大机组火电厂高压厂用电接线方式的简析.docx

大机组火电厂高压厂用电接线方式的简析

摘要：介绍了大机组火力发电厂高压厂用电接线，比较了6kV，短路电流50kA和10kV，短路电流40kA两种方式的经济性，也比较了厂区是否设置公用段的经济性。

关键词：高压厂用电；短路电流；公用段

1、大机组火力发电厂高压厂用电接线的原则

根据DL/T5153-2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》的规定：火力发电厂可采用3kV、6kV、10kV作为高压厂用电系统的标称电压。高压厂用电电压等级的选取应遵循以下原则：

（1）在高压厂用电接线形式相同的前提下，宜选择可以使高压厂用母线短路水平更低的电压等级，以便选用较低开断水平的开关设备；

（2）在高压厂用电接线形式相同、高压厂用母线短路水平相同的前提下，宜选择较低的高压厂用电电压等级，以便选用较低绝缘要求的厂用电设备。

单机容量为600MW级及以上的机组，每台机组的高压厂用电母线不应少于2段，并将双套辅机的电动机分接在2段母线上。

2、大机组火力发电厂机组高压厂用电接线方案

2.1高压厂用电接线方案

高压厂用电系统接线方案选择的首要目的，是要在保证厂用电系统可靠性的前提下，节省厂用电设备的初期投资、运行维护和相应的备品备件费用。从电气接线设计的角度，这就要求与工艺设备配置原则相适应，合理简化接线、减少冗余配置，在厂用电设备的数量、容量、运行参数选择等方面，做到更加经济合理。目前600MW级及以上的机组采用各种降低厂用电的方式后，仅需设置一台分裂变即可满足厂用电的需求。以某新建2×660MW燃煤机组为例，经负荷统计计算后，每台机组设置一台容量为60/35-35MVA的高厂变（分裂变），机组的高压厂用电接线有以下两种方案：

（1）方案一：采用6kV一级电压，每台设置一台高厂变（分裂变），每台机组设置2段6kV工作母线段，电源分别引自分裂变的两个分裂绕组；2台机组设置一台启备变，短路电流水平控制在50kA，冲击电流峰值控制在125kA以内。接线示意图如图2-1。

图2-1?6kV接线方案示意图

（2）方案二：采用10kV一级电压，每台设置一台高厂变（分裂变），每台机组设置2段10kV工作母线段，电源分别引自分裂变的两个分裂绕组，2台机组设置一台启备变，短路电流水平控制在40kA，冲击电流峰值控制在100kA以内。接线示意图如图2-2。

图2-2?10kV接线方案示意图

2.2短路电流计算和设备选择原则

计算两种方案的短路电流、电动机起动时厂用母线电压范围，计算结果见表2-1：

表2-1短路电流及起动母线电压计算表

序号

项目

方案一

方案二

6kV工作段

10kV工作段

1

短路电流周期分量有效值（kA）

45.98

32.95

2

短路冲击电流峰值（kA）

118.22

86.51

3

最大单台电流起动时母线电压（%）

79.21

86.37

4

高低压母线串联自起动时母线电压（%）

86.84

93.01

由表2-1可知，采用2种方案，电动机的起动电压均满足DL/T5153-2014《火力发电厂厂用电设计技术规程》中的要求；但是方案一6kV母线段的设备需满足短路电流水平和短路冲击电流水平50/125kA的要求，方案二10kV母线段的设备仅需满足短路电流水平和短路冲击电流水平40/100kA的要求。

方案一的短路电流水平需按50kA控制，回路铜芯电缆的最小热稳定截面需满足不小于120mm2的要求；方案二的短路电流水平可按40kA控制，回路铜芯电缆的最小热稳定截面需满足不小于95mm2的要求。

2.3方案投资比较

以上两种方案的设备投资比较的原则如下：

（1）仅列出设备价格，设备价格参考《火电工程限额设计参考造价指标》；

（2）经统计本工程同功率的10kV电动机与6kV电动机的差价总计约437万元；

（3）高压厂用电源采用共箱封闭母线；

（4）暂不考虑设备的安装、维护等费用。

按照以上原则，两种方案的设备投资比较见表2-2。

表2-2接线方案的设备投资比较（万元）

序号

设备

方案一

方案二

参数

数量

单价

总价

参数

数量

单价

总价

1

高厂变

60/35-35MVA,

20/6.3-6.3kV

2台

450

900

60/35-35MVA,

20/10.5-10.5kV

2台

450

900

2

启备变

60/35-35MVA,

230/6.3-6.3kV

1台

550

550

60/35-35MVA,

230/10.5-10.5kV

1台

550

550

3

低厂变

6kV

25台

/

738

10kV

25台

/

738

4

共箱母线

4000A，50kA

560m

0.77

431.2

2500A，40kA

560m

0.48

268.8

5

高压进线柜

4000A，50kA

8面

20

160

2500A，40kA

8面