淺談水電站電器主設(shè)備的選擇與電器主接線的設(shè)計(jì)

嚴(yán)彭杰

（中國(guó)葛洲壩集團(tuán)機(jī)電建設(shè)有限公司，江西 靖安330603）

1 水電站電器主設(shè)備的選擇

1.1 變電器的選擇

一般來(lái)說(shuō)水電站打變壓器都是接在發(fā)電機(jī)電壓測(cè)的近區(qū)和廠用電負(fù)荷很小的，但是吧有的水電站是沒(méi)有近區(qū)負(fù)荷的。假設(shè)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接有較大的近區(qū)負(fù)荷時(shí)，變壓器的容量就要根據(jù)發(fā)電機(jī)電壓側(cè)最小負(fù)荷時(shí)，將水電站所有剩余的有功功率和無(wú)功功率進(jìn)行選擇，在對(duì)變電器選擇時(shí)會(huì)充分考慮這些因素。現(xiàn)階段我們多會(huì)采用三相變電器或者是單相變電器，在330KV及以下的水電站一般都會(huì)采用三相變壓器，而一些電廠則多選擇單相變壓器，因?yàn)樽儔浩鞯闹圃鞐l件會(huì)直接影響變壓器的質(zhì)量。同時(shí)，在選擇變壓器時(shí)，還要考慮好運(yùn)輸條件。

水電站變壓器的選著一定要考慮到變壓器繞組鏈接方式的選擇。進(jìn)行變壓器的選擇時(shí)要考慮到水電站整體的系統(tǒng)電壓，若變壓器的繞組鏈接方式與系統(tǒng)電壓不相一致，會(huì)導(dǎo)致二者不能并列運(yùn)行。現(xiàn)階段根據(jù)水電站的實(shí)際情況多會(huì)選擇星形和三角形，根據(jù)實(shí)際安裝過(guò)程可以分為三YO連接方式、Y連接方式以及△連接方式。水電站變壓器的調(diào)試方式主要有兩類，一類是無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓，另一類則是有載調(diào)壓。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓的變壓器調(diào)壓范圍相對(duì)較小，但是屬于性價(jià)比相對(duì)較高的。有載調(diào)壓的變壓器調(diào)壓范圍相對(duì)較大，并且可以向系統(tǒng)進(jìn)行傳輸，同時(shí)還可從系統(tǒng)倒送功率，但是其價(jià)錢相對(duì)較高，并且功率也較大，過(guò)分消耗能源。

1.2 電氣設(shè)備的選擇

進(jìn)行電氣設(shè)備的選擇是水電站電器主設(shè)備選擇的重要環(huán)節(jié)，正確的進(jìn)行選擇電氣設(shè)備能更好的使水電站進(jìn)行正常供電的重要因素。一個(gè)號(hào)的電氣設(shè)備一定要具備正常的額定電壓和額定電流。一般情況下電氣設(shè)備的最高允許工作電壓為1.15Ue，這是指通常的220KV及以下的電器設(shè)備，通常我會(huì)選擇電氣設(shè)備的額定電壓不低于裝設(shè)地點(diǎn)電網(wǎng)的額定電壓Uew：Ue≥Uew。額定電流是指水電站在進(jìn)行選擇電氣設(shè)備時(shí)的額定電流Ie，Ie值是不能低于裝設(shè)回路時(shí)的做大客持續(xù)工作電流的。在進(jìn)行裝設(shè)回路的過(guò)程中一定要將回路中各種運(yùn)行方式下的持續(xù)工作電流。變壓器回路則是要充分的考慮到電壓在降低過(guò)程中，所出的力是否可以保持不變。

水電站電器主設(shè)備的電氣設(shè)備選擇要注意斷路器和隔離開(kāi)關(guān)的選擇。電氣設(shè)備中的高壓斷路器是重要的設(shè)備之一。斷路器在設(shè)備或者是線路發(fā)生故障時(shí)，起到快速切除故障，保護(hù)電氣設(shè)備。斷路器在進(jìn)行合閘時(shí)時(shí)良導(dǎo)體，在跳閘時(shí)時(shí)絕緣體，有效的延長(zhǎng)電氣設(shè)備的壽命。根據(jù)現(xiàn)代水電站的發(fā)展趨勢(shì)，在選擇斷路器時(shí)一定要選擇超高壓和特高壓的斷路器。隔離開(kāi)關(guān)是高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備的一種，是用來(lái)進(jìn)行電源的隔離，是用來(lái)進(jìn)行倒閘操作的，可以改變小電流電路。根據(jù)實(shí)踐維修過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行隔離開(kāi)關(guān)選擇的過(guò)程中，一定要滿足相應(yīng)的條件，隔離開(kāi)關(guān)要具備較為明顯的斷開(kāi)點(diǎn)，這樣可更好地鑒別設(shè)備是否與電網(wǎng)隔開(kāi)，以免造成不必要的操作錯(cuò)誤。隔離開(kāi)關(guān)的斷電之間一定要有足夠的絕緣距離，可有效保證過(guò)電壓與相間閃絡(luò)時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)擊穿或者危機(jī)工作人員安全的事故。隔離開(kāi)關(guān)一定要具備較強(qiáng)的穩(wěn)定性、動(dòng)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和絕緣強(qiáng)度，這樣才能保證電氣設(shè)備的正常工作。隔離開(kāi)關(guān)在進(jìn)行跳閘和合閘的同步過(guò)程中要有較好的同期性，要有好的同步速度，以此來(lái)降低操作過(guò)程中出現(xiàn)的過(guò)電壓。進(jìn)行隔離開(kāi)關(guān)的設(shè)計(jì)時(shí)要簡(jiǎn)單，但是動(dòng)作要可靠。

