泗耳河梯级电站送出工程电压等级探讨

2011-04-19张昌均

四川水利 2011年4期

张昌均

(四川省水电投资经营集团有限公司，成都，610081)

1 基本情况及问题的提出

泗耳河位于平武县西南部的山区，全长约43.1km。泗耳乡境内37.6km河段，共规划开发水电站3座，总装机容量为7.7万kW，设计保证出力为1.4093万kW，年发电量3.4577亿kW.h，均为混凝土重力坝或混凝土翻板坝引水式水电站，由四川星辰水电有限公司负责投资开发。

2007年初，业主委托的设计单位提出了泗耳河梯级电站接入系统可行性研究报告初稿，推荐采用68km110kV电压等级240mm2LGJ导线送出的方案。业主校核后认为，该方案不能满足经济电流密度的要求，同时电压降校核也不满足要求。因此，对送出工程方案需进行进一步论证分析。

2 论证比较方案

2.1 原方案的不合理性分析

按经济电流计算，采用110kV电压等级方案，导线截面应为:S=P/■3/Ue/cosφ /77000/■3/110/0.85/1.15=413mm2

式中，S为计算导线截面(mm2);P为线路的最大传输功率(kW);Ue为线路的额定电压(kV);cosφ为线路负荷的功率因数;j为经济电流密度(A/mm2)，LGJ导线取1.15。

由以上计算可见，设计原推荐110kV电压等级240mm2导线方案不能满足经济电流要求，同时，经校核也不能满足输电线电压降要求。

2.2 拟定方案

在梯级电站联网方案中，各方对第一、二级电站通过110kV电压等级汇入第三级电站，并联以后接入系统一点并网没有异议，争议点在于:三个电站在第三级电站电能汇集后至接入北川擂鼓220kV变电站的68km输电线，选择用110kV还是220kV电压等级更为合理。由于三级容量总和处于220kV和110kV电压等级选择的临界点，所以接入系统方案考虑采用220kV和110kV两个方案进行比较。

方案一:第一、二级以110kV电压等级汇入第三级，在第三级采用220kV三圈变压器升压成220kV，以220kV电压等级送入220kV擂鼓变电站。根据容量计算导线选择400mm2LGJ，不再赘述。

方案二:第一、二、三级电站以110kV电压等级在第三级汇流后，以110kV电压等级送入220kV擂鼓变电站。根据容量计算并考虑一定的前瞻性，导线选择400mm2LGJ，不再赘述。

2.3 方案经济比较

为考察方案的经济性，对两方案进行经济比较。经济指标参考电力规划设计总院有关火电、送电和变电工程限额设计指标(2006年水平)以及四川电网近期输变电工程造价实际情况。具体经济指标见表1，各方案的投资比较情况见表2，经济比较结果见表3。经济比较仅针对方案的不同部分，相同部分不参与比较。

表1 具体经济指标

表2 泗耳河梯级电站接入方案投资规模比较单位:万元

表3 泗耳河梯级电站接入方案经济比较单位:万元

由表2可知，方案一比方案二直接投资高1326万元，因两方案效益不同，可采用净现值法比较。方案一，运行期前20年运行费用(含折旧)为774.55万元，后5年运行费用为325.75万元，残值277.62万元，年销售收入为6915万元;方案二:运行期前20年运行费用(含折旧)为868.7万元，后5年运行费用为484.2万元，残值237.84万元，年销售收入为5878万元。

由表3计算可知，方案一净现值为47314万元，方案二净现值为38232万元。方案一净现值大于方案二净现值，说明方案一优于方案二。

2.4 综合比较和选择方案

(1)从电压等级来看，二个方案均能够将泗耳河三级电站(总容量77MW)送出。

(2)方案一在第三级汇流后由220kV电压等级送出，投资高，但年运行费用低。

(3)方案二在第三级回流后由110kV电压等级送出，投资较低，但年运行费用高。

(4)方案一的220kV主变容量选择120MVA。目前，泗尔河三级电站总容量为77MW，功率因数按0.85计算，还有25MW的富裕容量，且220kV的导线LGJ－400的经济输送容量为155MW。泗耳河邻近的马鸣沟约有50MW的装机将于近期开发，拟通过该送出线路接入系统。省电力公司也要求给附近小水电预留变电间隔和容量，近期内就将会提升效益。所以，方案一有较好的发展性和长期效益。

(5)方案二的导线型号为LGJ－400，其经济传输容量为75MW。

(6)从可靠性来讲，方案一当第三级主变故障时，将影响一、二级的送出。

综上所述，从长期运行和发展的角度，以及变压器故障机率低来看，选择方案一比较合理。