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        扎拉、轟東梯級(jí)電站施工供電方案探討

        2018-12-06 08:27:26劉建華
        水電站設(shè)計(jì) 2018年4期
        關(guān)鍵詞:扎拉昌都電站

        黃 宇, 劉建華

        (1.大唐四川發(fā)電有限公司, 四川 成都 610091; 2.四川省清源工程咨詢有限公司, 四川 成都 610072)

        0 前 言

        在國(guó)家“西電東送”“藏電外送”的背景下,玉曲河干流水電梯級(jí)的規(guī)劃開發(fā),對(duì)促進(jìn)西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展和能源資源開發(fā),以及國(guó)家能源發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義。

        玉曲河位于西藏昌都縣境內(nèi),是怒江左岸一級(jí)支流,梯級(jí)開發(fā)推薦方案為:成德、扎玉、吉登、中波、碧土、扎拉、轟東“兩庫(kù)七級(jí)”,規(guī)劃總裝機(jī)容量1 984 MW,保證出力312.80 MW/717.40 MW(單獨(dú)運(yùn)行/聯(lián)合運(yùn)行,下同),多年平均年發(fā)電量94.42億kW·h/98.25億kW·h。其中,扎拉、轟東兩電站分別處于開發(fā)梯級(jí)第六、第七級(jí),均位于西藏自治區(qū)左貢縣。扎拉電站計(jì)劃開工時(shí)間為2019年6月,轟東電站計(jì)劃開工時(shí)間為2020年3月,相距不到一年。扎拉電站施工用電綜合最大負(fù)荷約7 900 kW,轟東電站施工用電綜合最大負(fù)荷約7 869 kW。扎拉、轟東電站的施工供電方案須結(jié)合電站計(jì)劃開工日期、施工負(fù)荷、地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀及電網(wǎng)規(guī)劃等因素統(tǒng)一考慮。

        基于上述原因,為達(dá)到適應(yīng)扎拉、轟東梯級(jí)電站施工組織設(shè)計(jì)方案變化和節(jié)約工程投資的目的,形成兩個(gè)施工供電方案,現(xiàn)詳細(xì)介紹。

        1 工程概況

        1.1 電站概況

        扎拉電站位于西藏自治區(qū)左貢縣碧土鄉(xiāng),是玉曲河“兩庫(kù)七級(jí)”開發(fā)的第六級(jí),裝機(jī)容量102.52萬(wàn)kW,多年平均發(fā)電量42.48億kW·h。扎拉電站壩址距昌都約290 km,左貢縣城約136 km,碧土鄉(xiāng)約為7 km,廠址距碧土鄉(xiāng)約為30 km。樞紐主要建筑物由混凝土重力壩、引水隧洞、地面電站廠房組成。扎拉電站擬通過(guò)500 kV線路接入國(guó)家電網(wǎng),出線一回;另在扎拉電站設(shè)置一臺(tái)500/220 kV 聯(lián)絡(luò)變壓器,將下游梯級(jí)轟東電站以1回220 kV線路與扎拉電站相連。

        轟東電站位于西藏自治區(qū)左貢縣碧土鄉(xiāng),是玉曲河“兩庫(kù)七級(jí)”開發(fā)的第七級(jí),裝機(jī)容量32萬(wàn)kW,多年平均發(fā)電量13.283億kW·h/14.272億kW·h。轟東電站壩址距昌都邦達(dá)鎮(zhèn)公路里程約為330 km,至左貢縣城公路里程約為180 km,至碧土鄉(xiāng)公路里程約為40 km。樞紐主要建筑物由混凝土閘壩、引水隧洞、電站廠房組成。轟東電站擬通過(guò)一回220 kV線路接入上游扎拉電站。扎拉電站廠區(qū)下接轟東電站首部,如圖1所示。

        圖1 扎拉電站、轟東電站位置示意

        由于兩電站計(jì)劃開工時(shí)間相距不到一年,且存在施工用電負(fù)荷的疊加問(wèn)題。電站施工供電規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),考慮到施工用電的同時(shí)性,需要測(cè)算兩個(gè)電站的施工用電綜合最大負(fù)荷及其持續(xù)時(shí)間。

