团鱼浪电站电气主接线方案设计

王 敏,陈德润

(黔南布依族苗族自治州水利水电勘测设计研究院，贵州 都匀 558000)

团鱼浪电站电气主接线方案设计

王 敏,陈德润

(黔南布依族苗族自治州水利水电勘测设计研究院，贵州 都匀 558000)

随着现代社会经济的发展和水利科学技术的进步，人类对于水能资源开发利用的程度越来越高，调节水资源、利用水能、开发水利的要求越来越高。电气主接线是小型水电站电气部分的主体，它与电力系统、枢纽条件、电站动能参数以及水电站运行的可靠、经济性等密切的关系。小型水电站电气主接线由发电机、变压器、断路器、互感器以及连接导体所组成，，它反映小型水电站的电能从生产、输送到分配的过程。小型水电站电气主接线方案的选择是小型水电站电气设计的首要环节，必须紧密结合所在电力系统、用户的要求和水电站的实际情况，在保证供电可靠、安全和电能质量的前提下，全面地分析有关影响因素，正确处理它们之间的关系。主接线应简单、清晰，运行灵活，操作维护方便，经济上合理，运行费用低。综合评价各项技术，合理确定电气主接线方案是十分重要的。

团鱼浪电站；接入系统；电气主接线；厂用电

1 电站概况

团鱼浪电站位于贵州省都匀市坝固镇境内马尾河上，清水江上游河段，是市级兴建和管理的地方电站。电站最终装机容量3×1000 kW，保证出力750 kW，多年平均发电量985.5万 kW·h，年利用小时数3285 h；上游有桃花电站，具有月调节性能，2016年建已成发电。本电站是一座坝后式电站(大流量低水头电站)，设计水头7m ，最大水头7.5 m，最小6.8 m，设计引用流量3×13.7m3/s,选用ZDK400—LJ—200型轴流定桨式水轮机，发电机型号SF1000-24/256。

2 电站接入系统

根据目前实际情况，团鱼浪电站周围已在市电网的覆盖下，因此电站不设置自供负荷区，仅考虑上网。电站距坝固镇35kV变电站2.8km，送入系统最大容量为3000kW。根据规范要求，通过输送电压等级技术方案比较后确定电压为10.5kV，考虑到线路要经过乡镇周边，为安全起见，导线选用截面为150mm2的架空绝缘线，采用JKLYJ—150架空绝缘线作10.5kV输电线路导线，最大负荷时电压损失小于5%。主变压器采用无激磁调压变压器，变比为11±2×2.5%/6.3kV,即可满足电力系统要求。发电机额定功率因数为0.8以满足系统无功平衡。

3 电气主接线

与电站电气主接线设计相关的因素很多，根据电力系统、用户的要求和该电站的实际情况，本电站主要考虑主变的配置、配电装置选型、继电保护和控制方式，在安全、可靠和保证电能质量的前提下，要求接线简单、清晰、操作维护方便，接线具有一定的灵活性，满足水电站初期发电及最终规模的运行要求，保证技术先进，经济合理[1-2]。

表1 输送电压等级技术方案比较表

3.1 电气主接线的基本要求与设计原则

水电站在电力系统中的地位和作用是决定电气主接线的主要因素。水电站是大型水电站、中型水电站、小型水电站。本电站属于小型水电站对系统的影响很小，可以忽略不计。因此对其电气主接线在保证供电可靠和运行安全的前提下，要求接线简单、清晰、操作维护方便，接线具有一定的灵活性和经济性。团鱼浪电站电气主接线见图1。

图1 团鱼浪电站电气主按线

根据水能计算成果团鱼浪电站最大装机为3000kW；考虑水轮发电机的效率、水轮发电机及其电机设备问题，建成后团鱼浪电站总装机为3×1000kW,属于小型水电站。

3.2 接线方案选择

方案一：发电机为高压机组，三台发电机通过电力电缆进入6.3kV出口开关柜，后进入6.3kV母线，6.3kV母线共用一回，由6.3kV母线通过主变进口开关柜和电力电缆进入主变低压侧，通过变压器升压至10kV后，通过电力电缆一回引至10kV开关柜，再通过电力电缆引出进入10kV线路。

