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平寨電站電氣一次設(shè)計(jì)方案論文
1、工程概況
平寨電站位于貴州省六枝特區(qū)境內(nèi)。裝機(jī)2臺(tái)，總?cè)萘?4．96萬kW，單機(jī)容量7．48萬kW。多年平均發(fā)電量34070萬kW·h，年平均利用小時(shí)數(shù)2505h。黔中水利樞紐工程是以灌溉和城市供水為主，兼顧發(fā)電、縣城及鄉(xiāng)鎮(zhèn)供水、人畜飲水，并為改善區(qū)域水環(huán)境創(chuàng)造條件的綜合利用水樞紐工程。
2、接入電力系統(tǒng)
根據(jù)《黔中水利樞紐工程接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)》的相關(guān)規(guī)定，黔中水利樞紐電站與渠首電站產(chǎn)生的電能主要輸送至六盤水電網(wǎng)，為實(shí)現(xiàn)電能高效、安全輸送，節(jié)約成本，充分考慮電站裝機(jī)規(guī)模及單機(jī)容量，并結(jié)合電站起到的主要作用，為對(duì)電站的主接線進(jìn)行進(jìn)一步簡(jiǎn)化，便于布置，節(jié)省成本，電站決定選用交流一級(jí)電壓接入系統(tǒng)，遵循“就近上網(wǎng)與就近供電”的基本原則。根據(jù)電站的裝機(jī)規(guī)模、保證出力以及利用時(shí)間，電站需要以110kV的電網(wǎng)和梭嘎變電站母線進(jìn)行接入，110kV出線兩回，都和變電站進(jìn)行接入，所用導(dǎo)線的型號(hào)為L(zhǎng)GJ－300mm2，輸電距離約為15km。
3、電氣主接線
3．1、發(fā)電機(jī)與變壓器組合方式
平寨電站共裝機(jī)2臺(tái)，發(fā)電機(jī)與變壓器組合方式為:選用發(fā)電機(jī)－變壓器組單元接線。這種接線方式十分靈活，便于后期維護(hù)和管理。
3．2、110kV側(cè)接線方式
電站的升壓側(cè)選用橋形接線，110kV出線兩回，都和變電站進(jìn)行接入。
3．3、廠用電接線方案
本電站對(duì)于廠用電的可靠性提出了較高的要求，供電范圍相對(duì)較大，除了要向動(dòng)力、照明以及公用供電，還要為壩區(qū)負(fù)荷提供足夠的用電。為確保供電質(zhì)量和效果，設(shè)計(jì)過程中考慮設(shè)置3處廠用電源，10kV的廠用電系統(tǒng)分別設(shè)置三個(gè)母線。其中，母線I電源和1號(hào)發(fā)電機(jī)相連，母線II電源和2號(hào)發(fā)電機(jī)相連，除此之外，由于在開關(guān)柜當(dāng)中設(shè)置了斷路器，借助主變由系統(tǒng)進(jìn)行到送，這也是獲取備用電源的有效方式。廠用電使用10//0．4KV一級(jí)電壓配電。廠區(qū)廠用變壓器選用2臺(tái)環(huán)氧樹脂絕緣干式變壓器，容量為1000kVA。廠用電的400v共分成兩段母線，即為I段和II段。供電方式選用混合供電。每臺(tái)機(jī)組的自用電和母線相連。廠用電的高壓側(cè)電壓進(jìn)線無需設(shè)置聯(lián)絡(luò)斷路器，借助母線實(shí)現(xiàn)負(fù)荷供電。廠用負(fù)荷在母線上均勻分布，兩段母線之間需要設(shè)置相應(yīng)的母聯(lián)斷路器，但在正常的運(yùn)行狀態(tài)下，它是完全斷開的。如果有一臺(tái)變壓器因?yàn)楣收隙鴶嚅_，則母線的聯(lián)絡(luò)斷路器會(huì)自動(dòng)進(jìn)行投入，從而及時(shí)承擔(dān)廠區(qū)的負(fù)荷。壩區(qū)和進(jìn)水口距離廠房500m以上，壩區(qū)的變電站主要使用雙電源進(jìn)行供電，從母線直接引接，壩區(qū)位置共設(shè)置兩臺(tái)干式變壓器，其容量保持在630kVA左右，將其作為主要電源。另外，還要將柴油發(fā)電機(jī)當(dāng)作廠區(qū)備用電源。
4、照明系統(tǒng)
廠中的工作照明電源主要引接低壓配電，事故照明電源引接廠用電與直流系統(tǒng)。正常狀態(tài)下，事故照明電源主要引接低壓廠用。如果廠用電源失去供電能力，則事故照明會(huì)自行切換至直流系統(tǒng)，廠內(nèi)重點(diǎn)照明場(chǎng)所的照度要求如表1所示。壩區(qū)的照明電源和變電所引接，照明與動(dòng)力實(shí)施混合供電，如果啟閉室出現(xiàn)事故會(huì)自動(dòng)開啟應(yīng)急照明，有效維持時(shí)間為0．5h。
