之二、大余县油罗口水电站增效扩容改造工程机组启动验收设计工作报告

1、11 工程概况油罗口水电站位于江西省赣州市赣江流域章江上游。章江是赣江上游的一条主要支流，流域面积 7683km2，主河长 222.3km。河流在三江口以上分成两支，左支上犹江集水面积 4583km2，河长 193.3km，右支章水集水面积 2824km2，河长 176.9km，上犹江与章水在三江口汇合成章江，在赣州市八境台与贡江汇合形成赣江。油罗口水电站坝址控制流域面积557km2。2012 年 03 月大余县章江水电有限责任公司委托赣州市水利电力勘察设计研究院进行油罗口水电站增效扩容改造工程初步设计，2012 年 04月 18 日由江西省水利厅主持，对油罗口水电站增效扩容改造工程初步设计报

2、告进行了评审。22 水力机械2.1 水轮机及其附属设备2.1.1 电站参数 上游水库水位校核洪水位 222.900m（P=0.1%）设计洪水位 222.500m（P=1%）正常蓄水位 220.000m最低水位（死水位） 209.000m 下游水位二台机满发尾水位 191.500m一台机满发尾水位 191.120m最低发电尾水位 190.700m（相当过机流量6.960m3/s） 电站水头最大水头： 28.50m最小水头： 18.00m电能加权平均水头： 25.26m额定水头： 25.0m 年平均发电量：2420kw.h；年利用小时：4033h；保证出力: 1600kw。2.1.2 机型选择电站

3、的最大水头 Hmax=28.50m，最小水头 Hmin=18.00m，额定水头Hr=25.0m，装机容量 23.0MW。通过详细的技术经济比较，油罗口水电3站最终选用赣州发电设备成套制造有限公司生产的立式混流发电机组，共计 2 台套。其中水轮机型号 HLJF3689-LJ-140，转轮直径 D1=1.40m，单机容量 3.0MW。2.1.3 水轮机主要参数水轮机型号： HLJF3689-LJ-140转轮直径： D1=1.40m 最大水头： Hmax=28.50m额定水头： Hr=25.00m最小水头： Hmin=18.00m额定出力： 3141MW额定流量： 13.87m3/s额定转速： 25

4、0r/min飞逸转速： 476.7r/min（协联工况下）额定点模型效率： 92.34额定点原型效率： 92.34水轮机安装高程： 190.50m水轮机总重： 28.6t发电机型号： SF3000-24/3250功率因数： 0.8（滞后）电压： 6.3kV额定转速： 250r/min2.1.4 调速设备每台机组配有武没博达高科电力技术开发有限公司所生产的微机调速器，型号为 YWT-3000-16，额定操作油压为 16.0Mpa，操作功：430000N.m。2.1.5 油压装置1 台调速器配置 1 台油压装置。每台油压装置配置二台油泵。油压装置用油牌号：TSA46 号汽轮机用油。油压装置主要由:

5、 压力油罐、回油箱等组成。2.1.5 进水主阀2 台套进水主阀，型号：1750HD743H-10C，公称直径 DN=1750mm，工作压力 P=0.6MPa。2.1.6 厂内起重设备电站主厂房内安装 1 台 32/5t 电动双钩慢速桥式起重机，跨度为9.5m。桥式起重机的主要性能参数如下：起升重量：主钩 32t，副钩5t； 起升高度：主钩 20.0m， 副钩 22.0m；工作级别：A3（中级工作制）；起升速度：主钩 1.81m/min，副钩 7.0m/min；运行速度：大车30.0m/min，小车 19.0m/min。2.2 主厂房水力机械设备的布置2.2.1 主厂房各层的设备布置主厂房总长度

6、：27.70m，宽度：11.70m，其中，主机间长：22.50m，机组间距：7.00m；安装场位于主厂房的右侧（从上游往下游看），并与发电机层同高程，长度：7.40m，宽度：11.70m，电气副厂房布置在主厂房的上游侧。安装场主要供机组安装、大修所用，该层 1 个厂房消防栓和 1 个下水机副厂房楼梯孔。发电机层布置有 2 台水轮发电机，上游侧布置 2 蝶阀吊物孔，下游5侧布置有 2 台机旁屏和 2 台调速器以及设有下水轮机层楼梯孔 1 个。水轮机层布置有 2 台水轮机及其油气水辅助系统的主要管路，在水轮机机墩周围附近布置有高压顶起的高压油泵及其油箱，与水轮机层同高程设置为水机副厂房（安装场下）