        1.2 扎拉、轟東電站施工用電負(fù)荷

        扎拉電站施工總工期為6年(72個(gè)月),施工用電綜合最大負(fù)荷約7 900 kW;轟東電站計(jì)劃開工時(shí)間比扎拉電站約晚9個(gè)月,施工總工期為5年(60月),施工用電綜合最大負(fù)荷約7 869 kW。

        根據(jù)兩個(gè)梯級(jí)電站施工建設(shè)規(guī)劃進(jìn)度,扎拉和轟東電站施工最大負(fù)荷時(shí)間分布見圖2。

        圖2 扎拉、轟東電站施工供電綜合最大負(fù)荷統(tǒng)計(jì)

        根據(jù)圖2分析可見,扎拉電站高峰施工用電負(fù)荷發(fā)生在第2年至第4年。轟東電站高峰施工用電負(fù)荷發(fā)生在第2年至第3年。扎拉和轟東電站施工供電系統(tǒng)綜合負(fù)荷將在扎拉電站開工后第9月開始加大,然后逐步上升,到第19月達(dá)到最高負(fù)荷15 806 kW,較高的負(fù)荷一直持續(xù)到第48月開始逐步下降。

        2 施工供電的電源接入方案

        2.1 梯級(jí)電站所在區(qū)域電網(wǎng)現(xiàn)狀

        兩電站施工工區(qū)附近50 km范圍內(nèi),目前沒有能供出16 000 kW左右電力負(fù)荷的電網(wǎng)能夠向其直接供電,只有從較遠(yuǎn)的西藏昌都電網(wǎng)和云南德欽供電網(wǎng)絡(luò)中考慮。

        2.1.1 云南德欽電網(wǎng)

        云南德欽縣佛山變電站離電站施工工區(qū)較近,但目前佛山變電站(35/10 kV,主變2 500 kVA)設(shè)備容量較小、電壓等級(jí)低,不能滿足扎拉、轟東兩個(gè)電站施工用電負(fù)荷的需求。若考慮從110 kV升平變電站引接110 kV線路供扎拉、轟東電站施工用電,電網(wǎng)容量還能滿足施工用電負(fù)荷的需求,但該方案存在110 kV線路路徑選擇困難和施工難度極大的問(wèn)題,雪山阻隔、無(wú)施工交通運(yùn)輸?shù)缆分问禽^大的問(wèn)題,并且存在供區(qū)劃分問(wèn)題,不具有可行性,本方案不予考慮。

        圖3 云南德欽電網(wǎng)現(xiàn)狀示意

        2.1.2 西藏昌都電網(wǎng)

        目前四川與西藏昌都地區(qū)聯(lián)網(wǎng)工程已建成并投運(yùn)。川藏聯(lián)網(wǎng)工程起于四川500 kV鄉(xiāng)城變電站,經(jīng)500 kV巴塘變電站至西藏500 kV昌都變電站,再?gòu)?00 kV昌都變電站至220 kV邦達(dá)變電站和220 kV玉龍變電站。這些項(xiàng)目目前500 kV線路暫時(shí)降壓為220 kV運(yùn)行,昌都-邦達(dá)的雙回220 kV線路目前降為110 kV運(yùn)行,上述線路均已建成投入運(yùn)行。

        川藏聯(lián)網(wǎng)配套工程及昌都地區(qū)農(nóng)網(wǎng)升級(jí)改造工程的邦達(dá)-(左貢)旺達(dá)110 kV送變電工程已建成投運(yùn),旺達(dá)-(芒康)噶托110 kV送變電工程已建成投運(yùn);從110 kV(左貢)旺達(dá)變電站接線至35 kV扎玉變電站已建成投運(yùn);從35 kV扎玉變電站接線至35 kV碧土變電站工程已經(jīng)過(guò)初設(shè)審查。

        根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃,“十三五”期間還要建成500 kV(芒康)變電站以及110 kV鹽井變電站等配套工程。目前,芒康500 kV變電站和其開π進(jìn)站500 kV線路已開工建設(shè),(芒康)噶托變電站至鹽井110 kV送變電工程開工建設(shè)日期尚未確定。

        西藏昌都地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃詳見圖4。

        2.1.3 施工供電電源點(diǎn)的選擇

        扎拉、轟東兩電站施工綜合最高負(fù)荷為15 806 kW,最低保障負(fù)荷約為10 000 kW。電源點(diǎn)的引接只有從西藏昌都電網(wǎng)和建設(shè)專供水電站考慮。

