淺談枋洋水電站電氣控制與設計分析

　　 摘要：水電站一般都采用設備較先進、自動化程度較高的貫流式機組電站。本文論述枋洋水電站電氣控制和初步設計分析階段要點及在設計階段中，電氣方面所完成的設計內容。目的是為了電站在今后的運行中，避免不足之處，友善提醒有關部門認真負責，加強全面質量管理，提高質量意識。
　　關鍵詞：發電機 電氣設備 設計分析枋洋水電站
　　中圖分類號：TP2文獻標識碼：A文章編號：1672-3791(2011)06(c)-0000-00
　　1水電站主要電氣設備介紹
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　　1、進行能量轉換的設備：發電機G、變壓器T、電動機
　　2、開斷電路的開關設備：斷路器QF、隔離開關QS、熔斷器FU、負荷開關
　　3、交換電路電氣量，隔離高壓的設備：電壓互感器PT、電流互感器CT
　　4、限制電流和防止過電壓設備：電抗器、避雷器
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　　1、用于反映不正常工作狀態：繼電器、信號裝置
　　2、測量電氣參數的設備：儀表、示波器、錄波器
　　3、控制及自動裝置：控制開關、同期及自動裝置
　　4、連接電路的導體：控制電纜、小母線、連接線
　　2 水電站電氣控制的設計階段
　　水電站，集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調節天然水流的流量，并將它輸向水輪機，經水輪機與發電機的聯合運轉，將集中的水能轉換為電能，再經變壓器、開關站和輸電線路等將電能輸入電網。水電站電氣控制的設計階段，應按照設計任務書及有關的電站技術設計標準的要求，當把地區的配電系統規劃作為參考擬制出幾個方案。水電站電氣控制的設計階段重點包括從電力負荷現狀、發展、電力電量預測等方面，來研究電站的規模，系統連接方式及電站的可行性、必要性、在系統中的作用。以及重點完成電站接入電力系統設計或直接供電方案的考慮，電氣主接線、短路電流計算、廠用電接線、過電壓保護、接地、照明等。而防雷接地、繼電保護、通信等方案設計，則為上級部門的初步審批提供理論依據。漳州枋洋水利樞紐工程是集農業灌溉、城市供水、發電、防洪為一體的大型水利樞紐工程，建設內容有電站引水系統、發電廠房、溪口閘壩、引水隧道等。電站的設計不僅考慮電站運行方式主要擔任基荷在可能條件下利用余水發電，擔任漳州廈門地區部分峰荷，還要考慮水庫擔任廈門城市第二水源的任務。（總庫容1．25億立方米，電站總裝機容量2萬千瓦，多年平均發電量6060萬千瓦時。）
　　3水電站電氣控制的設計分析
　　（一）水輪機與發電機
　　1、水輪機：水輪機的設計和制造應根據水電站的特點和基本參數決定，并且慎重選擇水輪機的型式和主要參數，保證水輪機能夠安全可靠運行并獲得最佳的經濟效益。水輪機主要考慮到水電站廠房布置的要求以及與水輪發電機、調速器、進水閥之間的相互關系。水輪機必須實現計算機監控、監測振動、擺度的功能，必須保證正常開機和停機；處于備用狀態，隨時可以啟動投入；當運行中發生故障時能及時發出信號、警報或停機。
　　2、發電機：發電機并網后，就可以向電網輸送電能，由于電能的發電、供電和用電基本上是在同一瞬間完成，因此必須保持系統功率的平衡，發電機正常運行時，由于系統負荷發生變化，運行人員應按照給定的負荷曲線或調度命令，及時對發電機的有功和無功進行調整。水電站的發電機多為凸極式同步發電機，在運行期，電站可按調度的要求，或根據實際情況發送有、無功，讓水流豐富的電站多發有功。同時考慮到設備的安全性。
　?。ǘ┳儔浩鳎弘S著發電設備的設計和制造技術的發展，考慮到許多電站的發電機均有設置最大容量的要求，因此需要有相應的大型變壓器設計和制造技術相匹配。選擇的主變壓器的主要考慮的因素是：額定容量、額定電壓、接線組別和絕緣水平。為了限制單相短路電流，宜采用變壓器中性點經小電抗器的接地方式，只要小電抗器選擇適當就可以起到變壓器中性點部分接地的作用。因此變壓器中性點的接地方式應根據諸方面的影響因素進行綜合的技術經濟分析和比較后加以確定。
　?。ㄈ╅_關站：開關站是水電站的主要組成部分，開關站的選型和布置對電站樞紐布置、電氣主接線選擇、施工工期、運行維護及設備和土建投資都有直接影響。高壓開關站目前主要采用的型式有敞開式設備、混合式、封閉開關柜等。在設備選型中，應考慮設備的一次投資，使電站的電氣設備投資更加合理，另外，要考慮電站的運行費用、事故損失費用等。水電站所在的地區和環境差異大，開關站選型應因地制宜，滿足地震地區和高海拔地區的特殊要求，以保證導體和電氣設備安全運行。在開關站選型時，應充分考慮電氣主接線的可靠性、靈活性和經濟性，并利于主接線的簡化。由于開關站運行電壓高，應充分考慮無線電干擾和靜電感應場強以及輻射的影響。由于水電站受地形和地質條件的影響較大，每個電站布置方式差異較大，因此，在開關站選型時，應結合電站實際情況和樞紐布置，合理的進行選型。
　　4水電站在設計工作中的注意事項
　?。ㄒ唬┰陂_關站選擇和比較中，應結合電氣設備的發展和造價的變動，使選擇的方案技術先進并達到經濟合理的效果。
　?。ǘ┰诜制诤透臄U建高壓開關站設計選擇中，應考慮施工干擾和停電損失費用以及發生意外事故的費用。
　?。ㄈ┰陂_關站選型比較中，應考慮30年的運行費用和事故損失費用。
　　（四）在設計中，應注意地理環境條件對施工的影響，合理并有計劃的安排工期。
　　（五）在進行布置時，應考慮其對進出線回路影響。
　　（六）在設計中應積極采用無污染或減少污染的新技術、新工藝、新設備，應防止排放的廢水、設備噪音對周圍生態環境的影響。
　　5結束語
　　 廈門城市第二水源枋洋水利樞紐工程，電站總裝機容量2萬千瓦，主接線及其接入方式、短路電流計算、高低壓電氣設備的工作原理與選擇應用、配電裝置及電氣布置、防雷保護等電氣一