7、 ，靠上游侧设有空压机室。靠下游侧设有透平油库、油处理室。蝶阀层右侧还布置有 2 台检修排水泵。主厂房另设慢速电动双钩桥式起重机 1 台，额定起重量：主钩 32t，付钩 5t，桥机跨度 9.5m。2.2.2 电站主厂房各高程电站主厂房各高程：厂房顶天花板高程： 205.600m桥机轨顶面高程： 202.080m发电机层高程： 195.940m水轮机层高程： 192.100m蝶阀层高程： 188.900m机组安装高程： 190.500m尾水管底板高程： 186.550m2.3 辅助机械设备（油、气、水系统）2.3.1 技术供水系统本工程采用自流供水, 分别从 2 根压力钢管处取水，每根取水管通过

8、滤水器向供水总管供水，供水总管引出 2 根供水管向 2 台机组供水。消防供水采用水泵供水方式。选用 2 台消防泵，水泵型号为XBD3.8/10-80-170，其流量按 2 个厂房消防栓的用水量来考虑，其主要6参数为：流量 Q=36 m3/s，扬程 H=32m，转速 n=2960r/min，电机功率N=7.5kW，手动操作，互为备用。2.3.2 排水系统渗漏排水采用 2 台立式离心泵，型号为 IS80-65-125，其主要参数为：流量 Q=50 m3/s，扬程 H=20m，转速 n=2960r/min，电机功率 N=5.5kW，自动操作，互为备用；检修排水采用 2 台便携式潜水泵，型号为 WO1

9、00-110-5.5。其主要参数为：流量 Q=110m3/s，扬程 H=10m，转速n=2900r/min，电机功率 N=5.5kW，手动操作，互为备用；每台机组的水轮机顶盖排水分别设置了 1 台自吸泵进行排水，型号：50ZX15-12-1.5，其主要参数为：流量 Q=15m3/s，扬程 H=12m，转速 n=2860r/min，电机功率 N=1.5kW。2.3.3 油系统本工程仅设透平油系统透平油系统设 2m3油桶 1 个，油库设挡油门坎及防火门。油处理室设有透平油滤油机（ZJCQ-3 型）1 台，其主要参数为：流量 Q=150L/min，排气压力 P=0.5MPa，功率 N=3.0Kw；齿

10、轮油泵（KCB-200 型）,其主要参数为：流量 Q=200L/min，排气压力 P=0.6MPa，功率 N=4.0Kw。2.3.4 气系统全厂压缩空气系统包括低压气系统与高压气系统两部分。（a）低压压缩空气系统2 台低压气机，型号为：BK18-8，其主要参数为：流量 Q=3.0m3/s，排气压力 P=0.8MPa，转速 n=2784r/min，电机功率 N=18.5Kw；1 台 2m3低压气罐。（b）本工程未设高压气系统。72.3.5 水力测量系统机组监测：机组冷却水温、冷却水压测量，主轴密封水压。全厂性监测：上游水位测量，下游水位测量。2.3.6 通风、空调与采暖主厂房水机层采用自然通风。

11、中央控制室及高压开关柜室分别选用 2 台立柜式空调机，制冷量7kW，制热量 7.8kW。2.3.7 整定值 水系统 机组供水管压力：正常 0.200.30MPa，最低 0.18MPa。DN50 滤水器前后压力差：正常 0.0030.007MPa，控制在 0.010.014MPa 范围内清污。 消防供水压力：正常 0.180.25MPa，最高 0.3MPa，最低0.15MPa。 渗漏集水井水位：工作泵停 188.00m，工作泵开 188.50m，备用泵开并报警 188.70m。 气系统低压气系统设置 2m3气罐 2 个，空压机 2 台，自动操作，互为备用。低压气系统正常工作压力为 0.6MPa0