        (1)西藏昌都電網(wǎng)與四川電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后,依靠國(guó)網(wǎng)公司大電網(wǎng)和現(xiàn)已建成的邦達(dá)-110 kV(左貢)旺達(dá)110 kV級(jí)網(wǎng)絡(luò)完全有能力供給本工程施工電源。

        (2)若考慮建設(shè)專供扎拉、轟東電站施工供電要求的水電站來(lái)供電,要能滿足枯水期可靠的供給16 000 kW左右負(fù)荷的要求,則新建水電站的裝機(jī)容量較大,從建設(shè)時(shí)間上考慮較難滿足電站施工供電的要求,且電站投資較大,因此在供電規(guī)劃方案中不予考慮建設(shè)施工專供水電站的方案。

        圖4 西藏昌都電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃接線示意

        3 梯級(jí)電站施工供電網(wǎng)絡(luò)

        3.1 施工供電方案擬定

        根據(jù)電網(wǎng)調(diào)查情況,從昌都電網(wǎng)供電扎拉、轟東電站施工供電方案是可行的。目前四川與西藏昌都地區(qū)聯(lián)網(wǎng)工程除500 kV線路降壓為220 kV投運(yùn)、昌都-邦達(dá)220 kV雙回降為110 kV運(yùn)行外,其余部分均按設(shè)計(jì)投運(yùn),其配套工程(左貢)旺達(dá)110 kV變電站已投運(yùn),(芒康)噶托110 kV變電站也已投運(yùn)。(左貢)旺達(dá)變電站-扎玉變電站的35 kV輸變電工程已投運(yùn),從扎玉35 kV變電站延伸至碧土的35 kV輸變電工程也已通過(guò)設(shè)計(jì)審查。

        若考慮從(左貢)旺達(dá)110 kV變電站及其 35 kV配網(wǎng)上引接電源,可初步擬定以下兩個(gè)供電方案。

        (1)方案1:從(左貢)旺達(dá)110 kV變電站建110 kV線路至扎拉、轟東電站施工區(qū)建1個(gè)110 kV變電站供電。該方案從(左貢)旺達(dá)110 kV變電站-扎拉轟東的110 kV線路長(zhǎng)度約140 km,送電負(fù)荷若按施工負(fù)荷15 806 kW計(jì)算。由于旺達(dá)變的110 kV線路是從昌都500 kV變經(jīng)邦達(dá)220 kV變電站引接,計(jì)算末端電壓降應(yīng)考慮昌都-邦達(dá)-旺達(dá)段的110 kV線路的電壓損耗,經(jīng)計(jì)算本方案能滿足電壓降小于 10%的允許值,因此這個(gè)方案可作為擬定方案1。方案1地理接線示意如圖5所示。

        圖5 方案1地理接線示意

        (2)方案2:從(左貢)旺達(dá)110 kV變電站建一回110 kV線路至扎玉35 kV變電站附近新建一座110 kV施工變電站,將電壓降壓為35 kV與原扎玉變的35 kV母線連接,再利用昌都電網(wǎng)已規(guī)劃建設(shè)的扎玉-碧土35 kV輸變電工程送電到碧土變電站。為滿足扎拉、轟東電站施工用電負(fù)荷要求,擬采用保留原已設(shè)計(jì)的扎玉-碧土35 kV輸變電工程(其線路線型LGJ-120),并利用該工程向扎拉、轟東電站供一部分施工用電,再?gòu)?10 kV扎玉變電站增架一回35 kV線路來(lái)供另一部分施工用電的方案。該方案不會(huì)打亂昌都電網(wǎng)公司原扎玉-碧土35 kV輸變電工程的實(shí)施計(jì)劃,也可以給扎拉電站更早提供部分施工用電。

        通過(guò)計(jì)算,增架一條35 kV線路,導(dǎo)線采用LGJ-185,在允許電壓10%損失的情況下可以輸送9 100 kW;加上昌都電網(wǎng)已通過(guò)設(shè)計(jì)審查的一回35 kV(LGJ-120)線路,可以輸送6 400 kW(功率因數(shù)cosφ=0.95時(shí)),兩回線路送電能力可以達(dá)到 15 500 kW的綜合供電能力,能基本滿足扎拉、轟東電站施工用電負(fù)荷的要求。方案2地理接線示意如圖6所示。

