扎拉、轰东梯级电站施工供电方案探讨

2018-12-06刘建华

水电站设计 2018年4期

黄宇，刘建华

(1.大唐四川发电有限公司，四川成都 610091； 2.四川省清源工程咨询有限公司，四川成都 610072)

0 前言

在国家“西电东送”“藏电外送”的背景下，玉曲河干流水电梯级的规划开发，对促进西藏经济社会发展和能源资源开发，以及国家能源发展战略具有重大意义。

玉曲河位于西藏昌都县境内，是怒江左岸一级支流，梯级开发推荐方案为：成德、扎玉、吉登、中波、碧土、扎拉、轰东“两库七级”，规划总装机容量1 984 MW，保证出力312.80 MW/717.40 MW(单独运行/联合运行，下同)，多年平均年发电量94.42亿kW·h/98.25亿kW·h。其中，扎拉、轰东两电站分别处于开发梯级第六、第七级，均位于西藏自治区左贡县。扎拉电站计划开工时间为2019年6月，轰东电站计划开工时间为2020年3月，相距不到一年。扎拉电站施工用电综合最大负荷约7 900 kW，轰东电站施工用电综合最大负荷约7 869 kW。扎拉、轰东电站的施工供电方案须结合电站计划开工日期、施工负荷、地区电网现状及电网规划等因素统一考虑。

基于上述原因，为达到适应扎拉、轰东梯级电站施工组织设计方案变化和节约工程投资的目的，形成两个施工供电方案，现详细介绍。

1 工程概况

1.1 电站概况

扎拉电站位于西藏自治区左贡县碧土乡，是玉曲河“两库七级”开发的第六级，装机容量102.52万kW，多年平均发电量42.48亿kW·h。扎拉电站坝址距昌都约290 km，左贡县城约136 km，碧土乡约为7 km，厂址距碧土乡约为30 km。枢纽主要建筑物由混凝土重力坝、引水隧洞、地面电站厂房组成。扎拉电站拟通过500 kV线路接入国家电网，出线一回；另在扎拉电站设置一台500/220 kV 联络变压器，将下游梯级轰东电站以1回220 kV线路与扎拉电站相连。

轰东电站位于西藏自治区左贡县碧土乡，是玉曲河“两库七级”开发的第七级，装机容量32万kW，多年平均发电量13.283亿kW·h/14.272亿kW·h。轰东电站坝址距昌都邦达镇公路里程约为330 km，至左贡县城公路里程约为180 km，至碧土乡公路里程约为40 km。枢纽主要建筑物由混凝土闸坝、引水隧洞、电站厂房组成。轰东电站拟通过一回220 kV线路接入上游扎拉电站。扎拉电站厂区下接轰东电站首部，如图1所示。

图1 扎拉电站、轰东电站位置示意

由于两电站计划开工时间相距不到一年，且存在施工用电负荷的叠加问题。电站施工供电规划设计时，考虑到施工用电的同时性，需要测算两个电站的施工用电综合最大负荷及其持续时间。

1.2 扎拉、轰东电站施工用电负荷

扎拉电站施工总工期为6年(72个月)，施工用电综合最大负荷约7 900 kW；轰东电站计划开工时间比扎拉电站约晚9个月，施工总工期为5年(60月)，施工用电综合最大负荷约7 869 kW。

根据两个梯级电站施工建设规划进度，扎拉和轰东电站施工最大负荷时间分布见图2。

图2 扎拉、轰东电站施工供电综合最大负荷统计

根据图2分析可见，扎拉电站高峰施工用电负荷发生在第2年至第4年。轰东电站高峰施工用电负荷发生在第2年至第3年。扎拉和轰东电站施工供电系统综合负荷将在扎拉电站开工后第9月开始加大，然后逐步上升，到第19月达到最高负荷15 806 kW，较高的负荷一直持续到第48月开始逐步下降。

2 施工供电的电源接入方案

2.1 梯级电站所在区域电网现状

两电站施工工区附近50 km范围内，目前没有能供出16 000 kW左右电力负荷的电网能够向其直接供电，只有从较远的西藏昌都电网和云南德钦供电网络中考虑。

2.1.1 云南德钦电网

云南德钦县佛山变电站离电站施工工区较近，但目前佛山变电站(35/10 kV,主变2 500 kVA)设备容量较小、电压等级低，不能满足扎拉、轰东两个电站施工用电负荷的需求。若考虑从110 kV升平变电站引接110 kV线路供扎拉、轰东电站施工用电，电网容量还能满足施工用电负荷的需求，但该方案存在110 kV线路路径选择困难和施工难度极大的问题，雪山阻隔、无施工交通运输道路支撑是较大的问题，并且存在供区划分问题，不具有可行性，本方案不予考虑。

图3 云南德钦电网现状示意

2.1.2 西藏昌都电网

目前四川与西藏昌都地区联网工程已建成并投运。川藏联网工程起于四川500 kV乡城变电站，经500 kV巴塘变电站至西藏500 kV昌都变电站，再从500 kV昌都变电站至220 kV邦达变电站和220 kV玉龙变电站。这些项目目前500 kV线路暂时降压为220 kV运行，昌都-邦达的双回220 kV线路目前降为110 kV运行，上述线路均已建成投入运行。

川藏联网配套工程及昌都地区农网升级改造工程的邦达-(左贡)旺达110 kV送变电工程已建成投运，旺达-(芒康)噶托110 kV送变电工程已建成投运；从110 kV(左贡)旺达变电站接线至35 kV扎玉变电站已建成投运；从35 kV扎玉变电站接线至35 kV碧土变电站工程已经过初设审查。

