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        馬馬崖一級(jí)水電站電氣接線及設(shè)備選型設(shè)計(jì)

        2018-12-20 05:29:36陳丹燕
        小水電 2018年6期
        關(guān)鍵詞:壩區(qū)廠用電接線

        陳丹燕,劉 濤,王 勇

        (中國(guó)電建集團(tuán)貴陽勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司,貴州貴陽550081)

        1 工程概況

        馬馬崖一級(jí)水電站位于北盤江中下游,總裝機(jī)容量558 MW,多年平均發(fā)電量為15.14億kW·h,水庫總庫容1.722億m3,正常蓄水位以下庫容1.365億m3,調(diào)節(jié)庫容0.307億m3,具有日調(diào)節(jié)性能。開發(fā)任務(wù)是以發(fā)電為主,航運(yùn)次之。

        2 接入系統(tǒng)

        根據(jù)接入系統(tǒng)資料:馬馬崖一級(jí)水電站以220 kV一級(jí)電壓接入系統(tǒng),出2回至白蠟220 kV變電所,新建線路長(zhǎng)約2×41 km,導(dǎo)線截面2×240 mm2。為保證電站電力可靠送出,同時(shí)新建白蠟變~金州500 kV變電站第二回220 kV線路,新建線路長(zhǎng)度約60.5 km,導(dǎo)線截面2×300 mm2。白蠟220 kV變電站擴(kuò)建至馬馬崖一級(jí)220 kV出線間隔2個(gè),至金州500 kV變電站220 kV出線間隔1個(gè);金州500 kV變電站擴(kuò)建至白蠟220 kV出線間隔1個(gè)。

        3 電氣主接線

        3.1 電氣主接線方案

        電站裝機(jī)容量(3×180+1×18)MW,根據(jù)電站的動(dòng)能特性、單機(jī)容量、臺(tái)數(shù)、電站接入系統(tǒng)電壓等級(jí)與回路數(shù)以及電站在系統(tǒng)中的地位,經(jīng)電氣主接線方案技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及規(guī)劃總院審查,電站電氣主接線方案如下:

        發(fā)電機(jī)電壓側(cè)采用發(fā)電機(jī)—變壓器組單元接線,發(fā)電機(jī)出口裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器。發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用消弧線圈接地方式,消弧線圈按過補(bǔ)償方式運(yùn)行,主變壓器中性點(diǎn)為經(jīng)隔離開關(guān)接地方式。220 kV出線側(cè)為三進(jìn)兩出,采用雙母線接線。按系統(tǒng)審查意見要求,站內(nèi)預(yù)留1個(gè)出線間隔,在布置場(chǎng)地上亦留有相應(yīng)的空間。

        生態(tài)機(jī)組以13.8 kV接入1號(hào)發(fā)電機(jī)電壓母線,生態(tài)機(jī)組升壓變壓器布置在1號(hào)主變右側(cè)。

        220 kV配電裝置采用SF6全封閉組合電器,接線可靠性較高、擴(kuò)建方便、運(yùn)行靈活,任意一臺(tái)斷路器檢修不影響對(duì)電力系統(tǒng)的連續(xù)供電,滿足電站調(diào)峰和適應(yīng)電力系統(tǒng)各種運(yùn)行方式的要求(見圖1)。

        3.2 廠用電接線

        電站廠用電采用公用電與自用電混合的供電方式,且采用10 kV和0.4 kV兩級(jí)電壓供電。全廠共設(shè)置3組高壓廠用變、3臺(tái)公自用變壓器、2臺(tái)照明變和2臺(tái)壩區(qū)變壓器,所有廠用變均選用非晶合金變壓器。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,每臺(tái)高壓廠用變的容量按3×1 000 kVA設(shè)置,3臺(tái)公自用變?nèi)萘堪? 000 kVA設(shè)置,2臺(tái)照明變選用有載調(diào)壓變壓器,其容量按200 kVA設(shè)置,2臺(tái)壩區(qū)變?nèi)萘堪?00 kVA設(shè)置。

        圖1電氣主接線示意

        從3臺(tái)大機(jī)組機(jī)端母線上各接1臺(tái)高壓廠用變壓器,組成10 kVⅠ段、Ⅱ段、Ⅲ段共3段母線,從施工變電所引來的10 kV外來電源接至第Ⅳ段母線上。4段母線之間均設(shè)有母聯(lián)開關(guān),母聯(lián)開關(guān)設(shè)有備用電源自投裝置。外來電源與取自機(jī)組的廠用電源之間也設(shè)有備自投裝置。

