貫流式水電站廠用電設(shè)計(jì)的介紹與分析

皇甫能達(dá)

【摘 ?要】根據(jù)貫流式水電站的特點(diǎn)，對(duì)廠用電系統(tǒng)電源的引接、負(fù)荷特征、廠用電設(shè)計(jì)的要求，以及廠用電的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行深入的研究，總結(jié)出一些有益的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)同類工程有一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】貫流式水電站;廠用電;負(fù)荷分析;接線;運(yùn)行方式

貫流式水電站廠用電是整個(gè)電站設(shè)計(jì)中非常重要的內(nèi)容，若廠用電設(shè)計(jì)不合理，會(huì)對(duì)電站正常安全運(yùn)行造成很大影響，甚至?xí)p壞其他設(shè)備、水工建筑物，危及周邊人員的人身安全。因此，廠用電科學(xué)合理設(shè)計(jì)，成為整個(gè)水電站設(shè)計(jì)中的重要環(huán)節(jié)。下面就貫流式水電站廠用電設(shè)計(jì)進(jìn)行深入探討，并提出了相關(guān)的建議和意見(jiàn)。

1廠用電特點(diǎn)及設(shè)計(jì)要求

1.1廠用電特點(diǎn)

1.1.1供電范圍大 ?貫流式水電站建在淺丘地帶，江面較寬，通常都設(shè)有航道，因此其樞紐比較龐大，一般包括電站、泄洪閘、船閘等建筑物。為了保障各建筑物的功能性和安全性，必須為其提供安全、可靠的電源。

1.1.2負(fù)荷種類多 ?廠用電主要負(fù)荷包括高、低壓油泵、機(jī)組技術(shù)供水泵、機(jī)組冷卻風(fēng)機(jī)、調(diào)速器油壓裝置、機(jī)組尾水出水閘門啟閉機(jī)等機(jī)組自用電設(shè)備;中、低空壓機(jī)、送排風(fēng)機(jī)、滲漏、檢修排水泵、消防泵、配電裝置等全廠共用設(shè)備;行車、進(jìn)水口門機(jī)及清污機(jī)、油處理等檢修設(shè)備;泄洪閘啟閉機(jī)等季節(jié)性用電設(shè)備;船閘閘門啟閉機(jī)設(shè)備;全站照明，壩區(qū)照明及其它用電沒(méi)備。

1.1.3負(fù)荷特征 ?機(jī)組具有流量大、水頭低的特點(diǎn)，因此機(jī)組轉(zhuǎn)速低，定子直徑大，轉(zhuǎn)動(dòng)部分重，導(dǎo)水機(jī)構(gòu)復(fù)雜，調(diào)速器都具有雙調(diào)功能，且要求高，相對(duì)同容量其他類型的機(jī)組來(lái)比較，機(jī)組自用電較多。由于機(jī)組尺寸大，重量重，起吊行車容量大，機(jī)修負(fù)荷占的比例較大，另外電站裝機(jī)臺(tái)數(shù)較多，廠用電最大負(fù)荷一般為一臺(tái)機(jī)組檢修、其余全部運(yùn)行的工況。泄洪閘通常有幾十臺(tái)啟閉機(jī)，雖然啟閉機(jī)統(tǒng)計(jì)電機(jī)功率大，根據(jù)泄洪要求，一般同時(shí)操作啟閉機(jī)臺(tái)數(shù)不多，一般不大于4組，同時(shí)具有明顯的季節(jié)性特點(diǎn)。船閘用電比較均衡，主要負(fù)荷為上下閘首人字門液壓泵站，容量一般不大，但其可靠性要求較高，一旦失電，會(huì)影響正常的航運(yùn)。

1.2廠用電設(shè)計(jì)要求

根據(jù)廠用電在水電站中承擔(dān)的角色，廠用電設(shè)計(jì)應(yīng)該具備供電的可靠性和不間斷性。在設(shè)計(jì)中，可從如下幾個(gè)方面綜合考慮設(shè)計(jì)：

1.2.1廠用電源的數(shù)量及設(shè)置。廠用電源對(duì)于廠用電的可靠性有重要的影響。若選擇廠用電源及對(duì)廠用電源進(jìn)行設(shè)置時(shí)，沒(méi)有深入分析水電站的實(shí)際情況，可能會(huì)造成一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，廠用電源無(wú)法滿足廠用電負(fù)荷要求，這對(duì)于廠用電的可靠性構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