方案二：发电机为高压机组，二台发电机通过电力电缆进入6.3kV出口开关柜，后进入6.3kVⅠ段母线，在由6.3kVⅠ段母线通过1#主变进口开关柜和电力电缆进入1#主变低压侧，通过1#主变升压至10kV后，通过电力电缆和1#主变出口开关柜进入10kV母线；另一台发电机通过出口开关柜后直接接入另一台主变低压侧，另一台发电机通过电力电缆进入6.3kV出口开关柜，后进入6.3kVⅡ段母线，在由6.3kVⅡ段母线通过2#主变进口开关柜和电力电缆进入2#主变低压侧，通过2#主变升压至10kV后，通过电力电缆和2#主变出口开关柜进入10kV母线；通过变压器升压后进入10kV母线，二台主变共用一回10KV母线，由10KV母线引一回出线经开关柜引入系统[3-5]。

对两种方案进行技术经济比较，比较指标见表2。

表2 主接线方案比较

由于本电站属于小型水电站，在系统中的地位并不重要，影响很小，作用不大，可不考虑对系统的影响。只考虑电站本身，经过技术经济比较后可见，两方案均能满足技术要求，方案一所用电气设备比方案二少，接线简单，占用场地小，投资省，但方案一运行灵活性不如方案二灵活。方案一灵活性差，主要表现为主变检修时，三台机组均不能发电上网，方案二灵活性较好，主要表现为当一台主变故障或检修时，仍然有一至二台发电机能发电上网，不会影起全站停电，灵活性要好于方案一。经过经济技术比较后，推荐方案二作本次团鱼浪水电站电气主接线的设计方案。团鱼浪电站电气主接线如附图：

发电机电压侧采用两段母线接线，10 kV侧采用单母线接线，2台厂用变压器分别接入6.3 kV和10 kV母线上，这就是电站的电气主接线。

发电机电压侧采用两段母线接线形式，1、2号发电机接Ⅰ段母线，3号发电机接Ⅱ段母线，接线简单明了，运行方便灵活。 10kV侧采用单母线接线形式，断路器数量少，全部电气设备均采用户内式布置，开关站采用户内式布置，升压站采用户外式布置，布置简单，占地面积小，经济等优点，10kV出线采用电力电缆出线，相对简单，对地形的要求不高。发电机、变压器和10kV出口出线操作均由断路器来完成，不用隔离开关进行倒闸操作，相对提高供电的可靠性，减少了事故的发生率和运行成本，减轻了运行人员的劳动强度，增加了电站运行的灵活性，减小投资。

4 厂用电

根据规定中小型水电站必须有2 个独立的厂用电源，为此，本电站是从6.3 kV母线和10 kV母线分别引接2 个厂用电源，接2 台厂用变压器，单台厂用变容量按最大厂用负荷的0.60倍同时率选择，2 台厂用变压器互为备用。当一台厂用变故障或检修时仍有一台厂用变在工作，从而保证有一个厂用电源对全厂供电，提高了厂用电的可靠性。6.3 kV和10 kV厂用变压器高压侧采用成套高压开关柜进行保护，相对提高厂用电的可靠性。

本电站的厂用负荷均为低压负荷，采用380V/220V低压电压供电，装有备用电源自动投入装置，厂用总盘及馈电盘采用GGD型低压配电屏。全部采用单层式辐射供电。

5 结 语

为了实现小型水电站电气主接线在保证供电安全、可靠和电能质量的前提下，要求接线简单、清晰，操作维护方便、运行灵活，占地面积小，经济合理，出线简单，出口和出线操作均由断路器来完成，不用隔离开关进行倒闸操作，相对提高供电的可靠性，减小投资，降低电站运行成本。选好小型水电站电站主接线，可很好地提高水能的开发效率和充分利用水能，提高电站发电保证率，实现电站现代化管理、保障电站持续发展有着重要意义。

[1]刘家明.白莲崖水电站电气主接线选择[J].中国科技纵横，2012(07)：49-52.

[2]赵鑫，王建华.彭水水电站机电设计[J].人民长江，2012,26(01)：66-67.

[3]包晓晖.水电站电气主接线方案的多级模糊综合评判[J].水电站设计，2011(06)：98-100.

[4]冯赵云.柏香林水电站的电气主接线选择[J].中国水能及电气化，2013(04)：51-52.

[5]杨军，罗海.积石峡水电站电气主接线方案选择[J].水力发电，2012(11)：59-60.

1007-7596(2017)10-0107-03

TM63

B

2017-09-25

王敏(1963-)，男，四川阆中人，工程师，从事水电站电气及自动化工作；陈德润(1978-)，男，湖北黄梅人，工程师，从事水电站水力机械设计工作。