古田溪一级水电站110kV开关站改造方案探讨

2013年第4 古田溪一级水电站l l 0春霖 (福建省水利水电勘测设计研究院，福建福州350001) 摘要：该文分析了古田溪一级水电站对水电站引水及发电系 统改扩建工程的实际情况，在保证水电站运行可靠性的前提下，建议角形接线简化为单母线分段接线。从水电站长远稳定运行、减少维护工作量和综合经济效益 的角度考虑，建议110 大限度减少水电站停电时间，减少施工过渡期内对旧电站发电和引水及发电系统改扩建工程的影响。 关键词：古田溪一级水电站；11O 图分类号：献标识码：B 文章编号：10023011(2013)04002303 1 工程概况 台主变，通过 0 古田溪梯级水电站位于福建省闽江下游北岸支 流古田溪上，流域面积1 799 河道落差约300 m，共分四级开发。古田溪一级水电站位于福建省 古田县境内，主体工程于1951年3月正式动工，设 计装机容量62 956年第一台机组建成投产， 1959年6月机组全部建成投产。水电站设3台主变 压器，共3回出线，110 线，采用敞开式设备，断路器采用少油开关(后 改用开关站占地面积为98 m m。 由于引水系统及机电设备老化，危及运行安全， 且存在与梯级下游发电流量不匹配等问题，通过安 全论证，2012年立项对古田溪一级水电站引水及发 电系统进行改扩建，废弃原地下厂房，新建引水系 统，在原址附近新建一座地面式发电厂房。新厂房 设计装设2台55 年平均发电量3525 亿利用小时数3 205 h。 根据2011年12月福建省电力勘测设计院编制 的“古田溪一级水电站引水及发电系统改扩建项目 接人系统研究”报告，水电站技改建成后将在省电 网中承担调峰和容量备用任务；保持原一级站接入 系统方案不变，即维持原有三回(分别为联一线、 联二线和古城线)的1 10 本次古田溪一级水电站引水及发电系统改扩建 工程将利用现有110 时在新厂房设2 收稿日期：20130912 2开关站改造的必要性 古田溪一级水电站110 置见图 1)已投运五十多年，除断路器在十年前进行过更 换外，其余设备的运行年限均达三十年以上，混凝 土浇筑的出线构架、母线构架及设备支柱等均出现 表层水泥脱落，钢筋外露、锈蚀严重等现象，如不 及时改造处理，将严重影响设备受力及动热稳定， 危及开关站的安全稳定运行。 图1现有古田溪一级水电站110 角形接线为古田溪一级水电站110 接线方式，虽然运行可靠性、灵活性高，满足安 全稳定运行要求，且已运行五十多年，电厂已积累 大量运行经验，但该接线复杂，每回进出线都对应 2个断路器，继电保护整定配合和二次接线较复杂， 不利于实现自动化和远动化，且六角形接线断路器、 隔离开关数量众多，敞开式开关设备维护工作量大， 存在误操作风险。站内隔离开关和3 2013年第4期 等也因设备老旧、性能老化已列入改扩建工程改造 更换项目。 本次改扩建因装机台数的变化，水电站110 进出线回路数变为3出2进，如110 用六角形接线，则有一角无进线接入，接线形式 不尽合理。如利用现有设备及其布置方式，改为五 角形接线，接线方式全盘继承了六角形接线的缺点， 没有任何改变，除断路器，其余设备仍要更换，所 有的设备基础支柱、构架需重新制作，还要更换一 次拉线，改造工作量极大，施工时间长；改造期间 旧电站电能无法送出，原可利用新电站施工期间继 续发电的旧电站报废时间提前。 古田溪一级水电站1 10 于上世纪五六十年代，该电站在福建省电网中举 足轻重的重要地位所决定的。随着福建省电网的不 断发展壮大，到2012年底，全省装机容量已达 3 885万田溪一级水电站即使在改造扩建后 也仅装机11万占比重还不到03，对电 网的安全稳定运行已不构成重大影响。随着设备技 术水平的提高，各种接线的可靠性相应提高，况且 古田溪水库具有年调节性能，在确保水电站安全稳 定运行前提下，接线方式可适当简化。 综合工程实际，从改造工作量、停电时间、改 扩建工程工期安排和运行安全、可靠、实现无人值 班等角度分析，推荐开关站结合本次改扩建进行接 线方式、设备型式及布置的全面改造。 3 1 1 0据水力发电厂机电设计规范(5186 2004)，古田溪一级水电站引水及发电系统改扩 建工程的110 采 用接线相对简单清晰的单母线接线或单母线分段 接线。 单母线方案特点是：接线简单清晰，投资相对 省。但进出线回路数较多，母线故障或检修将造成 两台机组电能无法送出，对梯级发电的影响大，该 接线可靠性和灵活性相对较差。 