根据电网规划，“十三五”期间还要建成500 kV(芒康)变电站以及110 kV盐井变电站等配套工程。目前，芒康500 kV变电站和其开π进站500 kV线路已开工建设，(芒康)噶托变电站至盐井110 kV送变电工程开工建设日期尚未确定。

西藏昌都地区电网现状及规划详见图4。

2.1.3 施工供电电源点的选择

扎拉、轰东两电站施工综合最高负荷为15 806 kW，最低保障负荷约为10 000 kW。电源点的引接只有从西藏昌都电网和建设专供水电站考虑。

(1)西藏昌都电网与四川电网联网后，依靠国网公司大电网和现已建成的邦达-110 kV(左贡)旺达110 kV级网络完全有能力供给本工程施工电源。

(2)若考虑建设专供扎拉、轰东电站施工供电要求的水电站来供电，要能满足枯水期可靠的供给16 000 kW左右负荷的要求，则新建水电站的装机容量较大，从建设时间上考虑较难满足电站施工供电的要求，且电站投资较大，因此在供电规划方案中不予考虑建设施工专供水电站的方案。

图4 西藏昌都电网现状及规划接线示意

3 梯级电站施工供电网络

3.1 施工供电方案拟定

根据电网调查情况，从昌都电网供电扎拉、轰东电站施工供电方案是可行的。目前四川与西藏昌都地区联网工程除500 kV线路降压为220 kV投运、昌都-邦达220 kV双回降为110 kV运行外，其余部分均按设计投运，其配套工程(左贡)旺达110 kV变电站已投运，(芒康)噶托110 kV变电站也已投运。(左贡)旺达变电站-扎玉变电站的35 kV输变电工程已投运，从扎玉35 kV变电站延伸至碧土的35 kV输变电工程也已通过设计审查。

若考虑从(左贡)旺达110 kV变电站及其 35 kV配网上引接电源，可初步拟定以下两个供电方案。

(1)方案1：从(左贡)旺达110 kV变电站建110 kV线路至扎拉、轰东电站施工区建1个110 kV变电站供电。该方案从(左贡)旺达110 kV变电站-扎拉轰东的110 kV线路长度约140 km，送电负荷若按施工负荷15 806 kW计算。由于旺达变的110 kV线路是从昌都500 kV变经邦达220 kV变电站引接，计算末端电压降应考虑昌都-邦达-旺达段的110 kV线路的电压损耗，经计算本方案能满足电压降小于 10%的允许值，因此这个方案可作为拟定方案1。方案1地理接线示意如图5所示。

图5 方案1地理接线示意

(2)方案2：从(左贡)旺达110 kV变电站建一回110 kV线路至扎玉35 kV变电站附近新建一座110 kV施工变电站，将电压降压为35 kV与原扎玉变的35 kV母线连接，再利用昌都电网已规划建设的扎玉-碧土35 kV输变电工程送电到碧土变电站。为满足扎拉、轰东电站施工用电负荷要求，拟采用保留原已设计的扎玉-碧土35 kV输变电工程(其线路线型LGJ-120)，并利用该工程向扎拉、轰东电站供一部分施工用电，再从110 kV扎玉变电站增架一回35 kV线路来供另一部分施工用电的方案。该方案不会打乱昌都电网公司原扎玉-碧土35 kV输变电工程的实施计划，也可以给扎拉电站更早提供部分施工用电。

通过计算，增架一条35 kV线路，导线采用LGJ-185，在允许电压10%损失的情况下可以输送9 100 kW；加上昌都电网已通过设计审查的一回35 kV(LGJ-120)线路，可以输送6 400 kW(功率因数cosφ=0.95时)，两回线路送电能力可以达到 15 500 kW的综合供电能力，能基本满足扎拉、轰东电站施工用电负荷的要求。方案2地理接线示意如图6所示。

3.2 方案比较

从满足扎拉、轰东电站开工建设时间和施工用电的可行性看，方案1和方案2都具有较高的可行性。

根据扎拉、轰东电站施工进度规划，把满足扎拉电站施工用电负荷的工程作为第一期, 轰东电站开工后的综合施工用电负荷作为第二期。则第一期可考虑扎玉110 kV变电站的主变先上1台(10 MVA),且仅需架一回35 kV线路至扎拉电站施工工区即可；而方案1若要分期建设只能将110 kV变电站的主变分期投入，110 kV线路必须一次建成，可见方案2的分期更为灵活。方案2中两回35 kV线路输送容量可以达到15 500 kW的综合供电能力，能基本满足扎拉、轰东电站施工用电负荷的要求。

图6 方案2地理接线示意

综合分析比较，方案1的网络结构简单，运行管理费用低，但工程造价高；方案2的一、二期工程总造价略低，网络结构较复杂，运行管理费用略高。但方案2具有两个较大的优点，一是便于分期建设，二是可以较好地兼顾地方电网规划。方案2更能适应梯级电站中轰东电站建设时序的变化，灵活性方面强。故扎拉、轰东梯级电站施工供电规划设计方案推荐采用方案2。

3.3 施工供电网络

根据推荐的扎拉、轰东电站施工供电方案(方案2)，其与电网系统的接入点为(左贡)旺达变电站110 kV母线。从(左贡)旺达变电站建一回110 kV线路至扎玉35 kV变电站，在扎玉变电站附近另建一座110 kV变电站，将电压降压为35 kV，与原扎玉变电站的35 kV母线连接；通过两回35 kV线路(其中一回为昌都电网规划建设)至扎拉、轰东电站施工工区，在扎拉、轰东电站施工区建2个35 kV变电站，满足扎拉、轰东两个电站施工供电需求。经计算，各种运行方式下，其潮流分布和各节点电压均能满足要求。

施工供电网络电气接线见图7。