（中国能源建设集团广东省电力设计研究院有限公司广州510663）
摘要：以电厂一次接入系统条件和机组装机规模为前提，结合发电机出口断路器的配置对220kV电气主接线设计进行了论述，经综合技术经济比较，以期得到技术上优化，经济上合理的电气主接线推荐方案。
关键词：断路器、双母线
1.概况
东莞中电新能源建设2台F级燃气联合循环机组，“一拖一”多轴布置，每套机组包括1台燃气轮机发电机组和1台蒸汽轮发电机组，燃气轮机发电机额定输出336.6MW，出口电压16kV；蒸汽轮机发电机额定输出150MW，出口电压15.75kV。本电厂以220kV一级电压接入系统，出线2回，接入220kV立新站。
2主接线方案介绍
根据220kV接线情况，备用电源引接情况，提出以下六种方案：
方案一，220kV采用双母线接线形式，燃机发电机及汽机发电机均以发电机-变压器单元接线接入厂内220kV配电装置。燃机发电机装设出口断路器，汽轮发电机不设出口断路器。高压厂用变压器仅带本机负荷，容量为18MVA，高压启动/备用电源从本期220kV配电装置引接。220kV配电装置有2回出线、4回发电机-变压器组进线、1回高压备变进线、1回母联、2回母线设备，共10回间隔(见附图一)。
附图一电气主接线方案一
方案二，220kV采用双母线接线形式，燃机发电机及汽机发电机均以发电机-变压器单元接线接入厂内220kV配电装置。燃机发电机装设出口断路器，汽轮发电机不设出口断路器。高压厂用变压器互为备用，容量为30MVA。220kV配电装置有2回出线、4回发电机-变压器组进线、1回母联、2回母线设备，共9回间隔(见附图二)。
附图二电气主接线方案二
方案三，220kV采用双母线接线形式。每套“一拖一”联合发电机组通过220kV高压断路器经1回线路接入厂内220kV配电装置。燃机主变及汽轮主变在变压器高压侧并接，燃机发电机及汽轮发电机均装设出口断路器。高压厂用变压器仅带本机负荷，容量为18MVA，高压启动/备用电源从本期220kV配电装置引接。220kV配电装置有2回出线、2回发电机-变压器组进线、1回高压备变进线、1回母联、2回母线设备，共8回间隔(见附图三)。
附图三电气主接线方案三
方案四，每套“一拖一”联合发电机组采用发电机-变压器-线路扩大单元接线，每套机组通过220kV高压断路器经1回线路直接接入对侧变电站。两回变压器-线路单元接线相连，形成内桥式接线。燃机发电机及汽轮机发电机均装设出口断路器。两台高压厂用变压器为互为备用方式，每台高压厂用变压器容量为30MVA。220kV配电装置有2回出线间隔(含PT及避雷器)，1回内桥间隔(见附图四)。
附图四电气主接线方案四
方案五：每套“一拖一”联合发电机组采用发电机-变压器-线路扩大单元接线，每套机组通过220kV高压断路器经1回线路直接接入对侧变电站。燃机发电机及汽轮机发电机均装设出口断路器，主变如采用三相油浸式风冷强迫油循环三绕组变压器接线方式，每套“一拖一”联合循环发电机组机组的2台发电机接1台三绕组变压器。两回变压器-线路单元接线相连，形成内桥式接线。燃机发电机及汽轮机发电机均装设出口断路器。两台高压厂用变压器为互为备用方式，每台高压厂用变压器容量为30MVA。220kV配电装置有2回出线间隔(含PT及避雷器)，1回内桥间隔(见附图五)。
附图五电气主接线方案五
方案六：每套“一拖一”联合发电机组采用发电机-变压器-线路扩大单元接线，每套机组通过220kV高压断路器经1回线路直接接入对侧变电站。燃机发电机及汽轮机发电机均装设出口断路器，主变如采用三相油浸式风冷强迫油循环双绕组变压器接线方式，每套“一拖一”联合循环发电机组机组的2台发电机在发电机出口并接至1台双绕组主变压器。两回变压器-线路单元接线相连，形成内桥式接线。燃机发电机及汽轮机发电机均装设出口断路器。两台高压厂用变压器为互为备用方式，每台高压厂用变压器容量为30MVA。220kV配电装置有2回出线间隔(含PT及避雷器)，1回内桥间隔(见附图六)
附图六电气主接线方案六
3各主接线方案优缺点分析
3.1方案二与方案一比选
方案一、方案二220kV接线相同，均为双母线接线，差别在是否设置高压备用变。
高压备用电源引接方式有两个方案。
