（中国能源建设集团山西省电力勘测设计院有限公司山西太原030001）
摘要：在发电厂电气设备的实际工作中，会涉及许多的问题，合理的设计对工程建设的工期、质量、投资费用以及投产的运行安全和生产的经济效益起着决定性的作用，因此发电厂电气设备更好的设计，能够促进发电厂的长久发展。本文分析的主要内容是发电厂电气主接线改造方案探讨。
关键词：发电厂；电气；主接线；改造方案
1前言
设计是工程建设中不可或缺的部分，作为其中的重要环节，肩负着将先进技术转化为生产力的重要使命。电力系统是由发电厂、变电站、输电线路和用户组成的，发电厂作为电力系统的核心环节，直接影响电力系统能否安全、可靠、经济运行。发电厂电气一次主接线作为发电厂的主体，它的设计直接关系着电气设备的选择、配电装置的布置、二次回路接线、继电保护和自动化装置的确定，关系着发电厂的经济指标和技术指标。
2相关概念论述
2.1发电厂电气接线
发电厂电气接线可以分为一次接线和二次接线。发电厂电气主接线是由高压电气设备通过连接线，按其功能要求组成接受和分配电能的电路，成为传输强电流、高电压的网络，又称为一次主接线或电气主系统。主接线代表了发电厂电气部分主体结构，是电力系统网络结构的重要组成部分，是变电站电气设计的主体部分。主接线表明了变压器、线路和断路器等电气设备的数量和连接方式及可能的运行方式，从而完成变电、输配电的任务，其设计必须综合考虑动能的特性、构建的规模、地质地形的运输条件、接入系统的设计与布线等因素。
2.2接线形式
电气主接线要根据发电厂以及电力系统的具体情况来确定。10～110kV的接线形式主要有无汇流母线的接线形式（多角形接线、单元接线以及桥形接线）和有汇流母线的接线形式（单母线、双母线）。
2.3主变压器和发电机
通常发电机和主变压器的合理连接方式有：单元接线（一台机组接一台主变压器）、扩大单元接线（两台或两台以上机组接一台变压器）、联合单元接线（两组单元接线联合）三种方式，为了保证发电机联接线出口的安全，安装断路器在发电机出口接线上。为了使得发电机不被强电烧坏，采用变压器接地进行发电机接地，中间通过离相封闭母线等连接发电机和变压器。
3发电厂电气主接线改造的原则
发电厂发电厂主接线改造应充分考虑发电厂的具体情况，达到以缩短工程工期，以最低的工程成本达到增加发电厂的效益、提高可靠性和其调控能力的目的。
3.1可行性原则
对发电厂进行主接线改造通常受到不可变更或者不宜变更的制约，对其改造应该结合原发电厂的具体情况，合理的进行设计，同时设计方案应该符合国家有关的标准规范。
3.2科学性原则
在可行性的基础上，运用新的技术、新设备、新材料弥补原发电厂的不足之处。
3.3经济性原则
对于增加一次性投资的设备如断路器、隔离开关应该节省设置，力求一次主接线简单；保证系统安全运行的可靠性，使得经济效益提高，同时特殊问题特殊处理。
4某发电厂主接线改造的原因
4.1某发电厂初始主接线图
该发电厂于90年代初建成投产，总装机5×2MW，1号主10MVA，2号主变8MVA，两条35kV出线外送负荷。初设时考虑经济简便等因素35kV主接线采用内桥接线方式，两台主变高低压侧未设置开关，10kV单母线分段不设联络开关，必要时以隔离开关连接。其中10kVI段母线带两条10kV生活用电负荷，1号、2号、3号发电机组向其供电，10kVII段母线带厂用变负荷，4号、5号发电机组向其供电。主设备运行方式为通过两条35kV线路并入电网，35kV分段开关投入。
4.2某发电厂主接线改造的原因
内桥型接线方式主要适用于较小容量发电厂及变电所，且变压器不经常切换或线路较长、故障率较高的情况。其接线方式的主要优点是：高压开关数量少，四个回路只需三台开关。主要缺点是：第一，变压器的切除和投入较复杂，需动作两台开关，并影响一回线路的暂时停运；第二，桥开关检修时，两个回路需解列运行；第三，出线开关检修时，线路需较长时间停运。1号主变高低压侧均未安装开关，如要停电，则必须切断高低压侧所有与其连接的电源开关，倒闸操作程序相当复杂。此外10kV单母线分段运行，I、II段母线只靠隔离开关联络，必须在某段母线无电无负荷（禁止带负荷投入隔离开关）的情况下才能投入，操作流程也较繁琐。一旦某段10kV母线失压，想立即恢复是不可能实现的，而且倒闸过程中极易出现误操作可能
