浅谈生活垃圾焚烧发电项目中的电气主接线设计

陈日光

摘 要：本文中，笔者将结合真实案例，对生活垃圾焚烧发电项目中的电气主接线设计进行简要分析，希望能够对读者提供有价值的参考。

关键词：生活垃圾；焚烧发电；电气主接线

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.17.137

0 引言

据相关研究数据表明，采用焚烧的方式对生活垃圾进行处理，具有着明显无害化和减量化优势，比如：占地面积小、不会对地下水造成污染等，余热还可以用在发电上。从这个角度看来，生活垃圾焚烧项目的应用不仅具有着一定的经济效益，同时具有明显的环境效益和社会效益。到目前为止，焚烧生活垃圾发电已经成为新能源开发之后的一个热点话题，已经成为相关人员一个新的研究方向。

1 电气主接线设计

现阶段，采用机械炉排焚烧炉技术进行焚烧是一些中大型城市用于生活垃圾焚烧发电项目的主要方式，对于引进的焚烧炉在垃圾处理容量上具有一定的标准，单台每天能够焚烧处理垃圾量在350～800吨之间，个别经济较为发达的地区，会选择每天处理量超过1千吨的焚烧炉。随着垃圾分类的开展，进厂生活垃圾的品质如含水率、热值等指标的不断提供，垃圾焚烧发电机组的容量也逐步向8000～20000千瓦发展。另由于生活垃圾发电项目基本处于城乡结合区域，一般都是统一将垃圾收集在一起，然后通过汽车运输的方式，运送到生活垃圾焚烧项目进行处理。而垃圾场周围的电网一般都电压等级都是35kV和110kV，因此，生活垃圾焚烧发电项目需要采用的电压等级也应该是在35kV和110kV[1]。

1.1 35kV和110kV电压等级选择

随着时代的进步，用电需求量也在逐渐增加，35千伏的电压已经无法满足人们生活上的用电需要，因此，为了能够让人们更好的生活，提供给人们满足需求的用电量，110千伏的电压已经得到了广泛的应用，相比较而言，后者的用电安全性会更高，同时，从生活垃圾焚烧发电项目的发展来看，110千伏能够满足后期的擴建计划。但是，对于一些较为经济发展并不是很好的地区，35千伏的电压是更为经济的选择，其原因在于，如果电压增加，那么所需要的用电设备就需要增加，在经济上的投入也会更大。因此，在对电压等级进行选择时，要根据具体项目的规模、长远的发展情况以及当地的经济发展水平，最终由当地电网部门通过核实审查进行决定。

1.2 高压厂用电压等级选择

1000千瓦～20000千瓦发电机组是我国小机组电厂普遍采用的，能够发出的电压有两种，分别为6.3千伏和10.5千伏，对于电厂用电的高压段来讲，两种电压都适用，具体要看工程的条件：

因素一：厂内用电的高压备用电源以及保安电源。通常情况下，生活垃圾焚烧发发电项目中选择的厂用高压备用电压或者保安电源，是除了并网线路外的一路中压厂外电源。据相关调查数据表明，将6.3千伏的电压应用在10.5千伏电压等级中已经成为大众型城市电网配置中的普遍选择。

因素二：通过性价比进行选择。相比较6.3千伏的电压来讲，10.5千伏具有一定的优势，比如：短路电流小、带负载能力强、用电的安全性也更高一些，对于功率较大的电动机来讲，优势会更加突出。但是在用电设备的变压器、开关柜等方面来讲，两种电压之间的差距并不是很明显，同时，该项目不需要用太多的高压电动机，高压开关柜的成本也不是特别高，总的来讲，更实用于高压电厂用电等级的是10.5千伏。

