（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司 510663）
根据“十二五”黔电送粤计划及贵州电网向周边地区送电预测，2015年贵州电网统调装机需要达到4500万千瓦以上。为满足电力需求发展，实现资源的就地转化和高效利用，贵州省将新建一批660MW级“煤电一体化”电厂。本文以贵州D电厂为蓝本，以全厂2台机组为例，介绍660MW级燃煤发电厂电气系统设计和电气设备布置特点。
1 电气主接线
电厂本期建设规模为2×660MW，安装2台国产超临界燃煤汽轮发电机组。根据系统设计方案，D电厂本期500kV出线2回。根据文献【2】第16.2.11条，500kV主接线方案通过以下三种方案比较选出。
1.1方案一
两台660MW机组均以发电机－变压器单元接入500kV配电装置；发电机出口不装设断路器；500kV接线方式本期采用简化3/2接线方式；起动／备用电源由本厂500kV配电装置引接；本期共有4组断路器。
1.2方案二
两台660MW机组均以发电机－变压器单元分别接入500kV配电装置；发电机出口装设断路器；500kV接线方式采用完整的3/2接线；起动／备用电源由本厂500kV配电装置引接；本期共有7组断路器。
1.3 方案三
两台660MW机组均以发电机－变压器单元分别接入 500kV配电装置；发电机出口装设断路器； 500kV接线方式采用四角形接线；起动／备用电源由本厂500kV配电装置引接；本期共有6组断路器。
上述三个方案在任意1回线路故障时，按N-1原则，2台机组仍可继续发电送出；当1台机组故障时，不会影响另一台机组运行。主接线的技术比较如下表：
本工程受场地限制扩建的可能性很小，采用简单接线和四角形接线经济性有明显优势，故把选择的重点放在方案一和方案三的比较上。下面将围绕着发电机组是否装设发电机出口断路器(GCB)及相应的起备变电源引接比较两个方案。
2 高压工作电源的接线方式
2.1方案一
每台机组设1台无载调压分裂绕组变压器和1台无载调压双绕组变压器。每台机组2段6kV工作母线段和1段6kV公用母线段，双套辅机接在分裂变压器的2段上(A、B段)，公用负荷接在双卷变压器上。两台机设1台有载调压分裂绕组起动/备用变压器，其容量按最大一台高厂变故障备用要求选择。经计算，短路电流起始值为31kA左右。
2.2方案三
考虑发电机出口设置GCB，启机考虑从系统到送电取电。每台机组设1台有载调压分裂绕组变压器和1台有载调压双绕组变压器，取消备用变，由一台机组的双绕组给另一台机组的停机负荷供电。每台机组3段6kV工作母线，双套辅机接在分裂变压器的2段上(A、B段)，公用负荷和停机负荷等接在双卷变压器上。经计算，短路电流起始值为35kA左右。
两个方案的短路电流水平均可限制在40kA以内，电缆热稳定面积均选用120mm2。主要从是否装设GCB来进行选择。
关于GCB应用在发电厂的优缺点在文献【3】中有所论述。
方案三采用GCB具有技术优势。GCB具有使机组调试和维护阶段更加方便；改善同期条件；避免或减少厂用电切换带来的风险，提高厂用电可靠性；简化继电保护接线，缩短故障恢复时间，提高机组可用率等技术优点。GCB不仅能在事故发生时避免或减少对设备的损害程度，而且还能有效地防止或减少事故的发生。但也具有一定的问题。
本厂起／备电源是从本厂500kV配电装置引接，属于同一电网，且电气距离较近，相角差小。从多年运行经验来看，当发电机出口不装设GCB时，同系统厂用电切换对厂用系统影响很小。现在工程中大量采用厂用电快切装置，厂用电快切装置技术上、制造上已经很成熟，能够满足厂用电的安全运行要求。从节省投资，增加电厂竞争力的角度出发，推荐采用不装GCB的方案一接线方式。
3 厂用电率
根据文献【1】附录A中的规定，厂用电率按下式进行估算：
式中：e为厂用电率(%)；Sc为厂用电计算负荷(kVA)；cosøav为电动机在运行功率时的平均功率因数，一般取0.8；Pe为发电机的额定功率(kW)。
经负荷统计每台机组的厂用电计算负荷为49.1MVA，由于Pe=660MW，根据式(1)可计算得出e=5.95%。
4 保安电源
机组的保安负荷有汽轮机交流润滑油泵、汽轮机盘车、顶轴油泵、给水泵汽轮机交流油泵、热控电源、UPS电源、脱硫保安电源等。660MW机组基本上每机配置1台柴油发电机。根据文献【1】附录D对柴油发电机容量进行计算，选用1600kW柴油机。
5 电气设备布置
本工程GIS布置在#2机主变上方，主变压器与高压厂用变压器的布置呈一直线，垂直于主厂房布置于主厂房A列柱外。高压起动/备用变压器布置在靠#2机侧。主变压器与高压厂用变压器之间设防火隔墙。
6 结论
本工程500kV接线方式采用简化3/2接线方式，两台660MW机组以发电机－变压器单元接入500kV配电装置，发电机出口不装设断路器，每台机组设1台分裂变和1台双卷变，每台机组2段6kV工作母线段和1段6kV公用母线段，2台机设1台分裂绕组起动/备用变压器。每台机组设置1600kW柴油发电机组1台，2段交流事故保安段。高压厂用电单相接地电容电流已大于7A，故厂区内的6kV系统中电阻接地方式。380/220V系统全部采用中性点直接接地方式。GIS布置在主变上方，主厂房A列前布置紧凑。
【1】DL/T5153—2014,火力发电厂厂用电设计技术规定[S].
【2】GB 50660-2011，大中型火力发电厂设计规范.
【3】阮伟，徐唐煌，大型单元式机组装设发电机出口断路器（GCB）优劣性之比较，电气应用，2006（1）.
论文作者:叶鸣
论文发表刊物:《电力设备》2015年第11期供稿
论文发表时间:2016/4/29
标签：机组论文; 接线论文; 变压器论文; 发电机论文; 断路器论文; 绕组论文; 方案论文; 《电力设备》2015年第11期供稿论文;