表1廠內(nèi)重點(diǎn)照明場(chǎng)所的照度要求
5、過電壓保護(hù)與接地
(1)直擊雷保護(hù)。本電站主廠房和副廠房的屋頂都安裝了避雷帶，將其作為直擊雷的有效保護(hù)措施。出線平臺(tái)位置，由于線路架設(shè)了避雷設(shè)施，所以互感器與阻波器均可得到有效的保護(hù)。
(2)過電壓保護(hù)。110kV出線側(cè)和母線都設(shè)置避雷器，輸電線路同樣需要架設(shè)避雷設(shè)施。發(fā)電機(jī)的斷路器兩側(cè)需要設(shè)置帶有間隙的避雷器，這樣可以大幅降低對(duì)發(fā)電機(jī)造成的影響與威脅。電站的主變中性點(diǎn)使用隔離開關(guān)進(jìn)行接地，結(jié)合系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，中性點(diǎn)既可以進(jìn)行接地也可以不進(jìn)行接地。為預(yù)防雷電造成的危害，主變之間的中性點(diǎn)需設(shè)置避雷設(shè)施。
6、電氣設(shè)備布置
6．1、發(fā)電機(jī)電壓電氣設(shè)備布置
發(fā)電機(jī)主引出線位于第二象限+Y45C，引出線高程為1190．45m。發(fā)電機(jī)中性線位于第三象限－Y45C，引出線高程為1190．45m。
6．2、主廠房
電站的廠房為典型的壩后形式，電站廠房共裝機(jī)2臺(tái)，每段機(jī)組的長(zhǎng)度為10．5m，安裝場(chǎng)的長(zhǎng)度為18．74m，主廠房的總體長(zhǎng)度為54．66m。在發(fā)電機(jī)的上游位置，每個(gè)機(jī)組都要布置一定數(shù)量的機(jī)旁屏，設(shè)計(jì)數(shù)量為13塊，勵(lì)磁屏4塊，LCU(Lo-calControlUnit)屏3塊，保護(hù)屏1塊，測(cè)溫屏1塊，儀表屏1塊，還包括振擺度裝置與調(diào)速器油壓裝置。
6．3、副廠房
主廠房的上游為副廠房，一共分成6層進(jìn)行布置。為提供便利，副廠房中需要安置一臺(tái)電梯，其電氣設(shè)備布置為:
①首層高程約1187m，主要為低壓配電室，需要布置的電氣設(shè)備包括:廠用變壓器、開關(guān)柜、發(fā)電機(jī)母線和勵(lì)磁變;
②次層高程約1192m，主要為開關(guān)柜室，需要布置的電氣設(shè)備包括高壓開關(guān)室;
③三層高程約1198m，主要為電工實(shí)驗(yàn)室、資料保存室與主要電纜通道;
④四層高程約1204m，主要為主變層，和安裝間的高程相等，設(shè)有主變兩臺(tái)。隔離開關(guān)、避雷設(shè)施等設(shè)置在主變右端。低壓端子和共箱封閉和母線相連;
⑤五層高程約1214m，主要為GIS(Geographic Information System)電纜層;
⑥末層高程約1217m，主要為GIS層，共設(shè)成套設(shè)備與中控室。
110kV配電設(shè)備選用全封閉組合電器，共有7個(gè)間隔和2進(jìn)2出的母線。其下層是電纜層，再下層是主變室。所有間隔匯控柜對(duì)應(yīng)布置在每個(gè)間隔的下游側(cè)。110kV的出線場(chǎng)處在GIS層屋頂，高程約1228m，共設(shè)置兩回出線設(shè)備，配備相應(yīng)的互感器與避雷裝置。
6．4、壩區(qū)布置
壩區(qū)上的配電房長(zhǎng)度為19．32m，寬度為8．48m，設(shè)有低壓饋電屏、LCU等裝置，壩區(qū)變壓器和柴油發(fā)電機(jī)組等，各閘門電控設(shè)備布置于啟閉機(jī)室。
7、結(jié)束語
平寨電站規(guī)模宏大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，電站的電氣一次設(shè)計(jì)滿足相關(guān)規(guī)程的實(shí)際要求，同時(shí)根據(jù)自身的實(shí)際特點(diǎn)，按照因地制宜的基本原則，從技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理、施工便利等角度入手對(duì)電氣設(shè)備選型與布置實(shí)施深入分析。電站所選的電氣設(shè)備不僅技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)性好，而且方便后續(xù)維護(hù)，布置方式合理，可為電站的穩(wěn)定運(yùn)行打下良好的基礎(chǔ)。
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