4.3发电厂电气主接线改造的内容
4.3.1发电厂电气主接线改造的内容
对于发电厂一次主接线方案改造，应该维持发电厂的总布置方案、配电装置的通道、各级电压的进出线方向、结构与电缆走向基本不变。不宜过多的改造站内照明、过电压保护与接地等。
发电厂电气主接线改造部分的设计包括以下几个方面：论证和修改原有的主接线方案；厂用电引接、接线方式的调整依据是新设计的主接线方案；计算短路电流，通常小型发电厂的技改基本不发生太大的变化；新型的替代产品的选择应该符合原有电气设备的具体情况；高压开关柜的配置接线图进行改造设计；改造设计屋内外配电装置布置图。与此同时，与之相应的电气二次、通信及相关的照明、暖通、土建、给排水、防雷接地等进行改造设计，但是除了电气二次外，不易做太多的改造。
进行发电厂主接线改造后，其运行的安全性和操作的灵活性得到大幅度提高，可以适用多种运行方式且投切速度快；适用性较强；经济性好等。
4.3.2某发电厂主接线改造方案提出
原先建站时从经济角度出发，1号主变高低压侧均未设置开关，如今要保证10kVI段母线供电安全稳定的前提下，从经济实用的角度考虑在该主变低压侧安装开关，使主变保护动作时可瞬间动作于低压侧开关，保证在1号主变停电时的选择性而不至于将10kVI段母线上正在运行的机组开关跳闸，最大限度地保证10kVI段母线不失压。
为保证10kV线路供电的可靠性，还必须考虑在1号主变故障后10kVI段母线暂时失压的情况下能迅速地从10kVII段取得备用电源，因此必须对10kV接线形式进行局部的改造。
4.3.3某发电厂一次主接线改造方案探讨
方案一：（1）在1号主变低压侧出口间隔内增加一台真空开关。（2）增设10kVⅢ段母线，在10kVI、Ⅱ段母线各增加一个出线间隔，各安装一台10kV真空开关与10kVⅢ段母线相连，发电厂10kV负荷均改接到10kVⅢ段母线供电。（3）10kVⅢ段母线正常情况下由10kVI段母线上新增出线间隔分段开关供电，当10kVI段母线故障失压后，通过备自投合上10kVⅡ段母线上新增出线间隔开关，改由10kVⅡ段母线供电。
方案二：10kV母线隔离开关改造为联络开关，1号主变低压侧出口间隔内增加一台真空开关，如此仅需要投入2台10kV开关等资金。
通过比较，改造方案二的运行方式明显没有改造方案一的灵活，方案二增设的母线保护的费用也不低，一些开关还需更换电流互感器，二次回路改动也较多，10kV近区负荷的供电可靠性并没有得到提高，整体的效益不明显，所以最终采取方案一。
4.3.4某发电厂一次主接线改造方案结果分析
（1）在1号主变低压侧加装开关后，使得运行方式更加灵活，并且提高了主变继电保护选择性，在保证1号主变保护动作范围内能快速可靠跳闸的同时，10kVI段母线的保护灵敏度也没有降低，保证了10kVI段母线故障能快速切除。
（2）增设10kVⅢ段母线后，使10kV近区负荷由一回路供电变为双回路供电，并通过母线的备自投装置大大提升10kV线路负荷供电的可靠性，同时也保证了电厂的送出效益。这部分的改造在一次部分增加了3台10kV开关及引出的部分费用，相对于10kV近区线路能取得良好的安全效益和社会效益是值得的。
5小结
对发电厂进行电气主接线改造，可以有效的提高设备的性能，大幅度的降低了设备的损耗，减小了设备发生故障的几率，改变和降低了发电厂发电运行的不安全因素，同时减少了检修费用，增长了设备的检修周期，提高了经济效益。
参考文献：
[1]雄信银.发电厂电气部分.中国电力出版社.2009.102-116
[2]曹海红，柴钰.电气主接线的设计[J].大众科技，2008（4）