設(shè)置原則為：根據(jù)NB/T 35044-2014《水力發(fā)電廠廠用電設(shè)計(jì)規(guī)程》規(guī)范中3.1條廠用電電源規(guī)定有關(guān)內(nèi)容，廠用電源應(yīng)滿足各種運(yùn)行方式下的廠用電負(fù)荷需要。由于貫流式水電站機(jī)組臺(tái)數(shù)較多，廠用電源應(yīng)有2個(gè)或2個(gè)以上獨(dú)立的電源;考慮樞紐作為重要的防洪工程，需引接較為可靠的外來(lái)廠用電源，同時(shí)為確保供電可靠再配一套柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源。

1.2.2廠用電接線方式。廠用電接線方式是連接水電站用電設(shè)備以及各種負(fù)荷的配電方案，如果接線方式不合理、不科學(xué)，不僅會(huì)降低廠用電的可靠性，而且會(huì)造成后期的維護(hù)工作極為繁雜，這種情況應(yīng)在水電站廠用電設(shè)計(jì)中充分注意。

1.2.3應(yīng)滿足電站自動(dòng)化的要求。在水電站廠用電設(shè)計(jì)的中，應(yīng)提高廠用電設(shè)備的自動(dòng)化性能要求，達(dá)到廠用電系統(tǒng)運(yùn)行滿足電站無(wú)人值班或少人值班的要求。

2.廠用電設(shè)計(jì)

青田水利樞紐工程位于浙江省麗水市青田縣境內(nèi)，壩址位于甌江干流與四都港匯合口下游約185m處，電站總裝機(jī)容量3×16MW，機(jī)組接線采用一組二機(jī)一變和一組一機(jī)一變接線方式，發(fā)電機(jī)出線都設(shè)斷路器;110kV側(cè)以一回線路接入電網(wǎng)。主要建筑物：泄洪閘、河床式電站廠房、船閘上、下閘首等建筑物。

2.1 廠用電接線形式

工程廠用電采用400V電壓等級(jí)，廠房和泄洪區(qū)各設(shè)一組單母線分段接線。廠房I段和II段母線分別從2臺(tái)廠用變引來(lái)，其中II段母線進(jìn)線開(kāi)關(guān)設(shè)一把雙切開(kāi)關(guān)，一回從#2廠用變引，另一回從泄洪配電引來(lái)，二段母線設(shè)母聯(lián)開(kāi)關(guān);泄洪閘I段從外來(lái)電源供電的1臺(tái)壩區(qū)變引來(lái)，II段母線進(jìn)線開(kāi)關(guān)設(shè)一把雙切開(kāi)關(guān)，一回從廠用變I段引來(lái)，另一回從柴油發(fā)電機(jī)引來(lái)，二段母線設(shè)母聯(lián)開(kāi)關(guān)。廠用電接線圖如圖1所示。

2.3 廠用電運(yùn)行方式

本工程廠用電系統(tǒng)主要有下列4種運(yùn)行方式：

（1）在發(fā)電和電源及設(shè)備均正常情況下，電站和泄洪閘正常負(fù)荷全由廠房I段母線和II 段母線分別供電，母聯(lián)開(kāi)關(guān)為熱備用。

（2）二組配電分裂運(yùn)行，電站和泄洪閘負(fù)荷全由各自I段母線和II 段母線分別供電，母聯(lián)開(kāi)關(guān)為熱備用，相互不關(guān)聯(lián)。

（3）在未發(fā)電情況下，電站日常負(fù)荷和泄洪閘正常負(fù)荷全由泄洪區(qū)的外來(lái)電源供電的壩區(qū)變引來(lái)I段母線供電，母聯(lián)開(kāi)關(guān)為合閘狀態(tài)。柴油機(jī)為備用。

（4）在未發(fā)電和外來(lái)電源全停電情況下，電站日常負(fù)荷和泄洪閘正常負(fù)荷全由泄洪區(qū)II段母線柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組供電。

2.4 結(jié)束語(yǔ)

廠用電設(shè)計(jì)是整個(gè)貫流式電站總體設(shè)計(jì)中重要的環(huán)節(jié)，廠用電設(shè)計(jì)的優(yōu)劣對(duì)于水電站的可靠、安全運(yùn)行均有重要影響。青田水電站投運(yùn)以來(lái)，廠用電系統(tǒng)運(yùn)行正常，廠用電接線采用二組單母線分段接線，即滿足各自安全運(yùn)行，同時(shí)在不同運(yùn)行工況下，滿足電站和泄洪閘安全運(yùn)行供電。

參考文獻(xiàn)：

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[3] 水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè) 電氣一次[S].水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組，水利電力出版社.1982

（作者單位：浙江省水利水電勘測(cè)設(shè)計(jì)院）