1000MW机组高压厂用电电压等级及接线选择的技术经济优化研究.docxVIP

1000MW机组高压厂用电电压等级及接线选择的技术经济优化研究

一、引言

1.1研究背景与意义

随着经济的快速发展和社会用电需求的持续增长，电力工业在国家能源体系中的重要性愈发凸显。1000MW机组凭借其高效的发电能力和显著的规模效益，在现代电力系统中占据着极为关键的地位，成为了保障电力供应、推动能源高效利用的核心力量。例如，某大型火电厂采用1000MW机组后，每年的发电量大幅增加，有效缓解了周边地区的用电紧张局面。

高压厂用电系统作为1000MW机组不可或缺的组成部分，犹如人体的“神经网络”，承担着为机组各类辅助设备提供稳定电力的重任，对机组的安全、经济运行起着决定性作用。一旦高压厂用电系统出现故障，哪怕是短暂的停电，都可能引发机组停机，进而导致巨大的经济损失，甚至可能威胁到电力系统的稳定运行。以某电厂为例，曾因高压厂用电系统故障，导致机组停机数小时，不仅造成了该厂直接经济损失达数百万元，还对周边地区的电力供应产生了严重影响。

在高压厂用电系统中，电压等级及接线方式的选择是至关重要的环节，它们直接关系到系统的供电可靠性、电能质量、设备投资、运行维护成本等多个方面。合理的电压等级选择可以有效降低输电线路的损耗，提高电力传输效率，减少设备的投资成本；而科学的接线方式则能够增强系统的稳定性和灵活性，确保在各种工况下都能为机组提供可靠的电力支持。相反，若电压等级和接线方式选择不当，可能会导致系统短路电流过大、电动机启动困难、电压波动严重等一系列问题，影响机组的正常运行。例如，某电厂在高压厂用电系统设计中，由于电压等级选择不合理，导致输电线路损耗过大，每年增加的电费成本高达数十万元；同时，接线方式的缺陷使得系统在运行过程中频繁出现电压波动，影响了设备的使用寿命。

因此，深入研究1000MW机组高压厂用电电压等级及接线选择具有重要的现实意义和深远的战略意义。通过对不同电压等级和接线方式的全面分析和比较，能够为电厂的设计和运行提供科学依据，优化系统配置，提高系统的综合性能，降低运行成本，增强电厂的市场竞争力。这不仅有助于保障电力系统的安全稳定运行，满足社会对电力的需求，还能为我国电力工业的可持续发展做出积极贡献，推动能源产业朝着高效、绿色、智能的方向迈进。

1.2国内外研究现状

在国外，自20世纪90年代初材料技术取得突破后，超超临界机组的单机容量稳步跨上1000MW台阶，日本、德国、美国等国家纷纷投建1000MW级超超临界机组。在高压厂用电电压等级及接线选择方面，各国做法存在差异。日本的1000MW级机组通常采用6.6kV一级高压厂用电电压，这主要是因为其电动给水泵通常只考虑起动，不考虑作为汽动给水泵的备用，容量相对较小。当遇到电动给水泵或其它电动机容量较大的情况时，日本常采用2台电动机拖动1台水泵或风机的方案，使单台电动机最大容量基本不超过5500kW，以此解决6.6kV一级电压下的电动机起动困难问题。德国的1000MW级机组一般只采用10kV一级高压厂用电电压，而美国的1000MW级机组则通常采用4.16kV和13.8kV两级高压厂用电电压。这些国外的研究和实践为不同电压等级和接线方式的应用提供了实际案例和经验参考，但由于各国的能源政策、电力系统结构、设备制造水平以及机组运行特点等存在差异，其研究成果不能完全适用于我国的1000MW机组。

我国在新世纪开始兴建1000MW机组，相对国外起步较晚，1000MW机组的设计经验和运行经验相对较少，对于高压厂用电电压等级及接线该如何选择，尚有诸多问题有待深入探讨和研究。在我国火力发电厂中，常见的高压厂用电电压有3kV、6kV及10kV三种。其中，6kV是应用最为广泛的电压等级，而在少数老电厂或从国外引进的大机组电厂中，也存在3kV及10kV的电压等级。老电厂的3kV电压等级系统多由解放前延续而来，目前已基本完成改造。个别与国外联合设计的新型大容量电厂，因考虑发电机进相运行时大电动机的自起动电压要求，出现过3kV及10kV两个高压厂用电电压等级。目前，我国火电机组高压厂用电电压等级及接线选择设计主要依据中华人民共和国电力行业标准《火力发电厂设计技术规程》（DL5000—2000）和《火力发电厂厂用电设计规定》（DL／T5153—2002）。

现有的研究在1000MW机组高压厂用电电压等级及接线选择方面取得了一定成果，对不同电压等级和接线方式的技术特点、经济性能等进行了分析比较。然而，仍存在一些不足之处。一方面，部分研究在分析时未能充分考虑我国电力系统的实际运行情况、不同地区的电力需求差异以及设备制造水平的发展变化，导致研究成果的普适性和前瞻性受限。