團魚浪電站電氣主接線方案設計

王 敏,陳德潤

(黔南布依族苗族自治州水利水電勘測設計研究院，貴州 都勻 558000)

團魚浪電站電氣主接線方案設計

王 敏,陳德潤

(黔南布依族苗族自治州水利水電勘測設計研究院，貴州 都勻 558000)

隨著現代社會經濟的發展和水利科學技術的進步，人類對于水能資源開發利用的程度越來越高，調節水資源、利用水能、開發水利的要求越來越高。電氣主接線是小型水電站電氣部分的主體，它與電力系統、樞紐條件、電站動能參數以及水電站運行的可靠、經濟性等密切的關系。小型水電站電氣主接線由發電機、變壓器、斷路器、互感器以及連接導體所組成，，它反映小型水電站的電能從生產、輸送到分配的過程。小型水電站電氣主接線方案的選擇是小型水電站電氣設計的首要環節，必須緊密結合所在電力系統、用戶的要求和水電站的實際情況，在保證供電可靠、安全和電能質量的前提下，全面地分析有關影響因素，正確處理它們之間的關系。主接線應簡單、清晰，運行靈活，操作維護方便，經濟上合理，運行費用低。綜合評價各項技術，合理確定電氣主接線方案是十分重要的。

團魚浪電站；接入系統；電氣主接線；廠用電

1 電站概況

團魚浪電站位于貴州省都勻市壩固鎮境內馬尾河上，清水江上游河段，是市級興建和管理的地方電站。電站最終裝機容量3×1000 kW，保證出力750 kW，多年平均發電量985.5萬 kW·h，年利用小時數3285 h；上游有桃花電站，具有月調節性能，2016年建已成發電。本電站是一座壩后式電站(大流量低水頭電站)，設計水頭7m ，最大水頭7.5 m，最小6.8 m，設計引用流量3×13.7m3/s,選用ZDK400—LJ—200型軸流定槳式水輪機，發電機型號SF1000-24/256。

2 電站接入系統

根據目前實際情況，團魚浪電站周圍已在市電網的覆蓋下，因此電站不設置自供負荷區，僅考慮上網。電站距壩固鎮35kV變電站2.8km，送入系統最大容量為3000kW。根據規范要求，通過輸送電壓等級技術方案比較后確定電壓為10.5kV，考慮到線路要經過鄉鎮周邊，為安全起見，導線選用截面為150mm2的架空絕緣線，采用JKLYJ—150架空絕緣線作10.5kV輸電線路導線，最大負荷時電壓損失小于5%。主變壓器采用無激磁調壓變壓器，變比為11±2×2.5%/6.3kV,即可滿足電力系統要求。發電機額定功率因數為0.8以滿足系統無功平衡。

3 電氣主接線

與電站電氣主接線設計相關的因素很多，根據電力系統、用戶的要求和該電站的實際情況，本電站主要考慮主變的配置、配電裝置選型、繼電保護和控制方式，在安全、可靠和保證電能質量的前提下，要求接線簡單、清晰、操作維護方便，接線具有一定的靈活性，滿足水電站初期發電及最終規模的運行要求，保證技術先進，經濟合理[1-2]。

表1 輸送電壓等級技術方案比較表

3.1 電氣主接線的基本要求與設計原則

水電站在電力系統中的地位和作用是決定電氣主接線的主要因素。水電站是大型水電站、中型水電站、小型水電站。本電站屬于小型水電站對系統的影響很小，可以忽略不計。因此對其電氣主接線在保證供電可靠和運行安全的前提下，要求接線簡單、清晰、操作維護方便，接線具有一定的靈活性和經濟性。團魚浪電站電氣主接線見圖1。

圖1 團魚浪電站電氣主按線

根據水能計算成果團魚浪電站最大裝機為3000kW；考慮水輪發電機的效率、水輪發電機及其電機設備問題，建成后團魚浪電站總裝機為3×1000kW,屬于小型水電站。

3.2 接線方案選擇

方案一：發電機為高壓機組，三臺發電機通過電力電纜進入6.3kV出口開關柜，后進入6.3kV母線，6.3kV母線共用一回，由6.3kV母線通過主變進口開關柜和電力電纜進入主變低壓側，通過變壓器升壓至10kV后，通過電力電纜一回引至10kV開關柜，再通過電力電纜引出進入10kV線路。

