金寨流波水電站電氣一次設計

摘要:文章簡要介紹了金寨流波水電站的電氣一次設計，對電站的電氣主接線的選擇、廠用電及壩區(qū)供電等進行描述。

關鍵詞:電氣主接線;廠用電;變電站;過電壓;接地;照明

中圖分類號:TV734文獻標識碼:A文章編號:1006-8937(2009)14-0135-02

流波水電站是燕子河水電站梯級開發(fā)中的末級電站，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)電廠房位于響洪甸水庫庫尾，距響洪甸大壩16km，距縣城梅山鎮(zhèn)約55 km。電站總裝機容量2×12.5 MW，年利用小時數(shù)為2811 h。電站按少人值班控制方式設計，采用計算機監(jiān)控系統(tǒng)控制。

1電站接入系統(tǒng)及電氣主接線的選擇

1.1電站接入系統(tǒng)

電站作為地方電網(wǎng)的骨干電站，主要承擔調峰任務。電站附近無近區(qū)負荷，而距本站約10 km處有青山110 kV變電所。因此經(jīng)過線損和電壓損失的核算并征得金寨縣水電局同意，電站出線采用一回110 kV電壓等級架空輸電線路接入青山110 kV變電所，并由該110 kV變電所接入系統(tǒng)。

1.2電氣主接線的選擇

流波水電站裝機兩臺，單臺容量12.5 MW，以一回110 kV輸電線路接入青山110 kV變電所。發(fā)電機與變壓器之間的連接可采用一機一變單元接線或二機一變擴大單元接線。若采用發(fā)電機──變壓器組擴大單元接線，當主變壓器及其高壓側電氣設備故障或檢修，將造成全站停發(fā)。考慮到本電站容量中等，在系統(tǒng)中擔任調峰任務，在地方電網(wǎng)中為一重要電源。因此，本站不采用擴大單元接線，采用一機一變單元接線，設發(fā)電機出口斷路器。

一機一變單元接線的優(yōu)點是接線最簡明清晰;故障影響范圍最小，運行可靠、靈活;布置最簡單;繼電保護也簡單。發(fā)電機與主變壓器之間裝設斷路器，適應水電站頻繁調峰的要求，也符合有關規(guī)范的規(guī)定。裝設發(fā)電機斷路器還提高了廠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側接線考慮單母線接線(如圖1)和角型接線(如圖2)兩個可行方案進行比較。

單母線接線方案具有接線簡單清晰，高壓側斷路器少，開關站布置簡單，開停機方便，一臺主變故障或檢修不影響另一臺主變的正常運行，繼電保護配置和控制簡單，投資省等優(yōu)點，缺點是高壓側母線故障或檢修將造成全站停運。

角型接線方案的優(yōu)點是:任一臺高壓側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，一臺主變檢修或故障不影響另一臺主變的運行，廠用電可靠性高。缺點是:高壓側設備較多，因而接線、布置較為復雜，切除一臺主變需動作二臺斷路器，顯得比較煩瑣，繼電保護和控制復雜，變電站占地面積大，投資大。

綜合以上分析，結合本站的特點，110 kV側接線方案選定單母線接線。

2廠用電及壩區(qū)供電

①供電范圍。電站廠區(qū)供電范圍主要包括電站內機組自用電及油、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水口用電和溢洪道閘門用電。②廠區(qū)及壩區(qū)供電。電站廠區(qū)供電電源直接取自發(fā)電機機端，從每個發(fā)變組單元的10 kV機壓母線上分別引接一臺廠用變壓器。同時保留10 kV施工電源，作為兩臺機組都停運時的備用廠用電源。

廠用電母線采用單母線分段接線，電壓等級為0.4 kV。兩臺引自機壓母線的廠變分別接入母線的I段、II段，備用廠變接入分段母線(III段)，正常運行時兩段母線相互獨立，備用廠變處于備用狀態(tài)。當任一臺廠變因故退出時，備用廠變自動投入;當電站停運時，分段開關全部閉合，備用廠變同時接入兩段母線。備用廠變與機壓廠變間設并列運行閉鎖裝置。壩區(qū)距廠房較遠，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)變壓器高壓側采用線路-變壓器組接線，低壓側采用單母線接線。

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和線路出線方向，變電站布置在距廠房東北側。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出線開關間隔。出線間隔沿110 kV母線方向布置。整個變電站占地面積約1 309 m2 (38.5 m×34 m)。

4過電壓保護

電站位于山區(qū)，雷暴日約50 d，對防雷要求較高，因此采用以下措施對電站的電氣設備進行保護。①直擊雷的保護。電站主副廠房、進水閘和溢洪道啟閉機房等建筑物屋頂敷設避雷帶保護對其進行直擊雷保護;對變電站和110 kV線路，設避雷針保護和避雷線進行直擊雷保護。②避雷器的配置。發(fā)電機至主變低壓側母線上的適當位置增裝一組避雷器。110 kV母線上均裝有一組氧化鋅避雷器。在主變中性點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，還在主副廠房和開關站的基礎下面埋設水平接地。各部份接地網(wǎng)間，用不少于兩條40×4 m的扁鋼連通，組成全廠總接地網(wǎng)。所有儲油設施和主用電設備，均按接地規(guī)程要求接入總接地網(wǎng)。廠區(qū)以外的壩區(qū)、進水口、調壓井等處需要接地的工程，在其附近設接地裝置。{2}接地電阻值的確定。電站最高出線電壓110 kV，為中性點直接接地系統(tǒng)。總接地網(wǎng)的接地電阻值按規(guī)程應不大于0.5 Ω。廠區(qū)以外的壩區(qū)、進水口和調壓室等處需要接地的工程，其接地電阻值不應大于4 Ω，各直擊雷保護設施的接地電阻值不應大于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，其余全部由廠用電源供給，當發(fā)生事故交流電源消失時，事故照明立即切換至直流電源上。

廠房內的照明光源以高效鹵素燈、節(jié)能熒光燈為主。各配電室和輔助房間采用節(jié)能熒光燈。屋外變電站內的主干道兩側設庭院式道路燈，作為裝飾及夜間巡視時的輔助照明。

參考文獻:

[1] 水電站機電設計手冊編寫組.水電站機電設計手冊.北京[M].北京:電子工業(yè)出版社，1989.

[2] DL/T5186-2004，水力發(fā)電廠機電設計規(guī)范[S].