        公自用0.4 kV廠用電系統(tǒng)、照明供電系統(tǒng)和壩區(qū)0.4 kV配電系統(tǒng)均采用單母線分段接線,兩段母線之間設(shè)置備用電源自投裝置。另外,為了確保大壩安全,在壩區(qū)設(shè)置800 kW柴油發(fā)電機(jī)組,作為大壩保安及黑啟動(dòng)備用電源。

        從小機(jī)組機(jī)端母線上引接1臺(tái)廠用變壓器至10.5 kVⅣ段 4SM作為全廠廠用電備用電源。2臺(tái)照明變電源分別從10 kV Ⅰ段、Ⅲ段母線引至,3臺(tái)廠內(nèi)公/自用電及中控樓廠用電變壓器電源分別從10 kVⅠ段、Ⅱ段、Ⅲ段母線引至。從10.5 kVⅡ段 2SM、10.5 kVⅣ段 4SM各引接一回電源組成10.5 kV VI段 6SM、10.5 kV VI段 7SM壩區(qū)用電母線,兩段母線之間設(shè)有母聯(lián)開關(guān)。2臺(tái)400 V壩區(qū)用電變壓器電源分別從10.5 kV VI、10.5 kV VI段兩母線引至(見圖2)。

        圖2廠用電接線示意

        4 主要電氣設(shè)備選擇

        4.1 水輪發(fā)電機(jī)

        電站裝設(shè)3臺(tái)180 MW的三相、立軸、半傘式、空冷、同步發(fā)電機(jī)。水輪發(fā)電機(jī)型號(hào)為SF180—48/12800,額定容量180 MW/205.7 MVA,額定電壓13.8 kV,額定電流8 605.8 A,額定頻率50 Hz,功率因數(shù)cosφ=0.875(滯后),發(fā)電機(jī)效率≮98%,中性點(diǎn)接地方式為經(jīng)消弧線圈接地。

        4.2 主變壓器

        電站主變壓器額定容量210 MVA,額定電壓242±2×2.5%/13.8 kV,調(diào)壓方式為高壓側(cè)無載調(diào)壓,額定頻率50 Hz,空載電流0.1%,阻抗電壓14%~16%,連接組別為YNd11,極性為負(fù)極性,中性點(diǎn)接地方式為經(jīng)隔離開關(guān)直接接地。

        4.3 220kV GIS

        220kV GIS 額定電壓252 kV,額定電流3 150 A,額定峰值耐受電流125 kA,額定短時(shí)耐受電流及其額定持續(xù)時(shí)間50 kA(3 s),額定雷電沖擊耐受電壓(峰值)1 050 kV,相對(duì)地、相間950 kV,斷口1 050 kV;額定1 min工頻耐受電壓(有效值)460 kV,相對(duì)地、相間395 kV,斷口460 kV。

        5 電氣設(shè)備布置

        廠房布置在左岸岸邊地下,由主廠房洞室和主變洞室組成,通過交通洞及母線洞相互連接。水輪發(fā)電機(jī)組布置在主廠房洞室內(nèi),主變壓器在主變洞室內(nèi),分上下兩層布置,電氣副廠房共4層(包括電纜夾層)。勵(lì)磁變、高壓廠變、發(fā)電機(jī)出口斷路器、負(fù)荷開關(guān)柜、10 kV高壓開關(guān)柜、13.8/10 kV高壓廠變相應(yīng)地布置在EL511.80 m高程1、2、3號(hào)母線洞內(nèi)。0.4 kV低壓配電盤及10/0.4 kV廠用變布置在右端副廠房(EL521.00 m高程);220 kV GIS開關(guān)站及出線設(shè)備布置在中控樓右端GIS室(EL605.00 m高程)。

        電站壩區(qū)與廠房相距較遠(yuǎn),設(shè)置壩區(qū)變電站。為保證供電可靠,設(shè)10 kV變壓器2臺(tái)。同時(shí),設(shè)置1臺(tái)800 kW柴油發(fā)電機(jī)組作為大壩的保安備用電源。壩區(qū)變電站內(nèi)設(shè)有:10 kV開關(guān)柜與變壓器室、0.4 kV開關(guān)柜與二次屏室、柴油發(fā)電機(jī)室、儲(chǔ)油室、值班室等。

        6 結(jié) 語

        本工程設(shè)計(jì)中,充分考慮工程特點(diǎn)及其在電網(wǎng)中的作用,經(jīng)過詳細(xì)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較選定電氣主接線方案、廠用電接線方案,經(jīng)過詳細(xì)計(jì)算選擇電氣設(shè)備,并進(jìn)行布置,得到了評(píng)審專家的認(rèn)可。

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