1.3 发电机出口断路器及备用电源的选择

由于大型机组发电机出口短路其的制造具有一定的难度，同时需要较高的经济成本和安全性，因此，在很长一段时间内，相关技术人员一直在不断的对这个问题展开研究，看是否能够生产出具有安全性、性价比高的发电机组。随着我国科学技术的不断进步，这方面的技术也日渐成熟起来，到目前为止，很多发电机出口都开始装有断路器。对于规模较小的发电机组来讲，制造难度较低、成本也相对较小，不仅能够使安全性和稳定性得以提高，同时能够有效的降低设置投资，可以直接从高压配电装置经主变降压倒送至厂用电解决机组启动和停机检修的问题。如果其建设项目只有一条上网线路，可以从实际情况的角度出发考虑，是否用需要引用厂外高压用电设备。如果设有两回出线，则可以互为备用。

2 工程实例分析

为了能够更好的对上文做出解释，本文中将结合某地区经济发展较好的城市为例，对该地区生活来及焚烧发电项目进行简要分析。该项目中，配备2台单炉处理垃圾量为750吨/天的机械炉排炉及2台18兆瓦汽轮发电机组。通过外网情况的了解，可以清楚的知道，通过一回35千瓦的线路，2台18兆瓦发电机组在经过主变升压后进入到电网，共有三种接线形式，即：第一，单母线接线。这种接线方式具有着一定的优势，比如：具有更强的供电灵活性、稳定性最高。对于后期项目整改或者扩建来讲，有更好的适用性，但是，由于在初期的时候投入较高的成本，因此，在选用时，可以先考虑是否在未来具有扩建的发展趋势，以免花费过高的成本。第二，扩大电源线。双绕组变压器形式是本工程中采用的形式，有相关结果表明，10.5千伏的侧短路电流水平可以将电路控制在25000安内，因此，本次项目中采用10.5千伏对电流进行抑制，发电机出口断路器以及厂内用到的设备均采用轻型设备。因此，无需设置分裂电抗器。当然，6.3千伏的机组设备也可选择使用，但是，需要在计算之后，对三绕组变压器、电抗器等适当的添加，通过这样的方式控制电流水平。相比较单母线接线，这种方式更适合应用于初期投资。第三，发电机-变电器-线路接线。与扩大电源线方式相同，由于其技术经济不适用于扩大工程，因此不需要对此加以考虑。

如图1、图2所示，高压厂内使用的工作电源不需要设置单独的发电机主母线，只需要按照图中所示，从主变低压侧引接，高压用电采用单母线分段设计，两段母线可以做互为备用。图3的方案设计时采用单母线分段设计的方式设置发电机电压母线，高压厂用电源直接引自发电机出口母线。

由上面三个图可知，单个方案各有优缺点，其中，图1、图2方案的优点是供电安全性更高，主要是由于高压电动机与发电机出口并没有连接上。对于高压配电设备布置的灵活性来讲，也更能满足检修需要，但是，缺点在于需要增加经济成本，主要是由于需要增加两台开关柜设备。而图三的方案的优点在于发电机与主变间可以实现价差供电，造价也比较低，供电较为灵活，但是，缺点在于布置局限性大。如果单方面的从经济性来看，图3应该是最合适的设计方式。

在本工程建设中，发电机出口设置断路器，建设出线回路为一回，综合考虑本工程的设备水平由于电源方案，保安电源可选用厂外专用电源引接或者通过在厂内设置柴油机发电装置都可以，也各有优缺点。厂外引接专用电源具有响应速度快、稳定性高的优点，但是缺点是会受到经费和政策等客观因素的限制。而柴油机发电的优点是不需要考虑前者的客观因素，但是投资也相对较大，消防要求较多。因此，在选择方案时，需要根据具体的情况做具体分析。

3 结束语

生活垃圾焚烧发电项目不仅可以有效的解决生活垃圾，同时还能够对其进行充分的利用，节省了很多能源。为了能够更好的完成生活垃圾焚烧项目，需要从多方面考虑，在保证其安全可靠运行的前提下，节省经济成本，优化设计方案，更好的达到目的。

参考文献：

[1]杨建楠.生活垃圾焚烧发电项目电气主接线设计[J].电力勘测设计，2017（03）：62-64.