水電站改造中電氣設備的選型和布置

江吉生

摘 要：在20世紀六、七十年代，我國建設了一大批中、小型水電站。為邊遠地區經濟發展提供了能源，使鄉鎮工業有了堅實的基礎。當時建成的電站到目前為止已運行30多年從2011年開始，根據水利部的統一部署，吉林省陸續對已運行多年的水電站進行增效擴容改造。更新陳舊設備，改善機組運行性能，提高效率，增加年發電量。該文介紹了泉陽、西溝、朝陽水電站電氣屏柜設計，結合工程實踐，論述了電氣屏柜選型、電氣設備布置等內容。

關鍵詞：水電站 增效擴容 電氣設備 開關柜選型 設備布置

中圖分類號：TV74 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）11（a）-0081-01

1 概述

當時建成的電站到目前為止已運行30多年。電氣設備陳舊、技術落后，不能滿足電站安全運行要求，尤其是已超過使用年限，已被國家列入機電設備淘汰產品型號目錄的電氣設備，維修部件難以購置，無論是操作性能及安全保障率都難以適應電站的運行。

電站周邊的地理環境也發生變化。國民經濟發展對清潔能源、可再生能源的需求，為提高水電站綜合能效和安全性能、促進水資源合理利用、維護河流健康，老電站增效擴容改造已刻不容緩。

2 老電站存在的問題

老電站建設的年代，我國經濟尚欠發達，建設資金緊張。按著當年的設計理念，建設追求“多、快、好、省”，電站廠房緊湊。在高溫、強噪音的條件下，對值班運行人員的工作環境無特殊要求。電氣設備室普遍狹小，有的已無法滿足新頒布的規程、規范對安全間距的要求。在上個世紀，我國的科技還處在發展階段，機電產品不完善，電氣設備選型范圍小。加上當時的特殊條件，為了加快建設速度，邊設計、邊施工。在老電站中大量使用非標準電氣屏柜。

隨著我國水電事業的發展，水電站建設日漸成熟，修訂和新頒布許多國家及行業標準。除強化提高配電裝置對建筑物及構筑物的要求外，對消防、采暖通風也提出新的要求。為保障勞動者的安全和健康，對水利水電工程勞動安全與工業衛生設計也有相關規定。[1]

3 整改措施

在老電站改造中，應從實際出發，因地制宜，充分利用水電站原有的設備和設施。更新改造部分根據電站的結構特點選擇技術先進、經濟合理、運行維護方便的電氣設備。

在電氣設備布置時，結合現有布局優化組屏。由于在老廠房施工改造，電氣設備布置必須根據廠房的室內尺寸及設備的布置形式，按照機電設備運行維護方便，盡量減少工程量、縮短連接電纜長度，以及機組與屏位置相對合理等原則進行布置。[2]充分利用原有的電氣設備基礎和電纜夾層、電纜溝等建、構筑物，應滿足《水利發電廠廠用電設計規程》（DL5164-2002）、《高壓配電裝置設計技術規程》（DL5352-2006）等規范的要求：

泉陽水電站1972年竣工，電站廠房建在山洞內，高壓開關柜與低壓配電柜、直流電源裝置、計量屏、機組保護屏等集中在電站中控室安放，不符合《水力發電廠廠用電設計規程》、《水利發電廠機電設計規范》。在本次改造中，將中控室下面的一間房間作為高壓開關柜室專用，為克服空間狹小，設計人員在高壓開關柜選型時，結合現有布局優化組柜。要求設備中標廠家提供靠墻安裝的XGN型固定式柜，從而保證的運行值班人員的操作維護通道。

電站的勵磁屏背面距墻偏窄，設計人員與勵磁設備廠家協商，在保證屏內設備電氣間距、散熱的前提下，將原有屏深800mm改成600mm。這樣既保證了在屏前整齊、美觀，又增加了屏背面的維護通道寬度。

西溝水電站建成與1994年，原有的6.3 kV高壓開關柜型號為GG-1A型，已超過使用年限，柜頂母線為敞開式，屬淘汰柜型。柜內斷路器為少油斷路器，經常漏油，無論是操作性能及安全保障率都難以適應電站的運行。更新改造后采用KYN手車型高壓開關柜，本次改造中采用標準配置。比原來設備多2面柜。設計人員在現場發現，由于斷路器粗大笨重，原有的GG-1A型開關柜比新型號設備寬，經現場測量高壓開關柜室長度后，在利用原有電纜溝基礎上，重新布置KYN型手車柜，滿足運行維護的要求。

朝陽水電站1981年并網發電，是低壓發電機組，只有主廠房，無附屬房間。原有機組出線柜、變壓器柜和廠用用電柜等設備全部布置在機旁。根據電力系統要求，電站須增設幾面保護屏。廠房內發電機層面積無法滿足控制屏間距離和通道寬度要求，我們查閱朝陽電站原始資料，電站主廠房高7.4m，初擬在主廠房一側增設二層間隔，經水工、金屬結構專業人員核算，滿足荷載要求后，在間隔上布置主變、線路保護屏。屏基礎與二層間隔內鋼構架及主廠房接地網可靠連接，完成工作接地。為減少操作引起動負荷，間隔上不再布置內含斷路器的屏柜。

4 結語

中小型水電站在國民經濟特別是農村經濟發展中占有十分重要的位置，電氣設計人員在工作中要把握科學技術的發展方向，遵循生態、節能、環保的設計理念，使設計具有前瞻性。水電工程是百年大計，我們一定要通盤思考。上面3個水電站改造工程現已進入施工安裝階段，不久就將竣工發電，為當地發展做出新的貢獻。

參考文獻

[1] 卓樂友.《電力工程電氣設計200例》水利電力出版社，2004年6月.

[2] 強堯臣.《小型水電站機電設計手冊》（電氣一次）水利電力出版社，1996年6月.

[3] 《水利發電廠廠用電設計規程》（DL5164-2002）.endprint