摘要:文章簡(jiǎn)要介紹了金寨流波水電站的電氣一次設(shè)計(jì)，對(duì)電站的電氣主接線(xiàn)的選擇、廠(chǎng)用電及壩區(qū)供電等進(jìn)行描述。

關(guān)鍵詞:電氣主接線(xiàn);廠(chǎng)用電;變電站;過(guò)電壓;接地;照明

中圖分類(lèi)號(hào):TV734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1006-8937(2009)14-0135-02

流波水電站是燕子河水電站梯級(jí)開(kāi)發(fā)中的末級(jí)電站，地處安徽省金寨縣東南部，位于淮河流域西淠河主源燕子河出口處，壩址控制流域面積475km2，發(fā)電廠(chǎng)房位于響洪甸水庫(kù)庫(kù)尾，距響洪甸大壩16km，距縣城梅山鎮(zhèn)約55 km。電站總裝機(jī)容量2×12.5 MW，年利用小時(shí)數(shù)為2811 h。電站按少人值班控制方式設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制。

1電站接入系統(tǒng)及電氣主接線(xiàn)的選擇

1.1電站接入系統(tǒng)

電站作為地方電網(wǎng)的骨干電站，主要承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)。電站附近無(wú)近區(qū)負(fù)荷，而距本站約10 km處有青山110 kV變電所。因此經(jīng)過(guò)線(xiàn)損和電壓損失的核算并征得金寨縣水電局同意，電站出線(xiàn)采用一回110 kV電壓等級(jí)架空輸電線(xiàn)路接入青山110 kV變電所，并由該110 kV變電所接入系統(tǒng)。

1.2電氣主接線(xiàn)的選擇

流波水電站裝機(jī)兩臺(tái)，單臺(tái)容量12.5 MW，以一回110 kV輸電線(xiàn)路接入青山110 kV變電所。發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接可采用一機(jī)一變單元接線(xiàn)或二機(jī)一變擴(kuò)大單元接線(xiàn)。若采用發(fā)電機(jī)──變壓器組擴(kuò)大單元接線(xiàn)，當(dāng)主變壓器及其高壓側(cè)電氣設(shè)備故障或檢修，將造成全站停發(fā)。考慮到本電站容量中等，在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)，在地方電網(wǎng)中為一重要電源。因此，本站不采用擴(kuò)大單元接線(xiàn)，采用一機(jī)一變單元接線(xiàn)，設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器。

一機(jī)一變單元接線(xiàn)的優(yōu)點(diǎn)是接線(xiàn)最簡(jiǎn)明清晰;故障影響范圍最小，運(yùn)行可靠、靈活;布置最簡(jiǎn)單;繼電保護(hù)也簡(jiǎn)單。發(fā)電機(jī)與主變壓器之間裝設(shè)斷路器，適應(yīng)水電站頻繁調(diào)峰的要求，也符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器還提高了廠(chǎng)用電供電的可靠性和靈活性，減小故障范圍，適宜同期操作。

110 kV側(cè)接線(xiàn)考慮單母線(xiàn)接線(xiàn)(如圖1)和角型接線(xiàn)(如圖2)兩個(gè)可行方案進(jìn)行比較。

單母線(xiàn)接線(xiàn)方案具有接線(xiàn)簡(jiǎn)單清晰，高壓側(cè)斷路器少，開(kāi)關(guān)站布置簡(jiǎn)單，開(kāi)停機(jī)方便，一臺(tái)主變故障或檢修不影響另一臺(tái)主變的正常運(yùn)行，繼電保護(hù)配置和控制簡(jiǎn)單，投資省等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是高壓側(cè)母線(xiàn)故障或檢修將造成全站停運(yùn)。

角型接線(xiàn)方案的優(yōu)點(diǎn)是:任一臺(tái)高壓側(cè)斷路器檢修或故障不影響回路的連續(xù)供電，可靠性高，操作靈活、方便，一臺(tái)主變檢修或故障不影響另一臺(tái)主變的運(yùn)行，廠(chǎng)用電可靠性高。缺點(diǎn)是:高壓側(cè)設(shè)備較多，因而接線(xiàn)、布置較為復(fù)雜，切除一臺(tái)主變需動(dòng)作二臺(tái)斷路器，顯得比較煩瑣，繼電保護(hù)和控制復(fù)雜，變電站占地面積大，投資大。

綜合以上分析，結(jié)合本站的特點(diǎn)，110 kV側(cè)接線(xiàn)方案選定單母線(xiàn)接線(xiàn)。

2廠(chǎng)用電及壩區(qū)供電

①供電范圍。電站廠(chǎng)區(qū)供電范圍主要包括電站內(nèi)機(jī)組自用電及油、氣、水等公用系統(tǒng)用電和變電所用電等。壩區(qū)供電范圍主要包括進(jìn)水口用電和溢洪道閘門(mén)用電。②廠(chǎng)區(qū)及壩區(qū)供電。電站廠(chǎng)區(qū)供電電源直接取自發(fā)電機(jī)機(jī)端，從每個(gè)發(fā)變組單元的10 kV機(jī)壓母線(xiàn)上分別引接一臺(tái)廠(chǎng)用變壓器。同時(shí)保留10 kV施工電源，作為兩臺(tái)機(jī)組都停運(yùn)時(shí)的備用廠(chǎng)用電源。