12、.8MPa，低压气罐压力（气罐上有 2 个压力显控器）：工作机启动压力 0.65MPa，备用机启动并报警压力 0.60MPa，停机发信号并报警压力 0.85MPa，气罐安全阀动作压力0.85Mpa。 水轮机调节保证 机组在最大水头运行工况下突甩负荷时，导叶前最大压力上升值8不大于 50%； 机组在额定运行工况下突甩负荷时，最大速率上升值不大于55； 其 他由厂家供货的设备如调速器、油压装置、等设备的各项参数值，以厂家给定值为准。2.4 水机改造内容 更换 2 台套水轮发电机组； 更换 2 台套水轮机导水机构； 更换调速器 2 台及油压装置 2 台； 增设 2 台消防供水泵； 增设 2 台全自动

13、滤水器； 更换 2 台进水蝶阀； 更换 2 台渗漏集水井排水泵； 更换 2 台低压气机及 1 台低压气罐； 增设 2 台顶盖排水泵； 更换 2 台检修排水泵。2.5设计变更72 小时试运行出力数据与设计出力数据对比表出力（Kw）时间上游水位（米）下游水位（米）1#机实际出力1#机设计出力2#机实际出力2#机设计出力92015.5.15217.11191.6425992777283227772015.5.16216.93191.6425662725281627252015.5.17216.74191.6424792698278826982015.5.18216.53191.64243325802

14、7092580由此表可以看出，在相应水头下，1#机由于流道改变，出力未达到设计要求，2#机出力满足设计要求。电站正常蓄水位是 220.00 米。2.6设计变更本专业无设计变更。103 电 气 根据水利部、江西省水利厅关于农村水电增效扩容改造工作的指导意见和油罗口水电站增效扩容改造工程实施方案的要求，电站在电气专业方面进行如下改造内容：控制保护系统由常规的监控及保护系统更换为微机监控及保护系统；更换微机励磁装置 2 套；对户外高压设备，如 35kV 断路器、35kV 隔离开关、35kV 电压互感器、避雷器、熔断器、导线等全部进行更换改造；户外主变压器不进行更新改造，利用原有设备；户内开关设备全部

15、实行更新改造； 户内厂变更新改造为户内干式变压器； 所有电缆进行更新改造3.1电气主接线3.1.1 电站与电力系统的连接油罗口水电站位于大余县城西约 10km，总装机 23000kW，多年平均发电量约为 2416 万 kw.h，根据大余县电网结构及电网近远期规划，本次技改后仍采用原接入系统方案，原接入系统方案为：35kV 出线 2 回，其中 1 回 35kV 线路与江西省电网连接，并接至大余县 35kV 宝珠山变电站；另一回接入广东省南雄县电网。6.3kV 出线 2 回，其中一回为近区负荷供电，另一回接入城郊线。3.1.2 主接线设计11改造后水电站装机维持原来不变 23000kW，发电机电压

16、6.3kV，35kV 出线采用两回。根据本电站在系统中的作用，装机台数及规模，按照接线简单清晰、技术先进、经济合理、便于分期过渡的原则对电气主接线进行了多方案的比较。经过比较最终推荐的方案为: 在发电机电压侧，采用发变组单元接线；升高电压 35kV 侧采用单母线断路器分段接线。改造后水电站设有两台厂用变压器分别挂接在 6.3kV、段母线上，容量均为 160kVA，两台厂用变互为备用。同时为保证电站运行安全可靠和考虑电站闸门防汛要求设置一台 100kW 柴油发电机作为电站的备用电源。3.2主要电气设备主要电气设备选择的基本要求：与工程规模、产品方案和技术方案相适应，满足工程投产后生产的要求；主要

