江吉生

摘 要：在20世紀(jì)六、七十年代，我國建設(shè)了一大批中、小型水電站。為邊遠(yuǎn)地區(qū)經(jīng)濟發(fā)展提供了能源，使鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè)有了堅實的基礎(chǔ)。當(dāng)時建成的電站到目前為止已運行30多年從2011年開始，根據(jù)水利部的統(tǒng)一部署，吉林省陸續(xù)對已運行多年的水電站進(jìn)行增效擴容改造。更新陳舊設(shè)備，改善機組運行性能，提高效率，增加年發(fā)電量。該文介紹了泉陽、西溝、朝陽水電站電氣屏柜設(shè)計，結(jié)合工程實踐，論述了電氣屏柜選型、電氣設(shè)備布置等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：水電站 增效擴容 電氣設(shè)備 開關(guān)柜選型 設(shè)備布置

中圖分類號：TV74 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0081-01

1 概述

當(dāng)時建成的電站到目前為止已運行30多年。電氣設(shè)備陳舊、技術(shù)落后，不能滿足電站安全運行要求，尤其是已超過使用年限，已被國家列入機電設(shè)備淘汰產(chǎn)品型號目錄的電氣設(shè)備，維修部件難以購置，無論是操作性能及安全保障率都難以適應(yīng)電站的運行。

電站周邊的地理環(huán)境也發(fā)生變化。國民經(jīng)濟發(fā)展對清潔能源、可再生能源的需求，為提高水電站綜合能效和安全性能、促進(jìn)水資源合理利用、維護河流健康，老電站增效擴容改造已刻不容緩。

2 老電站存在的問題

老電站建設(shè)的年代，我國經(jīng)濟尚欠發(fā)達(dá)，建設(shè)資金緊張。按著當(dāng)年的設(shè)計理念，建設(shè)追求“多、快、好、省”，電站廠房緊湊。在高溫、強噪音的條件下，對值班運行人員的工作環(huán)境無特殊要求。電氣設(shè)備室普遍狹小，有的已無法滿足新頒布的規(guī)程、規(guī)范對安全間距的要求。在上個世紀(jì)，我國的科技還處在發(fā)展階段，機電產(chǎn)品不完善，電氣設(shè)備選型范圍小。加上當(dāng)時的特殊條件，為了加快建設(shè)速度，邊設(shè)計、邊施工。在老電站中大量使用非標(biāo)準(zhǔn)電氣屏柜。

隨著我國水電事業(yè)的發(fā)展，水電站建設(shè)日漸成熟，修訂和新頒布許多國家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。除強化提高配電裝置對建筑物及構(gòu)筑物的要求外，對消防、采暖通風(fēng)也提出新的要求。為保障勞動者的安全和健康，對水利水電工程勞動安全與工業(yè)衛(wèi)生設(shè)計也有相關(guān)規(guī)定。[1]

3 整改措施

在老電站改造中，應(yīng)從實際出發(fā)，因地制宜，充分利用水電站原有的設(shè)備和設(shè)施。更新改造部分根據(jù)電站的結(jié)構(gòu)特點選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟合理、運行維護方便的電氣設(shè)備。

在電氣設(shè)備布置時，結(jié)合現(xiàn)有布局優(yōu)化組屏。由于在老廠房施工改造，電氣設(shè)備布置必須根據(jù)廠房的室內(nèi)尺寸及設(shè)備的布置形式，按照機電設(shè)備運行維護方便，盡量減少工程量、縮短連接電纜長度，以及機組與屏位置相對合理等原則進(jìn)行布置。[2]充分利用原有的電氣設(shè)備基礎(chǔ)和電纜夾層、電纜溝等建、構(gòu)筑物，應(yīng)滿足《水利發(fā)電廠廠用電設(shè)計規(guī)程》（DL5164-2002）、《高壓配電裝置設(shè)計技術(shù)規(guī)程》（DL5352-2006）等規(guī)范的要求：

泉陽水電站1972年竣工，電站廠房建在山洞內(nèi)，高壓開關(guān)柜與低壓配電柜、直流電源裝置、計量屏、機組保護屏等集中在電站中控室安放，不符合《水力發(fā)電廠廠用電設(shè)計規(guī)程》、《水利發(fā)電廠機電設(shè)計規(guī)范》。在本次改造中，將中控室下面的一間房間作為高壓開關(guān)柜室專用，為克服空間狹小，設(shè)計人員在高壓開關(guān)柜選型時，結(jié)合現(xiàn)有布局優(yōu)化組柜。要求設(shè)備中標(biāo)廠家提供靠墻安裝的XGN型固定式柜，從而保證的運行值班人員的操作維護通道。

電站的勵磁屏背面距墻偏窄，設(shè)計人員與勵磁設(shè)備廠家協(xié)商，在保證屏內(nèi)設(shè)備電氣間距、散熱的前提下，將原有屏深800mm改成600mm。這樣既保證了在屏前整齊、美觀，又增加了屏背面的維護通道寬度。

西溝水電站建成與1994年，原有的6.3 kV高壓開關(guān)柜型號為GG-1A型，已超過使用年限，柜頂母線為敞開式，屬淘汰柜型。柜內(nèi)斷路器為少油斷路器，經(jīng)常漏油，無論是操作性能及安全保障率都難以適應(yīng)電站的運行。更新改造后采用KYN手車型高壓開關(guān)柜，本次改造中采用標(biāo)準(zhǔn)配置。比原來設(shè)備多2面柜。設(shè)計人員在現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，由于斷路器粗大笨重，原有的GG-1A型開關(guān)柜比新型號設(shè)備寬，經(jīng)現(xiàn)場測量高壓開關(guān)柜室長度后，在利用原有電纜溝基礎(chǔ)上，重新布置KYN型手車柜，滿足運行維護的要求。

朝陽水電站1981年并網(wǎng)發(fā)電，是低壓發(fā)電機組，只有主廠房，無附屬房間。原有機組出線柜、變壓器柜和廠用用電柜等設(shè)備全部布置在機旁。根據(jù)電力系統(tǒng)要求，電站須增設(shè)幾面保護屏。廠房內(nèi)發(fā)電機層面積無法滿足控制屏間距離和通道寬度要求，我們查閱朝陽電站原始資料，電站主廠房高7.4m，初擬在主廠房一側(cè)增設(shè)二層間隔，經(jīng)水工、金屬結(jié)構(gòu)專業(yè)人員核算，滿足荷載要求后，在間隔上布置主變、線路保護屏。屏基礎(chǔ)與二層間隔內(nèi)鋼構(gòu)架及主廠房接地網(wǎng)可靠連接，完成工作接地。為減少操作引起動負(fù)荷，間隔上不再布置內(nèi)含斷路器的屏柜。

4 結(jié)語

中小型水電站在國民經(jīng)濟特別是農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展中占有十分重要的位置，電氣設(shè)計人員在工作中要把握科學(xué)技術(shù)的發(fā)展方向，遵循生態(tài)、節(jié)能、環(huán)保的設(shè)計理念，使設(shè)計具有前瞻性。水電工程是百年大計，我們一定要通盤思考。上面3個水電站改造工程現(xiàn)已進(jìn)入施工安裝階段，不久就將竣工發(fā)電，為當(dāng)?shù)匕l(fā)展做出新的貢獻(xiàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 卓樂友.《電力工程電氣設(shè)計200例》水利電力出版社，2004年6月.

[2] 強堯臣.《小型水電站機電設(shè)計手冊》（電氣一次）水利電力出版社，1996年6月.

[3] 《水利發(fā)電廠廠用電設(shè)計規(guī)程》（DL5164-2002）.endprint