方案二：發電機為高壓機組，二臺發電機通過電力電纜進入6.3kV出口開關柜，后進入6.3kVⅠ段母線，在由6.3kVⅠ段母線通過1#主變進口開關柜和電力電纜進入1#主變低壓側，通過1#主變升壓至10kV后，通過電力電纜和1#主變出口開關柜進入10kV母線；另一臺發電機通過出口開關柜后直接接入另一臺主變低壓側，另一臺發電機通過電力電纜進入6.3kV出口開關柜，后進入6.3kVⅡ段母線，在由6.3kVⅡ段母線通過2#主變進口開關柜和電力電纜進入2#主變低壓側，通過2#主變升壓至10kV后，通過電力電纜和2#主變出口開關柜進入10kV母線；通過變壓器升壓后進入10kV母線，二臺主變共用一回10KV母線，由10KV母線引一回出線經開關柜引入系統[3-5]。

對兩種方案進行技術經濟比較，比較指標見表2。

表2 主接線方案比較

由于本電站屬于小型水電站，在系統中的地位并不重要，影響很小，作用不大，可不考慮對系統的影響。只考慮電站本身，經過技術經濟比較后可見，兩方案均能滿足技術要求，方案一所用電氣設備比方案二少，接線簡單，占用場地小，投資省，但方案一運行靈活性不如方案二靈活。方案一靈活性差，主要表現為主變檢修時，三臺機組均不能發電上網，方案二靈活性較好，主要表現為當一臺主變故障或檢修時，仍然有一至二臺發電機能發電上網，不會影起全站停電，靈活性要好于方案一。經過經濟技術比較后，推薦方案二作本次團魚浪水電站電氣主接線的設計方案。團魚浪電站電氣主接線如附圖：

發電機電壓側采用兩段母線接線，10 kV側采用單母線接線，2臺廠用變壓器分別接入6.3 kV和10 kV母線上，這就是電站的電氣主接線。

發電機電壓側采用兩段母線接線形式，1、2號發電機接Ⅰ段母線，3號發電機接Ⅱ段母線，接線簡單明了，運行方便靈活。 10kV側采用單母線接線形式，斷路器數量少，全部電氣設備均采用戶內式布置，開關站采用戶內式布置，升壓站采用戶外式布置，布置簡單，占地面積小，經濟等優點，10kV出線采用電力電纜出線，相對簡單，對地形的要求不高。發電機、變壓器和10kV出口出線操作均由斷路器來完成，不用隔離開關進行倒閘操作，相對提高供電的可靠性，減少了事故的發生率和運行成本，減輕了運行人員的勞動強度，增加了電站運行的靈活性，減小投資。

4 廠用電

根據規定中小型水電站必須有2 個獨立的廠用電源，為此，本電站是從6.3 kV母線和10 kV母線分別引接2 個廠用電源，接2 臺廠用變壓器，單臺廠用變容量按最大廠用負荷的0.60倍同時率選擇，2 臺廠用變壓器互為備用。當一臺廠用變故障或檢修時仍有一臺廠用變在工作，從而保證有一個廠用電源對全廠供電，提高了廠用電的可靠性。6.3 kV和10 kV廠用變壓器高壓側采用成套高壓開關柜進行保護，相對提高廠用電的可靠性。

本電站的廠用負荷均為低壓負荷，采用380V/220V低壓電壓供電，裝有備用電源自動投入裝置，廠用總盤及饋電盤采用GGD型低壓配電屏。全部采用單層式輻射供電。

5 結 語

為了實現小型水電站電氣主接線在保證供電安全、可靠和電能質量的前提下，要求接線簡單、清晰，操作維護方便、運行靈活，占地面積小，經濟合理，出線簡單，出口和出線操作均由斷路器來完成，不用隔離開關進行倒閘操作，相對提高供電的可靠性，減小投資，降低電站運行成本。選好小型水電站電站主接線，可很好地提高水能的開發效率和充分利用水能，提高電站發電保證率，實現電站現代化管理、保障電站持續發展有著重要意義。

[1]劉家明.白蓮崖水電站電氣主接線選擇[J].中國科技縱橫，2012(07)：49-52.

[2]趙鑫，王建華.彭水水電站機電設計[J].人民長江，2012,26(01)：66-67.

[3]包曉暉.水電站電氣主接線方案的多級模糊綜合評判[J].水電站設計，2011(06)：98-100.

[4]馮趙云.柏香林水電站的電氣主接線選擇[J].中國水能及電氣化，2013(04)：51-52.

[5]楊軍，羅海.積石峽水電站電氣主接線方案選擇[J].水力發電，2012(11)：59-60.

1007-7596(2017)10-0107-03

TM63

B

2017-09-25

王敏(1963-)，男，四川閬中人，工程師，從事水電站電氣及自動化工作；陳德潤(1978-)，男，湖北黃梅人，工程師，從事水電站水力機械設計工作。