水電站配電裝置及電氣總布置方法的分析

摘要：文章主要探討水電站配電裝置及電氣總布置方法，設備在電站中的綜合布置和裝配，將主接線圖中同一級電壓的一次設備進行集中布置和連接，以這些一次設備為主，加上有關輔助設備、土建設施等，按一定的要求和方法構成綜合電氣裝置，用以接受和分配電能，稱為配電裝置，文章將詳細對其進行分析論述。

關鍵詞：水電站；配電裝置；電氣總布置；方法分析

中圖分類號：TV734.2文獻標識碼：A文章編號：1006-8937（2011）18-0105-01

1水電站配電裝置的一般構成方法

1.1配電裝置的間隔

配電裝置是一種積木式的結構，由多個配電間隔（簡稱間隔）集合而成，故間隔便是配電裝置的最小組成部分。配電裝置的間隔大體上對應主接線圖中的接線單元。主要的間隔是進、出線間隔（有時總稱出線間隔）；還有一些附加間隔如電壓互感器——避雷器間隔、母線分段間隔、旁路間隔、融冰間隔等。

1.2配電裝置的部署

配電裝置的部署通常包括間隔之間的平面排列，間隔之內(nèi)的空間分層，以及間隔外的通道走向等。

①間隔的排列。將全部配電裝置間隔排成一列的叫單列部署，排成兩列的叫雙列部署。顯然單列部署的配電裝置狹而長，雙列部署的則短而寬。間隔之間的排列要按一定順序，一要與實際進出線的地理位置相一致，以免架空輸電線路交叉；二要盡量減少匯流母線上的電流分布以減少母線的發(fā)熱。

②間隔的分層。各間隔內(nèi)電氣設備可以在空間作分層布置，屋內(nèi)配電裝置每個間隔的電氣設備可分別布置于單層或雙層或三層樓房內(nèi)，屋外配電裝置也可用高層構架將各間隔的電氣設備在空間進行重疊分層布置。

③通道的走向。根據(jù)間隔的排列和分層情況部署通道的位置和走向。

1.3配電裝置的布置

在完成配電裝置部署的基礎上，進一步做出其結構性設計。

①間隔內(nèi)布置將各間隔內(nèi)部的電氣設備、載流導體以及輔助設備與設施（如構架、支架、遮欄、電纜溝、間隔內(nèi)通道）等，進行布置，確定各種結構與布置尺寸。

②間隔外布置。配電裝置間隔外部的通道、入口、門洞、吊物孔、電纜溝、房屋或圍墻、排水溝等土建設施，總稱為間隔外設施或簡稱間隔外，它是配電裝置的重要組成部分，對配電裝置的安全、可靠和方便等性能有一定的影響，并在裝置的總建筑面積中占有相當比例。

1.4配電裝置的圖式

配電裝置的一般構成方法最終要表現(xiàn)在其工程圖上，包括部署圖與布置圖。

①部署圖。全部間隔的排列（包括列數(shù)和順序）；各間隔的一次設備內(nèi)容（包括規(guī)格及數(shù)量）與連接；設備部署的層次；間隔外的通道。部署圖不要比例，不注尺寸。表示設備用圖形符號，其間連接只畫單線。它不是視圖，而是一種表示配電裝置部署的特別示意圖，是由主接線圖過渡到布置圖的中間性環(huán)節(jié)，在電力工程中有它特殊的使用價值。

②布置圖。這是一種工程視圖，按投影原理繪出。要講究比例，力求從圖上準確地反映出布置的實際問題。為減少制圖工作量，各種設備尤其是復雜設備的視圖可作適當簡化，但其外廓尺寸和接線柱位置仍應保持準確的比例關系。布置圖上要標注足夠的長、寬、高三個方向的主要控制性尺寸。布置圖主要有平面圖和斷面圖，相互配合以顯示出整個裝置的結構和尺寸，在必要處還可繪出細部大樣圖，用以顯示局部的詳細結構。

2水電站的電氣總布置

2.1電氣總布置的一般規(guī)律及影響因素

電氣總布置就是研討主要裝置間的相互位置關系。合理地做出電氣總布置，首先要根據(jù)上述電力生產(chǎn)流程，按順序布置各主要裝置，縮短裝置之間的距離，使布置趨于緊湊，以達到減少電能損耗、降低造價和節(jié)約用地的目的。其次要方便和改善運行環(huán)境和運行條件，并有利于電站的長期安全可靠運行。

水電站的電氣總布置一般受內(nèi)部因素與外部條件的影響和制約，所謂的內(nèi)部因素主要有電氣主接線的構成。各裝置的型式（尤其是主變臺數(shù)容量與配電裝置的型式）和裝置間的連接方式。外部條件是指電站的地形、地質和水文（如洪水位）條件，樞紐建筑物的組成，主廠房的型式和進站公路的走線等。這些內(nèi)外條件尤其外部條件干差萬別，使水電站的電氣總布置變化多樣，難以實現(xiàn)定型設計，而需因地制宜、靈活巧妙地根據(jù)具體情況，擬定各主要裝置的位置，組成不同的電氣總布置方案，再比較擇優(yōu)。

