摘 要：優(yōu)秀的水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線能提高水電廠發(fā)電生產(chǎn)的安全、經(jīng)濟(jì)性，其接線應(yīng)做到安全可靠、經(jīng)濟(jì)靈活。本文將以作者曾供職的某水電廠為例，通過對(duì)其發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線方案優(yōu)化前后的闡述、比較和分析，證明電氣接線的優(yōu)劣對(duì)水電廠安全可靠、經(jīng)濟(jì)靈活運(yùn)行有重要作用。該優(yōu)化方案對(duì)類似水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，具有一定的借鑒或推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：水電廠 發(fā)變用電系統(tǒng) 電氣接線 優(yōu)化

中圖分類號(hào)：TM743 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）01（c）-0112-01

水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線是水電廠發(fā)電、變電和廠用電電氣一次系統(tǒng)連接方式，是水電廠電氣設(shè)備投資、運(yùn)行維護(hù)的重要組成部分。其優(yōu)化程度的高低將影響到整個(gè)水電廠綜合運(yùn)行狀態(tài)和整體經(jīng)濟(jì)效益。本文以某水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線作為研究的基礎(chǔ)，對(duì)其優(yōu)化前后進(jìn)行了闡述、比較和分析。

1 水電廠的項(xiàng)目概況

本文所用資料的來源水電廠位于重慶市豐都縣境內(nèi)，龍河流域中游。該電廠水庫總庫容1.05億m3，加上游水電廠多年調(diào)節(jié)水庫，使得本水電廠的調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)。該水電廠裝有4臺(tái)單機(jī)35 MW水力發(fā)電機(jī)組，總裝機(jī)容量為140 MW（4×35 MW），平均年發(fā)電量約6億 kW·H，是該地區(qū)電網(wǎng)中的骨干電廠。

2 水電廠原有發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線（見圖1）

原方案采用了一機(jī)一變的發(fā)變組單元接線方式，每臺(tái)發(fā)電機(jī)出口和主變壓器高壓側(cè)分別設(shè)置了10 kV和110 kV斷路器。110 kV母線為單母線分段帶旁路母線接線方式。廠用電由發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)混合供電，采用了10 kV和400 V兩種電壓等級(jí)。其中400 V廠用電母線分三段，分別由1B、3B和4B低壓側(cè)經(jīng)41B、43B、44B降壓后供電，可聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，也可分段運(yùn)行。10 kV廠用電采用雙回輸電線路對(duì)水電廠水庫大壩閘門等設(shè)備供電。其中一回路由400 V廠用電一段母線經(jīng)40B升壓到10 kV后到水庫大壩，另一回采用從廠用變43B 10 kV側(cè)取電，經(jīng)45B降壓后供主變場用電，同時(shí)再經(jīng)46B升壓到10 kV后到水庫大壩。

3 水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線優(yōu)化設(shè)計(jì)（見圖2）

一般情況，裝機(jī)四臺(tái)及以上的水電廠，宜采用兩臺(tái)主變壓器[1]。故將原發(fā)變組單元接線方式，優(yōu)化為發(fā)變組擴(kuò)大單元接線方式。即1號(hào)、4號(hào)發(fā)電機(jī)接到一段10 kV母線，再經(jīng)1B升壓后到110 kV一段母線。2號(hào)、3號(hào)發(fā)電機(jī)接到二段10 kV母線，再經(jīng)2B升壓后到110 kV二段母線。兩段10 kV和兩段110 kV母線分別設(shè)置了607和110聯(lián)絡(luò)斷路器?？紤]到一般變壓器最佳負(fù)載率為35%～55%[2]，盡量避免其經(jīng)常運(yùn)行在負(fù)載率低于20%或高于80%狀態(tài)[3]，結(jié)合該水電廠日常發(fā)電情況，故1B、2B主變?nèi)萘烤?臺(tái)發(fā)電機(jī)總視在功率的1.5倍設(shè)計(jì)。廠用電仍由發(fā)電機(jī)與電網(wǎng)混合供電。400 V一、二、三段廠用電母線分別由一段10 kV母線上的41B、44B，以及二段10 kV母線上的43B降壓后供電，三段母線可分段、可聯(lián)絡(luò)運(yùn)行。同時(shí)，10 kV一段、二段母線分別經(jīng)608、609斷路器向發(fā)電廠水庫大壩兩輸電回路供電。因到水庫大壩兩回10 kV線路專供大壩生產(chǎn)設(shè)備用電，所經(jīng)過區(qū)域?qū)儆谏倮讌^(qū)，自然災(zāi)害和故障少，故暫不考慮設(shè)置隔離變壓器或電抗器。

4 兩種電氣一次接線的比較分析

比較分析以上水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線原方案和優(yōu)化方案，可以發(fā)現(xiàn)優(yōu)化方案較原方案有如下優(yōu)勢(shì)。

（1）優(yōu)化方案更簡潔，電氣設(shè)備更少。優(yōu)化方案較原方案共減少：2臺(tái)主變壓器，3臺(tái)廠用電變壓器，2回路發(fā)電機(jī)房到變壓器10 kV母排，3臺(tái)10 kV電壓柜，5套電流互感器及二次保護(hù)，2臺(tái)110 kV斷路器，3臺(tái)400 V斷路器，以及其他電纜、塔架等電氣設(shè)備。

（2）優(yōu)化方案運(yùn)行方式更靈活方便。原方案中任一發(fā)變組單元回路上的任一電氣設(shè)備故障檢修或維護(hù)試驗(yàn)，整個(gè)發(fā)變組單元將停運(yùn)退出。而優(yōu)化方案中1B、2B回路互為備用，其中任一變壓器回路的各電氣設(shè)備故障或檢修維護(hù)時(shí)，均可通過兩段10 kV和兩段110 kV母線聯(lián)絡(luò)運(yùn)行，確保4臺(tái)發(fā)電機(jī)最大可能的向電網(wǎng)輸送電能，確保了發(fā)電的連續(xù)性和可靠性。

（3）優(yōu)化方案更節(jié)能經(jīng)濟(jì)。優(yōu)化方案較原方案電氣設(shè)備的減少，降低了電氣設(shè)備的購置、運(yùn)輸、安裝等費(fèi)用，減少了變壓器總損耗功率，提高了設(shè)備利用率。同時(shí)也節(jié)約了后期運(yùn)行檢修、維護(hù)試驗(yàn)方面的費(fèi)用。

（4）優(yōu)化方案更安全可靠。任何電氣設(shè)備都有使用壽命的限制和故障情況的發(fā)生，優(yōu)化方案較原方案減少了電氣設(shè)備，也相應(yīng)的減少了系統(tǒng)的故障點(diǎn)。另外優(yōu)化方案10 kV、110 kV母線、主變壓器回路均冗余配置，方便了相關(guān)電氣設(shè)備的維修保養(yǎng)和維護(hù)試驗(yàn)，簡化廠用電回路，提高了水電廠運(yùn)行的安全可靠性。

5 結(jié)語

本文以所引水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線為例，通過對(duì)原方案和優(yōu)化方案的系統(tǒng)闡述和比較分析，得出結(jié)論：一個(gè)適合水電廠實(shí)際情況的、優(yōu)化簡潔的發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線，使電廠運(yùn)行更加安全可靠，經(jīng)濟(jì)、靈活。該優(yōu)化設(shè)計(jì)對(duì)類似水電廠發(fā)、變、用電系統(tǒng)電氣接線的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，具有一定的借鑒或推廣價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

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