17、设备之间、主要设备与辅助设备之间能相互配套；设备质量可靠、性能成熟，保证生产和产品质量稳定；力求经济合理；选择的设备应符合政府部门或行业发布的技术标准要求。依据系统专业提供的远期最大运行方式下系统阻抗，发电机电压侧（6.3kV）发生三相短路时，短路点的短路电流为 7.16kA，冲击短路电流为 18.92 kA；升高电压侧（35kV）发生三相短路时，短路点的短路电流为 2.28kA，冲击短路电流为 5.69 kA。所有电气设备的开断电流均为25kA 以上，均大于短路电流，动稳定和热稳定均能满足要求。根据选定的电站装机和电气主接线，改造选定的主要电气设备如下：12 水轮发电机 共 2 台 型 号：

18、 SF3000-20/3150 额定功率： 3000kW 额定电压： 6.3kV 额定功率因数： Cos=0.80 额定转速： 250r/min 主变压器 (利用原有) 共 2 台 容 量： 4000kVA 电 压 比： 38.522.5%/6.3 kV 接线组别： Y，d11 阻抗电压： 7.0% 厂用变压器 共 2 台 型 号： SCB11160/6.3 电 压 比： 6.35%/0.4kV 接线组别： D，yn11 阻抗电压： 4% 35kV 断路器： ZW740.5/630-25kA 外附电流互感器5 台 35kV 隔离开关： GW440.5/630 8 组 35kV 电压互感器：JD

19、ZXW335 型kV31 . 0/31 . 0/335 6 台 JDN235 型 35/0.1kV 0.5 级 2 台 35kV 避雷器： YH5WZ51/134 6 只 35kV 熔断器： RXWM1035/0.5 10 支 6.3kV 高压柜 KYN28A-12 14 面13 0.4 kV 低压屏 TGGD 5 面 0.4 kV 动力箱 TXL 7 面3.3过电压保护 电站直击雷的保护：在电站主厂房和副厂房房顶设置避雷带保护，在开关站 35kV 出线上装有避雷线。在 35kV 变电站设置 2 根独立避雷针进行联合保护(本设计为利用原设计)。 雷电侵入波的过电压保护：电站 35kV 电气设备

20、采用在 35kV 母线上设置氧化锌避雷器进行保护。发电电压设备的保护，在发电机6.3kV 母线上分别设置一组避雷器(本设计为改造设计内容)。3.4 接地本次改造工程中所有更换的机电设备均采用 506 镀锌扁钢两点可靠接地，与原电站接地网连接。3.5电气设备布置因油罗口水电站属增效改造工程，所以电气设备的布置和安装高程均维持现状不变,仅对高压室作了部分调整。3.6照明采用交流电源做正常照明电源，事故照明电源由逆变电源屏提供。本次改造工程新增逆变电源 1 套。143.7电气二次部分3.7.1微机保护装置本次增效改造工程将原有的常规控制保护系统更换为全站微机监控及保护系统。继电保护装置为了迅速地切除

21、事故或防止故障范围的扩大，确保电站正常安全运行，对主要电气设备及 35kV 线路装设下列保护：（所有保护采用微机型保护装置） 。发电机保护发电机保护采用武汉联华电气有限责任公司提供的 LH-CD02、F02、F03 系列数字式发电机保护测控单元，设置比率制动差动保护、差动速断保护、复合电压启动过电流保护、过负荷保护、过电压保护、定子单相接地保护等。发电机保护按发电机单元组屏安装。变压器、线路保护主变保护采用武汉联华电气有限责任公司提供的 LH-CD04、B04 系列数字式主变保护测控单元，设置比率制动差动保护、差动速断保护、复合电压启动过电流，主变非电量保护有瓦斯及温度保护等。35kV 线路保

22、护采用北京四方继保自动化股份有限公司提供的 CSC-2000 系列数字式线路保护测控单元，配置具有距离保护、过电流保护、过负荷保护及重合闸等的保护。主变保护组一面屏安装。线路保护与厂变保护组一面屏安装。3.7.2机组及附属设备的操作15机组自动操作本电站按“无人值班（少人值守） ”的原则设计。机组满足起动条件后，电站运行人员在中控室上位机上能以一个指令完成机组的起动、并网或停机。当机组事故时，能实现自动紧急停机。控制系统根据系统设计原则以及水电厂的特点，其计算机监控系统采用计算机监控为主，简易常规控制设备为辅的方式。系统结构采用符合国际标准的开放式环境下分层、全分布计算机系统。系统由电站主控层