2 水電站電器主接線設(shè)計(jì)

2.1 水電站電器主接線設(shè)計(jì)的基本要求

水電站的電器主接線是整個(gè)設(shè)計(jì)中的主體部分，在進(jìn)行水電站電器主接線的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮以下幾方面因素：

1）要考慮水電站電器主接線設(shè)計(jì)的可靠性，考慮到水電站都是建在水庫(kù)附近，因特殊的地理位置而有所限制，所以在建造水電站時(shí)要根據(jù)范圍的廣泛性進(jìn)行可靠性選擇，范圍廣的地方就要選擇可靠性高的主接線設(shè)計(jì)方法，相對(duì)范圍較窄的地方則要選擇可靠性低的主接線設(shè)計(jì)方法。負(fù)荷的性質(zhì)，主接線的可靠性還要考慮到水電站的運(yùn)行方式和負(fù)荷的性質(zhì)，根據(jù)水電站自身的運(yùn)行方式進(jìn)行負(fù)荷性質(zhì)的選擇。水電站主接線設(shè)計(jì)的過(guò)程一定要考慮到相應(yīng)設(shè)備的制造水平，構(gòu)建主接線的一次設(shè)備及相應(yīng)的控制盒保護(hù)它二次設(shè)備的制造水平的可靠性是可以決定主接線的可靠性的，設(shè)備的差異會(huì)影響到水電站主接線設(shè)計(jì)的最終實(shí)用性

2）在考慮到主接線線路的靈活性。水電站的主接線應(yīng)該可以適應(yīng)整個(gè)水電系統(tǒng)的各種運(yùn)行方式。主接線的設(shè)計(jì)一定要考慮到擴(kuò)建的方便性，水電站建設(shè)完成后，還會(huì)出現(xiàn)一些設(shè)備線路的工程，所以要靈活方便設(shè)計(jì)主接線。

2.2 水電站電器主接線設(shè)計(jì)的主要原則

水電站主接線設(shè)計(jì)是要進(jìn)行雙母線接線和雙母線分段接線：雙母線接線設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是：在進(jìn)行檢修任一組母線可不影響正常供電，在進(jìn)行任一組母線隔離開(kāi)關(guān)時(shí)，只進(jìn)行斷開(kāi)該段線路即可。當(dāng)正在工作的母線出現(xiàn)故障時(shí)，可以將其它的回路轉(zhuǎn)移到備用的母線上，進(jìn)而能夠迅速的恢復(fù)供電。在進(jìn)行檢修任一回路的斷路器時(shí)，可以將檢修的斷路器位置跨到另一條線路進(jìn)行連接，進(jìn)而不用中斷正常的供電過(guò)程。一些需要進(jìn)行獨(dú)立檢修的主接線可以將其進(jìn)行獨(dú)立的接至備用母線上。水電站的供電功率是110K—220KV，其送電距離都是相對(duì)較遠(yuǎn)的，在進(jìn)行主接線的設(shè)計(jì)時(shí)一定要考慮到主接線的檢修。進(jìn)行斷路器或者是母線檢修時(shí)，是需要停電的，母線在進(jìn)行檢修的過(guò)程越長(zhǎng)停電的面積與時(shí)間就會(huì)增大和加長(zhǎng)，所以在進(jìn)行水電站主接線設(shè)計(jì)時(shí)一定要在其傍邊設(shè)計(jì)安裝處專用旁路斷器和旁路母線。

水電站主接線設(shè)計(jì)的雙母線分段接線是指將雙母線分段運(yùn)行，兩個(gè)元件之間可完全分別連接在不同的母線上的。這樣的設(shè)計(jì)手法對(duì)大容量的聯(lián)系設(shè)備系統(tǒng)間是十分有利的，進(jìn)行雙母線分段接線是一種傳統(tǒng)主接線設(shè)計(jì)的延伸。水電站主接線的雙母線分段接線可以有效的保護(hù)供電的暢通，并且能在發(fā)生事故的時(shí)候快速排除故障。并且能較為容易實(shí)現(xiàn)分段的擴(kuò)建主接線。

進(jìn)行水電站主接線的設(shè)計(jì)一定要充分的考慮到線路，要考慮到安裝過(guò)程中的線路位置，同時(shí)要考慮到當(dāng)主接線出現(xiàn)故障時(shí)，能及時(shí)快速的進(jìn)行維修，這是進(jìn)行水電站主接線設(shè)計(jì)的重要原則。

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