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摘要：本文首先对1000MW机组厂用电研究的意义和国内外发展现状进行了分析，然后设计了三种不同的接线方案，并对三种方案进行比较，确定了这三种方案的可靠性和经济性。
关键词：1000MW机组；厂用电系统；负荷分配
随着我国经济的发展，对电力的需求越来越大。煤炭消耗量小，厂用电率低，每千瓦投资相对比较省的大容量1000MW燃煤机组会越来越受到电力市场的青睐，在未来，大容量发电机组将成为电力系统主单元。然而，大容量机组的辅机电动机存在短路电流大和起动困难等问题。由此，厂用电系统如何更合理的分配负荷，使其经济性和可靠性有所提高，成为发电企业必须不断优化的关键问题之一。本文通过对1000MW火电机组不同电压等级和技术经济比较，结合厂用电方案的特点，确定合理的厂用电接线方案。
1.研究的意义
1000MW机组在热效率和煤耗方面远远优于600MW以下机组，1000兆瓦机组的辅助发电率为4%，600MW的为5%，300兆瓦机组为6%，在节能降耗方面具有很大优势，同时也符合当前经济衰退的国际环境。在国内，现有1000MW、600MW及以下机组中，机组厂用电系统是电厂的重要组成部分，合理的厂用电接线方案保证了电厂辅助电力线路的安全运行，在降低煤耗，节约投资，提高经济效益方面起着重要的作用。电厂电气接线方案的优劣，关系到电厂的安全运行和效益最大化。同时，1000MW机组可发电容量大，机组的安全满发对系统有着重要的作用。
以1000MW火电机组来说，为了保证机组安全可靠，运行经济实惠，必须在1000MW机组设计建设方案中，设计出与之相应的厂用电系统。发电厂厂用电系统是电厂的重要组成部分，合理、安全的辅助动力系统，为确保安全和持续运行的机组满发，对降低厂用电率，操作维护方便，节省投资起着重要的作用。因此，随着系统的改进、电气设备的发展和控制系统的进步，电厂电气系统的设计应得到优化。目前，1000MW发电机组将成为电力系统的主要单元，因此，辅助电源系统的可靠性和其他安全因素变得更加关键，它们将对配电系统的安全运行产生重要影响。
2.国内外研究现状
2.1电动机启动分析
在电动机启动期间，起动电动机就像一个小阻抗负载，连接到系统的总线上。它从系统中抽出大量电流，相当于电机额定电流的六倍，使系统产生电压降，干扰其他系统负载的正常运行。由于电机的转速转矩是由电机的端电压决定的，在许多情况下，由于低的端子电压，起动电机不能达到额定速度。这使得电动机起动分析很重要。电动机起动分析有两种：分析电动机是否可以在启动条件下成功运行，另一种是看电机起动是否严重妨碍系统中其他负载的正常运行。
目前，最新的电动机起动计算方法有动态电动机加速和静止电动机起动两种。在动态电机加速度计算中，采用动态模型对发动机进行了仿真，并对电机的整个加速过程进行了仿真。该方法用于确定电机是否可以以这种形式启动，需要多长时间才能达到额定速度，并确定电压降对系统的影响。在静态电动机起动方法中，在加速期内，采用堵转起动电机的方法，仿真对正常运行负荷最为严重的影响。该方法适用于无动态模型起动电机的电机起动效果的检测。
2.2厂用电率和经济性
厂用电电压的选择是否是合理的，不仅体现在电源的可靠性和安全性上，还体现在解决方案的适用性和经济效益方面，考虑到设备的供电情况、投资等问题。在本文中，经济的范围按两台机组的设备材料数量进行，包括变压器、全封闭母线，电机、电缆等主要设备，由于低压干式变压器，10kV和6kV电压等级差价表辅助设备不是很大，因此不包括在比较范围内。电气设备安装、民用建筑基础、运行损耗等费用未列入经济比较中。所有设备按国内设备定价。
对于发电厂来说，经济性是关键因素，电厂效益与厂用电率有着密切的关系，厂用电率下降百分之一，对经济性提高的影响将相当可观。电厂建设需要数亿美元的投资，运行成本较高。因此，设计方案必须将经济性摆在重要位置，以保证电厂的效益。
3.1000MW厂用电系统接线形式的确定
为便于分析，本文以某1000MW级电厂参数为依据，基本参数如下:
（1）电厂本期设计规模2X1000MW机组，发电机出口不装设断路器。
（2）2台机高压厂用电系统配置相同，按1台机进行比较。
（3）厂用电负荷情况，见表1.某2×1000MW机组发电厂厂用负荷分类统计表
表1.某2×1000MW机组发电厂厂用负荷分类统计表