单母线分段方案特点是：接线可靠性和灵活性 相对较高，母线检修或故障只影响水电站一台机组 的电能送出。与单母线方案相比，需增加一个110 隔设备， 投资较单母线方案稍大。 24 两个方案均能满足水电站运行工况要求，由于 3回出线未做改动，因此两种方案在继电保护配置 及二次接线上并无太大差别。从提高水电站安全稳 定运行可靠性及灵活性角度考虑，推荐采用单母线 分段方案。 4 110着近年来电气设备制造技术和工艺的不断提 高，国内个110 (招投标价格更低，进口合资厂的造价相对高)。 靠性高，设备检修周期长，运 行维护工作量少，且占地面积小，设备基础施工工 作量小。 古田溪一级水电站开关站改造采用更突出。占地面积小使开关站改造可以边改造施 工，旧电站边运行发电，可以做到少停电。由于 110 场只需将各间隔 母线连接拼装即可，现场安装调试时间短，施工安 装工作量少。如果采用常规的敞开式开关设备，开 关站占地面积大；由于与原接线不同，设备布置调 整变化大，绝大部分设备需重新定位，设备的支架、 构架要重新建设制作，施工安装时间长；且无法做 到施工改造与旧电站发电相兼顾，停电时间长(预 计4个月以上)。 敞开式开关设备方案(按单母线分段接线为 例)虽然在投资上(180万元，不含断路器投资， 包括刀闸、互感器、避雷器、设备支柱和构架、一 次拉线、金具、绝缘子串等投资)较460万元)节省投资280万元，但施工安装期无法 做到施工改造与旧电站发电相兼顾。虽然古田溪水 库有一定的调节能力，但长时间停电，除要下泄生 态流量(442 m s)外，还影响整个梯级的经济效 益，所节省的投资还抵不上停电带来的损失(仅古 田溪一级水电站就将损失电量约1 260万 目前电价0245元308万元)。且常规 敞开式开关设备运行维护工作量大，检修时间长， 可靠性远不如因此，虽然采用但从水电站长远稳定运行、减少维护工作量和综合 经济效益的角度考虑，建议110 2013年第4期 5现场改造施工方案 6结语 原古田溪一级水电站110 ，开关站占地面积达98 m45 m，采用线分段接线方案，占地面积仅需27 m17 m。 古田溪一级水电站引水及发电系统改扩建工程 1号机组计划投产时间为2015年7月31日，则开 关站改造工程可从2015年1月开始动工，拆除开关 站内原联一线及原1号主变进线相连的3个开关间 隔设备及开关站内原1号主变11间隔设备，拆除联一线出线侧相关设备、门架、 导线等。拆除原设备后，可供布置的面积有36 in x 24 m(见图1中虚线框部分)，满足要求。置，则联一线出线终端塔无需改动，只需重新建 设出线门架，同时将联二线和城关线的出线门架一 并建好。原设备的构架、支架拆除后，按布置要求进行基础处理，并重新规划该部分电缆 沟。现场进行间隔间 母线的连接。由于，整个施工安装过程不会影响现有设备的运行。 在拆除开关站内原联一线及原1号主变进线相 连的3个开关间隔后，过渡期内原古田溪一级水电 站的110 工过 渡期运行的可靠性和灵活性有所降低。待古田溪一 级水电站引水及发电系统改扩建工程1号机2015年 8月投产后，再将原开关站内与联二线、古城线、 原2、3号主变进线相连的3个开关间隔及原2、3 号主变 间隔设备和联二线 间隔设备、城关线 时进行联二线和城关线终 端铁塔的改造工作。 古田溪一级水电站1 10 ，最终布置如图2所示。 图2古田溪一级水电站110 田溪一级水电站110 ，存在安全隐患，应结合本次古田溪一级水电站 引水及发电系统改扩建工程进行全面改造，电站 1 10 ，可采用单母线分段接线。顾改造施工与旧电站发电运行，最大限度减少施 工所造成的停电时间，可采用可靠性高、占地面积 小、施工安装方便及维护工作量少的该方案在施工工期上能够满足古田溪一级引水及发 电系统改扩建工程的总体工期要求，施工过渡期内 对旧电站发电和引水及发电系统改扩建工程影响小， 方案综合经济效益好。 作者简介：林春霖(1967一)，男，福建福州 人，高级工程师，从事发变电工程电气设计工作。 (上接第12页) 张镇区域的平原涝水排放受外江高潮位较长时 间的顶托。可在张镇村附近设置一座排涝泵站，泵 站流量100 涝水就近抽排人木兰溪， 缩短排涝时间，减轻内涝压力。 5结语 由于极端强降雨增多，城市洪涝灾害的频度和 强度增加，给莆田经济的发展和社会的稳定造成了 诸多不利影响。做好城市防涝体系的科学规划，有 效防治城市内涝灾害，这是城市建设者们面临的新 挑战。 以上通过介绍莆田市“201191”特大暴雨洪 水降雨情况及洪涝灾情特点，分析城市内涝产生