2.2各主要電氣裝置位置的分析和選擇

①主變和發(fā)電機電壓配電裝置位置的選擇。從發(fā)電機至主變，中間經(jīng)過配電裝置，電壓較低而電流較大，常采用硬母線或動力電纜連接。三者宜靠近布置以縮短連接導體的長度，同時也減少大電流回路的電能損耗。這便是常見的發(fā)電機、配電裝置和變壓器相結合的布置，即所謂發(fā)一配一變布置鏈。為了運行的方便和縮短二次電纜的長度，中控室等電氣副廠房宜與發(fā)電機電壓配電裝置及主變一起置于主廠房的同一側。再加上主變高壓側與升壓配電裝置的聯(lián)接，可見在一般正常情況下，主變實處于電氣總布置的中心和紐帶地位，它的位置大體上確定了發(fā)電機出線方向和電氣副廠房的位置。主變的位置選擇多由主廠房的型式和電站容量等參數(shù)而定，也受到地形和其他樞紐筑物的影響，現(xiàn)分述如下：其一，主變置于主廠房上游面，與安裝間鄰近并同高程。壩后式電站大壩和主廠房分離，其間有一狹長地段可供布置主變和電氣副廠房，這是小型壩后式水電站的典型布置。有時甚至把開關站亦置于該地段，但這將造成主廠房后移，增長輸水管長度。只有在受地形等條件限制，無其他更好方案時才取此下策。其二，主變置于主廠房下游面，與安裝間鄰近并同高程。無論是壩后式、河床式或引水式廠房，小型水電站因尾水肘管短，尾水平臺狹窄，不能布置主變和副廠房。但尾水渠旁邊，安裝間段下游面及其延長方向，常是主變和副廠房的理想布置地段。其三，主變置于壩頂。對于河床式小型水電站，這也就是將主變至于主廠房上游擋水墻頂面、壩頂?shù)缆返呐赃叀６l(fā)電機電壓配電裝置則置于主變的下方，常與發(fā)電機同層。其四，主變及副廠房布置在主廠房的端頭，常見于機組臺數(shù)少、容量偏小的引水式電站。副廠房和主變可布置在安裝間外端，也可布置于安裝間的相反端。但后者須在主廠房兩端間有主變搬運通道連通，例如電站采用了尾水隧洞。其五，主變與電氣副廠房脫離而靠攏開關站布置。這是一種受地形等外部條件的限制而被扭曲了的布置，它增長了主變低壓側的大電流電路，使損耗增加，并增大了母線工作量和有色金屬用量。但對于小容量的主變（例如5 000 kVA及以下），若低壓側能采用電纜送電，這種布置仍有普遍意義。

②中控室的位置。中控室既要靠近其他主要電氣裝置以縮短控制電纜走線和方便運行巡視，又要改善運行環(huán)境，包括當前小型水電站運行最為突出的噪音和酷暑高溫，以及一般的防潮、通風、采光等問題。對小型水電站，中控室的位置基本上是跟隨發(fā)一配一變布置鏈，與高壓開關柜室等組成統(tǒng)一的副廠房。首先，中控室布置高程的選擇在小型水電站中，中控室常與6.3 kV開關柜室毗鄰，靠近主廠房中部，與發(fā)電機同層布置。或者疊置于開關柜室上層，高出發(fā)電機層6 m左右。前者便于電纜布置，即在中控室開關柜室及廠用主盤的下面設統(tǒng)一的電纜夾層，既縮短電纜走線，又節(jié)省電纜土建工程。后者要分別在中控室和開關柜室等的下面設置不同高程的兩個電纜夾層，其間用電纜豎井相溝通。但由于中控室位置的升高和偏中，對隔離機房的噪音和高溫有利。其通風、防潮和采光等方面也有很大改善。這對于發(fā)電機層高程較低的河床式水電站尤為明顯。其次，中控室脫離配電裝置等的布置在小型河床式水電站，如果主變置于上游擋水墻頂面，若中控室跟隨主變等置于主廠房擋水墻下，此處環(huán)境潮濕，一般需建造防潮夾層，面積也較狹窄。此外，其通風、防暑、采光、隔音等條件也較差。升高中控后情況有所改善。但更可以脫離開關柜等一次裝置，單獨按改善運行環(huán)境的要求選擇中控室的位置，例如升高高程置于安裝間段下游面。

3結語

綜上所述，在配電裝置的布置安裝過程及電氣總布置的過程中，技術人員需要按部就班，有目的有計劃的進行，嚴格按照安裝程序進行，這樣才能確保裝置安裝的安全性。

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