23、、现地控制层和接口层（传感器及二次回路）等组成。附属设备操作A. 机组油压装置控制机组油压装置设有两台油泵，互为备用。油泵操作可以现地手动，也可以中控室手动/自动。自动启停油泵时，把 1（2）油泵控制开关1QK（2QK）转至“自动”位置。当油压装置油罐油压降低至工作油压下限时，主用油泵启动，油压上升，直至油压回复到工作压力上限值油泵电机停止运转。若在工作泵运转过程中油压下降到正常压力下限以下时，备用油泵也投入工作，直到油压回复工作压力上限，两油泵才停止运转。当油压降到事故低油压值时，向机组 PLC 发出事故停机信号，并作用于机组停机。两油泵互为备用，定期切换。B.低压气机控制全站设有低压气机

24、2 台。低压气机操作可以现地手动，也可以中控室手动/自动。当自动操作时，把 1（2）低压气机控制开关1QK（2DK）转至“自动”位置。当低压储气罐压力降低到工作压力下限时，主用低压气机启动。当气压上升到工作压力上限值时，低压气机停16止运转。低压气机储气罐温度过高或储气罐压力不正常时，均能向公用PLC 发出故障信号。C. 渗漏排水泵控制全站设有渗漏排水泵 2 台，互为备用。排水泵操作可以现地手动，也可以中控室手动/自动。其控制原理与机组油压装置油泵控制原理相似，这里就不再详述。D进水蝶阀现地控制全站设有进水蝶阀 2 台，进水蝶阀现地控制柜采用 PLC 控制。控制单元能够按规定的程序和条件实现自

25、动和手动操作，完成水轮机进水蝶阀的开启和关闭，并能够及时调整开启和关闭的时间；进水蝶阀现地控制柜能够对水轮机进水阀动水关闭和关闭时间进行严格的控制；进水蝶阀系统用的漏油箱，当位置升降到规定的油压位置时，能够自动控制油泵的启动和停止，当油压过高时，能够发出报警信号；信号位置及状态显示，能够同时通过 I/O 和通讯功能上传至机组 LCU屏。 同期系统电站采用深圳智能有限公司提供的 SID 多对象微机自动准同期装置，多功能数字式手动同期装置，设置有手动准同期、微机自动准同期、自动自同期三种同期方式。发电机与变压器以微机自动准同期为正常同期方式，其它两种方式为备用同期方式。35KV 出线均采用手动准同

26、期方式。 励磁系统励磁系统由原励磁设备更换为微机静态可控硅励磁装置。发电机励17磁装置选用武汉陆水自动控制技术有限公司的静态励磁系统。整个励磁系统由干式励磁变压器、可控硅整流桥、调节器、灭磁装置、强励、欠励、起励设备等组成。属自并励励磁方式。 直流系统直流系统采用武汉联华电气有限责任公司提供的 100AH 的直流系统，它由 4 面屏组成，分别为充电屏 1 面，馈线屏 1 面，电池屏 2 面。3.7.3通信对外通信及调度通信维持现状不变。3.8主要设计变更电气专业在本次增效改造工程中无重大设计变更。184 设计文件质量管理4.1 建立完整的质量保证体系在设计过程中，认真推行全面质量管理，建立完整

27、的质量保证体系，具体体现在：(1) 有明确的质量方针、质量目标和质量计划。(2) 各职能部门有严密的、相互协调的组织机构和职责分工。(3) 坚持事前、事中、事后的“三控制”制度，保证设计文件的内容和深度都符合要求，满足工程建设需要。(4) 建立有高效灵敏的质量信息反馈系统，并保证质量信息传递及时、准确。(5) 建立有保证质量目标实现的各类标准和各项规章制度，并对执行情况进行考核评比，落实质量、进度的奖惩制度。(6) 设计过程遵循 PDCA 循环的思想和方法、不断提高设计质量。4.2 设计方案的选定设计人员根据工程勘测资料以及现场踏勘情况，对工程进行合理的布置，并向院里提交水工设计方案、施工设计