方案一，高压厂用变压器带本机负荷，容量为18MVA，高压备用电源从本期工程220kV配电装置引接，采用有载调压方式。这种方案是常规接线方式，需设置220/6.3kV、18MVA的高压备用变压器，1个220kV敞开式配电设备间隔。
方案二，两台高压厂用变压器为互为备用方式，每台容量按照本机组负荷加上60％另一台机组负荷选择，高压厂用变压器容量为30MVA。这种方案接线比较简单，不需要设置220/6.3kV的高压备用变压器。
两个方案均具可靠性。方案一一次投资较方案二稍贵，但方案一运行操作方便。方案二在实际运行中，会出现一套机组故障或检修，期间另外一套机组失去了备用电源，不利于运行。综上，推荐采用方案一。
3.2方案三与方案一比选
方案一、方案三220kV接线相同，均为双母线接线，差别在于主变侧接线。
方案一、方案三，燃机主变及汽机主变均采用三相油浸式强迫油循环风冷双绕组变压器，燃机主变选用400MVA/220kV，短路阻抗Ud=20%，汽机主变选用180MVA/220kV，短路阻抗Ud=18%。以上变压器运行业绩丰富，国内几大变压器制造商对于400MVA、220kV等级及180MVA、220kV等级的三相变压器均具备生产能力，主变压器设备选型不存在问题。
方案三，每套“一拖一”联合发电机组通过220kV高压断路器经1回线路接入升压站，燃机主变和汽机主变在变压器的高压侧并接，燃机发电机及汽轮机发电机均装设出口断路器。相较于方案一，减少了2个220kVGIS间隔，增加2个汽机发电机出口断路器，方案三较于方案一造价约增加100万。并且燃机和汽机主变中的任何一台故障，都会影响到相邻变压器，从而整套机组都要停机。且汽机发电机出口装设出口断路器，增加了变压器空载损耗，增加运行费用，故暂不推荐方案三接线方案。
以下仅将前三个方案中的方案一作为比选方案。
3.3方案四、方案五、方案六比选
方案四、方案五、方案六220kV接线相同，均为内桥式接线，差别在于主变侧接线。
对于方案五，该方案主变压器采用三绕组变压器，变压器额定容量580MVA/400MVA/180MVA，额定电压242±2*2.5%/16/15.75kV，短路阻抗Ud12=19%，Ud13=22%，Ud23=36%。燃机发电机出口及汽机发电机出口均需设置发电机出口断路器。
目前国内的几大变压器制造商均无220kV，580MVA的油浸式三相三绕组变压器的供货业绩。
同时考虑到：580MVA容量等级三绕组变压器缺乏运行及制造业绩的因素；三绕组主变压器方案，燃机机组或汽机机组故障的情况下，整套机组需停机等因素，故不推荐方案五接线方案。
对于方案六，该方案的每套“一拖一”联合循环发电机组机组的2台发电机在发电机出口并接至1台双绕组主变压器，这种接线方案需要燃机与汽机发电机出口电压相同，基于目前本工程燃机与汽机出口电压相差较大，分别为16kV、15.75kV，如采用方案六，需要与主机厂协调，将燃机、汽机发电机出口电压改为一致。并且此方案也存在燃机机组或汽机机组故障的情况下，整套机组需停机，不能满足汽机停机，燃机仍需运行供热的工况。故不推荐方案六接线方案。
方案四在主变压器设备选型不存在问题。
此三个方案中，将方案四作为比选方案。
3.4方案一、方案四比选
方案一、方案四电气主接线方案的220kV侧接线归纳为：双母线接线(方案一)；内桥型接线(方案四)。两种接线方式的技术、技术比较详见下表
由上可知，在技术上双母线接线方案是可靠性、灵活性、经济性最高，将来扩建也是最方便。内桥接线不能满足第三套机组建设后，最终接线过渡为双母线双分段的要求。
综上可见，方案四在投资上有所节省，但可靠性、灵活性远不及方案一。
4.结论
通过以上计算分析，主接线推荐方案一，即220kV采用双母线接线形式，燃机发电机及汽机发电机均以发电机-变压器单元接线接入厂内220kV配电装置，高压厂用变压器仅带本机负荷，容量为18MVA，高压启动/备用电源从本期220kV配电装置引接。220kV配电装置有2回出线、4回发电机-变压器组进线、1回高压备变进线、1回母联、2回母线设备，共10回间隔。
作者简介
孙竞瑜(SunJingYu)（1975.07-）男高级工程师长期从事发电厂电气专业设计研究工作。