水电站电气技改探微

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 水电站电气技改探微 摘 要 保证水电站电气设备安全、 可靠、长周期地运行，加强水电站电气 设备的维护，迅速及时地排除设备故障， 延长设备的使用寿命，是每一个电气运 行和维护人员的主要课题。但我国小水 电站运行已久，机组的效率严重下降， 对小水电站进行改造很有必要，本文主 结合实例对水电站的电气改造技术进行 阐述。 中国论文网 /1/view-12788824.htm 中图分类号：TV74 文献标识码： A 文章编号： 1009-914X（2015）24- 0042-01 一、电站电气设备的分类及布置 一般而言，可将水电站中的电气 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 设备分为两大部分。即电气一次设备以 及全厂电气二次设备。水电站的电气设 备在布置的时候，要尽可能地减少土石 方的开挖量，并要尽力减少土建工程馈 以及电气设备的占地面积。还要注意将 高压开关站与发电机和主变压器等设备 之间的接线尽量进行缩短，特别是要缩 短变压器与发电机之间用于大电流的接 线。尽可能不要发生机械管线同电气接 线交叉的情况，这样一方面可以节省连 接母线，降低对电能的损耗，另一方面 也可以减少故障发生的机率，有利于设 备的维护以及安全运行。 二、小水电站的电气改造技术分 析 1、水电站的基本情况。某水电 站设计年径流深为 1428.9mm，多年平 均流量为 23.8m3 /s ，其装机容量为 41250kW。随着三级水电站的兴建投 产，水电站设计引用流量及发电上网方 式将发生大的变化，其电气一次系统需 进行相应技改后才能满足上网要求。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 2、水电站发电引用流量及上网 方式分析。 （1）发电引用流量发生变化 一、二级坝根据水电站初步设计 报告及其批复，电站各级装机规模及发 电指标见表 1。 初设阶段经对电站所在流域的岩 溶发育、岩溶渗漏等方面的专题研究表 明，在二叠系地层中存在 3 条地表水渗 漏通道。该二叠系地层岩溶水与二级坝 址下游岩溶大泉或暗河具有良好的连通 性，是一级坝址以上流域地表水渗漏的 重要通道，且渗漏水量主要在二级坝址 以下回归地表址实际径流比无渗漏情况 下的径流小，三级坝址实际径流基本不 受影响。鉴于此，二级坝址径流按一级 坝址径流经面积修正而得。 表 1 水电站装机规模及发电指标 表（初设成果） 名称 一级电站 二级电站 三级 电站 备注 坝址控制流域面积（km2 ） 525 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 620 690 坝址处多年平均流量（m3/s ） 17.2 20.3 23.8 坝址处多年平均径流量（亿 m3） 5.42 6.4 7.5 年径流模数（m3/ （ s. km2） ） 0.03276 0.03274 0.03449 总库容/调节库容（万 m3） 9859/6730 设计引用流量（m3/s ） 49.2 51.75 64.8 年调节 额定水头（m） 165 53 48.5 装机容量（万 kw） 32.4 30.8 21.05+40.125 多年平均发电量（亿 kWh） 2.266 0.749 0.827 年利用小时数 3146 3121 3180 从表 1 中的径流量结果分析，二 级坝址与一级坝址区间流域面积为 95km2，两坝址间多年平均流量相差 3.1m3/s，两控制流域面积的年径流模数 基本相当；三级坝址与二级坝址区间流 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 域面积为 70km2，两坝址间多年平均流 量相 3.5m3/s， 两流域面积的年径流模数差异较 大，此结果基本符合上述岩溶渗漏对坝 址径流与区间径流的影响推论。 3、水电站电气一次系统技改方 案。 （1）电气主接线。三级电站投 产后将将直接改变原水电站的发电上网 条件，其设备利用小时数将降低为 1300h 左右，与三级电站投产前的设备 年利用小时数 55OOh 和初设成果 3180h 相差很大，发电量将降低为 650 万 kWh 左右。