廠(chǎng)用電母線(xiàn)采用單母線(xiàn)分段接線(xiàn)，電壓等級(jí)為0.4 kV。兩臺(tái)引自機(jī)壓母線(xiàn)的廠(chǎng)變分別接入母線(xiàn)的I段、II段，備用廠(chǎng)變接入分段母線(xiàn)(III段)，正常運(yùn)行時(shí)兩段母線(xiàn)相互獨(dú)立，備用廠(chǎng)變處于備用狀態(tài)。當(dāng)任一臺(tái)廠(chǎng)變因故退出時(shí)，備用廠(chǎng)變自動(dòng)投入;當(dāng)電站停運(yùn)時(shí)，分段開(kāi)關(guān)全部閉合，備用廠(chǎng)變同時(shí)接入兩段母線(xiàn)。備用廠(chǎng)變與機(jī)壓廠(chǎng)變間設(shè)并列運(yùn)行閉鎖裝置。壩區(qū)距廠(chǎng)房較遠(yuǎn)，因此壩區(qū)的供電電源取自壩區(qū)附近的10 kV電源。壩區(qū)變壓器高壓側(cè)采用線(xiàn)路-變壓器組接線(xiàn)，低壓側(cè)采用單母線(xiàn)接線(xiàn)。

3變電站布置

綜合考慮電站樞紐布置、地形和投資等因素，變電站采用屋外中型布置方式。根據(jù)已確定的電氣主接線(xiàn)和線(xiàn)路出線(xiàn)方向，變電站布置在距廠(chǎng)房東北側(cè)。110 kV屋外配電裝置為雙列布置，每列均布置主變及其高壓側(cè)出線(xiàn)開(kāi)關(guān)間隔。出線(xiàn)間隔沿110 kV母線(xiàn)方向布置。整個(gè)變電站占地面積約1 309 m2 (38.5 m×34 m)。

4過(guò)電壓保護(hù)

電站位于山區(qū)，雷暴日約50 d，對(duì)防雷要求較高，因此采用以下措施對(duì)電站的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。①直擊雷的保護(hù)。電站主副廠(chǎng)房、進(jìn)水閘和溢洪道啟閉機(jī)房等建筑物屋頂敷設(shè)避雷帶保護(hù)對(duì)其進(jìn)行直擊雷保護(hù);對(duì)變電站和110 kV線(xiàn)路，設(shè)避雷針保護(hù)和避雷線(xiàn)進(jìn)行直擊雷保護(hù)。②避雷器的配置。發(fā)電機(jī)至主變低壓側(cè)母線(xiàn)上的適當(dāng)位置增裝一組避雷器。110 kV母線(xiàn)上均裝有一組氧化鋅避雷器。在主變中性點(diǎn)裝一只氧化鋅避雷器。

5接 地

{1}接地網(wǎng)的形成。本工程可以利用的自然接地體有:引水洞鋼筋混凝土，大壩防滲墻鋼筋混凝土，主副廠(chǎng)房、地下廊道的鋼筋混凝土，以及壓力鋼管、閘槽等。接地體除盡量利用自然接地體外，還在主副廠(chǎng)房和開(kāi)關(guān)站的基礎(chǔ)下面埋設(shè)水平接地。各部份接地網(wǎng)間，用不少于兩條40×4 m的扁鋼連通，組成全廠(chǎng)總接地網(wǎng)。所有儲(chǔ)油設(shè)施和主用電設(shè)備，均按接地規(guī)程要求接入總接地網(wǎng)。廠(chǎng)區(qū)以外的壩區(qū)、進(jìn)水口、調(diào)壓井等處需要接地的工程，在其附近設(shè)接地裝置。{2}接地電阻值的確定。電站最高出線(xiàn)電壓110 kV，為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)?？偨拥鼐W(wǎng)的接地電阻值按規(guī)程應(yīng)不大于0.5 Ω。廠(chǎng)區(qū)以外的壩區(qū)、進(jìn)水口和調(diào)壓室等處需要接地的工程，其接地電阻值不應(yīng)大于4 Ω，各直擊雷保護(hù)設(shè)施的接地電阻值不應(yīng)大于10 Ω。

6照 明

電站的照明按用途分為工作照明、事故照明、裝飾照明以及經(jīng)常直流照明。除中控室常明燈由直流220 V直接供電外，其余全部由廠(chǎng)用電源供給，當(dāng)發(fā)生事故交流電源消失時(shí)，事故照明立即切換至直流電源上。

廠(chǎng)房?jī)?nèi)的照明光源以高效鹵素?zé)簟⒐?jié)能熒光燈為主。各配電室和輔助房間采用節(jié)能熒光燈。屋外變電站內(nèi)的主干道兩側(cè)設(shè)庭院式道路燈，作為裝飾及夜間巡視時(shí)的輔助照明。

參考文獻(xiàn):

[1] 水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組.水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè).北京[M].北京:電子工業(yè)出版社，1989.

[2] DL/T5186-2004，水力發(fā)電廠(chǎng)機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].