3.110kV一级电压二段接线(方案一)
两台机组设置2台容量65/38-38MVA、电压27KV士2X2.5%/10.5KV10.5KV分裂变压器作为高压厂用变压器，两台机组设置一台65/38-38MVA、电压500KV士8X1.25%/10.5KV-10.5KV高压起动/备用变压器作为两台高压厂用变压器的备用电源。同时，两台机组分别设置两个双绕组的28MVA变压器作为高压公用变压器，具有两个脱硫段和输煤段等共同负荷，两个高压公用变压器作为备用。在机组启动时，采取临时措施，采用高压启动/备用变压器，将母线和高压公共母线作为高压电源，作为厂用电供电电源。200KW以上的电机以10KV电压等级供电，1500KW以下电动机及2000KVA以下变压器供电，采用接触器加融合方案（F-C回路）；大于1500KW的电动机和大于2000KVA的变压器，采用真空断路器。
3.26kV一级电压四段接线（方案二）
本方案是在传统基础上，运用高压厂用电电压采用6KV一级电压，每台机组由发电机出口引接两台容量52/28-28MVA、电压27KV士2X2.5%/6.3KV6.3KV分裂变压器作为高压厂用变压器。两台发电机组设置两台容量52/28-28MVA、电压500KV士8X1.25%/6.3KV6.3KV三绕组变压器作为起动/备用变压器。
200KW电机供电以6KV电压等级供电。额定功率1000kW及以下的电动机回路，1250KVA及以下变压器电路，利用接触器加融合（F-C回路）；超过1000KW电机超过1250KVA变压器，采用真空断路器。
3.310KV-6KV两级电压四段接线（方案三）
本方案高压厂用电电压采用l0KV6KV两级电压，每台机组由发电机出口引接两台容量52/32-22MVA、电压27士2X2.5%/10.5KV-6.3KV分裂变压器作为高压厂用变压器。两台发电机组设置两台容量52/32-22MVA、电压500KV士8X1.25%/l0KV-6.3KV三绕组变压器作为起动/备用变压器。
200KW以上电动机供电以6KV供电。额定功率1000KW及以下的电动机回路，1250KVA及以下变压器电路，利用接触器加融合（F-C回路）；大于1000KW电机，大于1250KVA变压器用真空断路器，起动/备用变压器和电源取自厂内的500kV配电装置。
4.三种方案的比较及确定
4.1技术可行性比较
见表2.各方案母线负荷分配及变压器容量选择表
见表2.各方案母线负荷分配及变压器容量选择表
4.2可靠性比较
通过一些仿真得出：方案一和方案三接线形式简单，维护方便，可靠性低于方案2,而方案2整个系统的故障率小于其他两种方案。系统平均停电频率指标（SAIFI），系统平均停电时间指数（SAIDI）和平均用户中断时间指数（CAIDI）三项系统的可靠性指标，方案一和三较差，方案二更好。仿真结果表明，三种接线方案的可靠性都是令人满意的。
4.3经济性比较
本文论述了三种接线方案和1000MW电厂功率利用率的经济性。在各种方案中使用的设备模型的数量是不同的，并且有必要将经济与可靠性和其他要求进行比较。通过经济汇总表可以明确得出一种经济效益最好的办法，另外，由于引送风机、增压风机和脱硝负荷的组合，使得对电机的投资相对减少。在三种方案中，装置负荷相同，发电机总容量相同，三种方案的厂用电率相同，为4.99%。如果系统不采用引送风机、增压风机和反硝化负荷组合，则系统厂用电率为5.44%。由此可见，电动机的灵活组合能满足相关系统经济性的要求，降低电厂的用电率。因此，将电动机组合使用具有重要的经济意义。
结语
通过本次对比过程发现：
一、厂用电系统需要大量的指标计算，在这些指标中，有的在火电厂厂用电技术规定中没有统一的标准，如厂用电电压等级方面，应对超过1000MW的机组有一个明确的规定，为机组的设计提供参考；
二、从可靠性来说，只是从启动和停止评价辅助动力系统方面是不够的，必须有一个确定的厂用电系统明确的算法，指标可以根据辅机电机在电厂运行中的实际测量值作为参考，只有这样我们才能更加规范的设计出厂用电系统，厂用电系统才能更加安全可靠；
三、在保证可靠性、降低短路电流水平的前提下，减少设备投资，灵活组合不同设备，这在现在的大经济背景下及将来的社会环境下都是必要的。
参考文献
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