向家坝电站主变倒挂运行时冷却水供水方式研究

杨朝磊，吴洪飞，李 涛，解浩兵

（向家坝水力发电厂，四川 宜宾 644612）

1 设备概述

向家坝电站共有8台主变压器，左右岸电站各4台，2台备用主变，左右岸电站各1台；机组和主变压器采用单元接线方式。主变额定容量均为890 MVA，右岸主变压器额定电压为550 kV/23 kV(左岸550 kV/20 kV)，制造厂家均为天威保变公司，采用强迫油循环水冷方式。每台主变设有6台冷却器，其中1台备用，布置在主变端部左侧（面向主变高压侧）；冷却器的工作水压为0.1～0.3 MPa，每台冷却器的冷却容量为500 kW，供水量70 m3/h。冷却器采用湖南东屋公司的强油水冷却器。

机组技术供水采用单机单元自流减压供水方式，每台机设置1个蜗壳取水口，分两路过滤减压后引至本机组和机组供水联络总管。另每2台机组设置一套坝前取水作为备用，经过滤减压接至机组供水联络总管。

机组技术供水系统相关设备电源来自技术供水联合控制柜，控制柜电源取自机组自用电II段。坝前取水系统相关系统电源取自公用供水控制箱，控制柜交流电源取自右岸公用供电44P I段。

技术供水系统的主要供水对象有：发电机上导轴承、发电机空冷器、发电机推力下导联合轴承、水轮机导轴承、主变压器、调速器油压装置冷却水、主轴密封备用水源、消防备用水源、公用设备备用水源和空调冷却器备用水源等。右岸TAH机组技术供水系统减压阀、各主要冷却用户额定水流量如表1所示（供水裕量170 m3/h左右）。

主变油冷却器冷却供水根据机组技术供水方式和主变供水要求而定，可以由相应机组技术供水提供，也可以从供水联络总管上取水。如图1所示。

表1 主要冷却用户额定水流量

2 主变倒挂运行时冷却水供水方式选择分析

由于向家坝电站厂用电系统运行的特点，在机组停机或检修时，要求对应主变压器倒挂于系统运行，为对应厂用电母线提供电源。此时，技术供水系统要继续供水以供冷却主变，其供水方式有三种：

2.1 供水方式一：由本机组技术供水系统供水

此方式是机组停机时，机组引水系统上游门未落，机组蜗壳取水口201阀开启，技术供水系统仍处于运行状态，主变压器冷却水通过电动阀DF3提供。由于主变倒挂一般发生在冬季枯水期，为合理利用水源，可以将电动阀DF4关闭。其供水方式如图2中箭头所示。

此方式要求本机组技术供水系统处于运行状态和上游门开启状态，特别适用于本机组处于备用状态时采用。当本机组需开机时，不需要进行特别的供水阀门操作就可以马上进行开机，不会因为技术供水方面的原因而延迟开机时间。

图1 技术供水系统简图

图2 技术供水方式一示意图

2.2 供水方式二：通过相邻机组技术供水系统供水

在本机组停机或检修时，机组引水系统上游门落下或技术供水系统检修时，相邻其它机组技术供水系统在运行，此时可以开启与供水联络总管的连通阀DF10对主变冷却供水。为防止影响本机组其它供水管道设备，应将本机组DF3关闭。其供水方式如图3中箭头所示。

此方式不受本机组技术供水系统状态的限制，但为了保证冷却水供水的裕量，一台机组只能供应1台倒挂运行主变的供水，取水应取自技术供水系统处于备用的机组,紧急情况可取自运行机组。此方式仅适用于本机组技术供水及坝前取水系统均处于检修状态时采用。

图3 技术供水方式二示意图

如果本机组在备用时采用此方式，当需开机时，需要对相邻机组进行相应阀门操作（关DF10、开DF3）后才能开机。

2.3 供水方式三：通过坝前取水口供水

在本机组停机或检修时，机组引水系统上游门落下或技术供水系统检修时，打开坝前取水口管路的相应阀门对供水联络总管充水，然后在开启与供水联络总管的连通阀DF10对主变冷却供水。同样，此时也应该关闭DF3。其供水方式如图4箭头所示。

此方式不受本机组技术供水系统状态的限制，可以满足多台倒挂主变的冷却水用量需求。如果本机组在备用时采用此方式，当需开机时，需要对本机组进行相应阀门操作（关DF10、开DF3）后才能开机。

图4 技术供水方式三示意图

3 各方式比较选择

方式一对本机组的状态有较高要求，有利于快速开机，适用于机组处于备用时采用。

方式二对本机组状态的要求不高，但主变倒挂的台数受一定限制，适用机组处于检修且少量主变（如1台）倒挂运行，且本机组技术供水及坝前取水系统均处于检修状态时采用。同时存在对联络总管进行充水，所需时间长的问题。

方式三同样对本机组状态的要求不高，主变倒挂的台数不受限制，但首次供水时对坝前取水管路的设备进行相应操作，对联络总管进行充水，所需时间较长。适用于有机组检修且连续较长时间有多台主变倒挂运行时采用。

在电站蓄水运行初期，由于水库蓄水位不能达到正常蓄水位（汛期370 m，非汛期380 m），坝前取水口将无法正常取水，无法满足方式三的技术供水方式，此时需要综合考虑，适当采用方式二的技术供水方式，以保证主变的可靠运行。

4 存在的问题及解决建议

以上技术供水系统的三种供水方式各有特有的适用性，但有一个共同的不足之处就是供水系统的相关设备只有一个供电电源，一旦此供电电源出现断电无法短时恢复时，技术供水设备如过滤器、减压阀将失去电源。由于金沙江的水质较差，设备比较容易出现堵塞，此时若失去电源，过滤器、减压阀等设备会无法自行排污，将影响技术供水系统的水压水流，降低技术供水的可靠性。一旦技术供水系统出现问题，将严重影响主变压器的正常运行，因此应该提高技术供水系统的供电可靠性。

根据向家坝电站供电电源的布置特点，为避免出现技术供水系统出现失去电源的情况，建议可将机组技术供水系统的电源分别取自机组自用电的两段，坝前取水系统的电源分别取自右地公用供电点44P的两段，提高技术供水系统的供电可靠性。

[1]向家坝电站工程图集运行图册第一版[Z].2012.

[2]向家坝水力发电厂运行部技术供水系统运行规程[Z].2012.

[3]金沙江溪洛渡-向家坝梯级电站调度运行管理规程（试行）[Z].2012.