        3.2 方案比較

        從滿足扎拉、轟東電站開工建設(shè)時(shí)間和施工用電的可行性看,方案1和方案2都具有較高的可行性。

        根據(jù)扎拉、轟東電站施工進(jìn)度規(guī)劃,把滿足扎拉電站施工用電負(fù)荷的工程作為第一期, 轟東電站開工后的綜合施工用電負(fù)荷作為第二期。則第一期可考慮扎玉110 kV變電站的主變先上1臺(tái)(10 MVA),且僅需架一回35 kV線路至扎拉電站施工工區(qū)即可;而方案1若要分期建設(shè)只能將110 kV變電站的主變分期投入,110 kV線路必須一次建成,可見方案2的分期更為靈活。方案2中兩回35 kV線路輸送容量可以達(dá)到15 500 kW的綜合供電能力,能基本滿足扎拉、轟東電站施工用電負(fù)荷的要求。

        圖6 方案2地理接線示意

        綜合分析比較,方案1的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行管理費(fèi)用低,但工程造價(jià)高;方案2的一、二期工程總造價(jià)略低,網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,運(yùn)行管理費(fèi)用略高。但方案2具有兩個(gè)較大的優(yōu)點(diǎn),一是便于分期建設(shè),二是可以較好地兼顧地方電網(wǎng)規(guī)劃。方案2更能適應(yīng)梯級(jí)電站中轟東電站建設(shè)時(shí)序的變化,靈活性方面強(qiáng)。故扎拉、轟東梯級(jí)電站施工供電規(guī)劃設(shè)計(jì)方案推薦采用方案2。

        3.3 施工供電網(wǎng)絡(luò)

        根據(jù)推薦的扎拉、轟東電站施工供電方案(方案2),其與電網(wǎng)系統(tǒng)的接入點(diǎn)為(左貢)旺達(dá)變電站110 kV母線。從(左貢)旺達(dá)變電站建一回110 kV線路至扎玉35 kV變電站,在扎玉變電站附近另建一座110 kV變電站,將電壓降壓為35 kV,與原扎玉變電站的35 kV母線連接;通過(guò)兩回35 kV線路(其中一回為昌都電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè))至扎拉、轟東電站施工工區(qū),在扎拉、轟東電站施工區(qū)建2個(gè)35 kV變電站,滿足扎拉、轟東兩個(gè)電站施工供電需求。經(jīng)計(jì)算,各種運(yùn)行方式下,其潮流分布和各節(jié)點(diǎn)電壓均能滿足要求。

        施工供電網(wǎng)絡(luò)電氣接線見圖7。

        圖7 施工供電網(wǎng)絡(luò)電氣接線示意

        3.4 施工變電站電氣主接線

        3.4.1 扎玉110 kV施工變電站

        為保證110 kV施工變電站供電的可靠性和分期靈活性,本次推薦采用兩臺(tái)主變方案(一期一臺(tái)、二期一臺(tái)),主變最終容量選擇2×10 000 kVA。110 kV側(cè)采用單母線接線,35 kV側(cè)采用單母線接線。主接線如圖8所示。

        3.4.2 扎拉廠區(qū)(轟東首部)35 kV施工變電站和扎拉首部35 kV施工變電站

        電氣主接線方案如圖9所示:包括35 kV側(cè)采用單母線接線(a),10 kV側(cè)采用單母線接線(b)。

        4 結(jié) 語(yǔ)

        (1)根據(jù)梯級(jí)電站施工組織設(shè)計(jì)方案確定的各電站開工時(shí)間、施工負(fù)荷分布情況、負(fù)荷水平等要求,作為施工供電設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料。

        (a)扎拉廠區(qū)(轟東首部)35 kV變電站 (b)扎拉首部35 kV施工變電站

        (2)在施工供電設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮電站施工組織設(shè)計(jì)方案可能的變化,采用分期建設(shè)方式是有必要的,可使施工供電工程投資更加合理。

        (3)扎拉、轟東梯級(jí)電站施工供電方案的探討,可以為類似工程提供一定的借鑒和參考。

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