因此，在其电气主接线技改方案 上，宜遵循接线简单、技术可行、经济 节约的原则。 首先，由于原水电站采用每两台 发电机与一台变压器组成扩大单元电气 主接线，发电机出口电压 6.3kV，两台 3150kVA 主变并列运行，接入系统侧电 压为 35kV；电站采用两机一变的扩大 单元主接线形式，其发电机出口电压 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 10.5kV，主变接入系统侧电压 110kV， 因此，水电站通过三级电站接入系统时 有 110kV， 35kV 和 10.5kV 三个接入 方案可供选择。显然，若采用 110kV 接 入方案，则水电站需将原两台 35kV 主 变更换为一台 110kV 主变，并需增加两 侧 110kV 进出线间隔、110kV 联络线路 （长约 300m）等，尽管其可靠性高， 但投入费用高达 175 万元；若采用 35kV 方案，则需增加 35kV 联络线路 （长约 300m）和对 侧 35kV 母线及进线间隔、对侧 主变容量增大 6300kVA 此时应为三卷 变压器） ，该方案可靠性较高，但投入 费用需 90 万元；若采用 10.5kV 方案， 需将本侧原两台 35kV 主变更换为一台 或两台 10.5kV 主变、增加两侧 10.5kV 进出线间隔及联络线路（长约 200m ） ， 对侧主变容量增大 6300kVA 此时为两 卷变压器） ，该方案可靠性仍较高，投 入费用仅需 7085 万元（一台主变方 案时为 70 万元，两台方案时为 85 万元） -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 ，且可回收两台 3150kVA/35kV 变压器 残值 45 万元，简化三级电站继电保护 配置，但其变压器空载损耗略高，变电 设备运行灵活性稍差。现根据水电站发 电条件变化情况经综合比较，其升压送 出侧拟采用 10.5kV 方案，以线路一变 压器单元形式接入紧邻的三级电站 10.5kV 发电机母线，联络线路采 10.5kV 高压电缆。 （2）高压开关设备选择。原水 电站 6.3kV 电压等级开关设备均选用 GC-1A 型高压固定式开关柜，其中断路 器选用 SN10-10 型（少油户内式） ，隔 离开关选用 GNB-10 型.配 CD10 电动操 作机构和 CS6-1 手动操作机构。经现场 了解，水电站自投产至今，各高压开关 柜运行正常。因此，水电站技改时，本 侧各发电机出口的高压开关设备及 6.3kV 母线高压开关设备可维持不变， 但由于技改后 6.3kV 母线不再分段，故 可取消一组 PT 柜和一组避雷器柜，并 将原 6.3kV 母线分段断路器柜改为主变 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 低压侧进线柜使用，经复核，其断路器 额定电流和短路电流满足技改后要求， 但由于回路的额定电流增加一倍（即由 287A 增加为 574A） ，需更换相应的 LAJ1-10 型电流互感器，更换前的变比 为 400/5 A，更换后的变比为 600/5A） 。 （3）厂用电接线。原水电站设 置两台厂用变回路，一回路接自本站发 电机 6.3kV 母线，另一回路接自外来 lOkV 线路。由于外来 10.5kV 线路系当 地南网线路，其运行可靠性较差，电站 汛期易受到洪水淹没厂房的威胁。现因 水电站紧邻三级电站，厂用负荷较小， 故其外来厂用电源可以 400V 电压等级 直接取自三级电站厂用电系统，其可靠 性将大大提高。 （4）技改效果分析。技改后， 水电站采用四台发电机与一台主变压器 组成扩大单元的电气主接线形式，以一 台新购 510-6300kVA/10.5kV/6.3kV 的主 变压器代替原安装的两台 3150kVA/35kV/6.3kV 主变压器，并通 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 过长约 200m 的 10.5kV 高压电缆与三级 电站 10.5kV 母线联络，从而实现就近 上网。该主接线简单清晰，运行维护方 便，由于三级电站投产后，水电站发电 设备年利用小时数及年均发电量均减少 76.4% ，其设备运行可靠性及灵活性可 得到保证；上网方面，以 10.5kV 联络， 其联络线路短，三级主变可只选用两卷 形式，可简化主变差动、