相对较为复杂、

方案三，与方案二优点相似，还省去了限流电抗器、缺点是主变压器采用了三绕组变压器，且两个绕组容量不一致，该变压器属非标产品，设计、制造及运行业绩较少，且运行中由于两个绕组负载不均衡会产生额外的损耗；经过设备造价经济对比发现，采取方案三，在造价上、技术上优势要明显的多。

5、燃机电厂电气主接线选择中需要考虑的问题

5.1扩大单元连接是否需要采用

从原则上来讲，对于燃机发电机以及汽机发电机来讲，是可以采用扩大单元连接的，既可以采用两组双绕组变压器，又可以采用2台发电机组和一台双绕组变压器。

5.2对发电机断路器的装设充分考虑

相较于一般的煤电机组，联合循环发电机组具有较大的差异，要求启停具有较快的速度，并且运行方式也是两班制的，那么就需要合理装设发电机断路器。具体来讲，包括这些优势：首先是电厂用电切换操作程序可以得到较大程度的简化，那么厂用电的可靠性就可以得到较大的提高。如果采用的厂用变压器是专用的，机组的启停就不会对厂用电产生过大的影响，否则就需要频繁的切换厂用电源，对设备的使用寿命产生不利影响，运行的正常性和稳定性也无法得到保证。

5.3合理选择厂用分支开关

要将厂用分支短路装设于发电机和变压器之间，需要考虑诸多方面的因素，比如电网系统的短路电路，包括主变提供的以及发电机提供的，因此就需要较大的短路容量，并且含有较高含量的直流分量和较小的额定电流。

总结：

综上所述，通过对于分布式燃机电站电气主接线方式分析，发现其电气主接线方案的设计，是一个相对繁琐的过程，这对于设计人员来说，必须要掌握一定的设计经验、专业技能，从而更好的保证其电气电气主接线的简单化、功能化、经济化；使其电站的正常运行不受到影响时，燃气电站的调峰得以充分发挥，使其自动化的程度显著的提高。其次按照工程的实际要求，充分的考虑到未来设备的运输布置，对此保证日后系统得以顺利的拓展；为其系统的优化，奠定良好的基础。

参考文献

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[4]陈楠.海上风电场升压站电气设计及其可靠性评估[D].华南理工大学,2011.