28、方案、机电设计方案等。由院组织各专业的工程技术人员和专家，在经过深入、详细了解情况，认真分析论证后，对设计方案进行审核，提出修改、补充和完善的意见，以保证设计方案在技术上先进、经济上合理，满足甲方对工程的功能、效益等各方面的要求。194.3 设计图纸的质量管理油罗口水电站增效改造工程技施设计依据我国现行规范、规程及已批准的初步设计，按照技施设计精度要求和施工进度要求，分阶段认真设计。根据工程实际情况，由院部确定该工程项目总负责人和各专业项目负责人，由各专业项目负责人对各专业项目进行分解，确定各分项目负责人，再由分项目负责人对分项目进行细化，把每张图纸分配到各设计人员手中。在保证图纸质量和进度的

29、前提下，根据施工单位的施工进度计划，安排好本工程的设计出图计划。每张图纸的成图都必须经过严格的校审关。设计校核审查，这个步骤是每一张图必不可少的“生产”程序。以水机、电气图纸为例校审的内容主要是：(1) 首先与设计方案是否相符。(2) 各设备的平、立面布置尺寸、高程及标注是否无误。(3) 各设备是否符合使用功能的要求。(4) 各设备原理设计是否安全、经济、可靠。油罗口水电站增效改造工程技施设计在进度上满足了施工需要，在深度和精度上符合现行规范要求。设计质量受到参建单位的好评。205设计为工程建设服务我院在本工程设计服务上，主要体现在以下几方面： 派驻现场设计代表与项目设计人员一起现场处理设计问

30、题。 根据工程施工进度安排，根据设计合同按时提供设计图纸，给予参建单位充分的准备时间。 及时进行施工图纸技术交底，解答问题，对施工提出建设性建议。 随着施工的深入，及时根据实际情况，对施工图进行必要的变更，特殊问题，还与参建单位现场讨论确定处理方案。6 经验和建议 建立完善的工程管理制度，加强工程的观测和资料整理工作，以保证工程的安全运行。217 附 件7.1技施设计完成的工作量水机专业：从 2013 年 9 月开始，到 2015 年 2 月结束，共完成技施设计图纸 33 张，计算稿 1 份，技术协议 2 份。电气专业：从 2013 年 9 月开始至 2015 年 3 月底基本结束，共提供：技

31、施设计图 179 张（其中电气一次部分 14 张，电气二次部分 165 张） ，继电保护和自动装置整定值 1 份，完成计算稿 1 份。7.2设计机构设置和主要工作人员情况表7.2.1设计机构设置 院 部生产技术科项目负责人专业负责人专业项目组227.2.2主要设计人员情况表 水机：李建华 周永忠 刘承富 电气：李福生 高 松 孙文海 7.3 工程特性表23表 7.1 工 程 特 性 表序号名 称单位改造前本次设计一水 文1流域面积坝址以上km25575572利用水文系列年限年343多年平均径流量亿 m34.745.274代表流量多年平均流量m3/s15.2116.2调查历史最大流量m3/s60

32、806080设计洪水（P=1%）洪峰流量m3/s1470校核洪水（P=0.1%）洪峰流量m3/s2640二水库水位1设计洪水位（P=1%）m222.34222.502校核洪水位（P=0.1%）m224.40222.903正常蓄水位m220.00220.00三下泄流量及相应下游水位1设计洪水位时最大泄量m3/s相应下游水位m2校核洪水位时最大泄量m3/s相应下游水位m四发电效益装机容量kW30003000保证出力kW15831600多年平均发电量万 kWh19502420年利用小时h40264033四特征水头最大水头m30.028.5最小水头m18.018.0平均水头m25.26额定水头m28.

33、525.024表 7.1 工 程 特 性 表序号名 称单位改造前本次设计五主要建筑物及主要设备1拦河坝坝顶高程m225.80225.80最大坝高m35.8035.80坝顶长度m177.00177.002付坝坝顶高程m226.00226.00最大坝高m31.0031.00坝顶长度m93.0093.003引水道拦污栅扇33拦污栅启闭机台11尾水检修闸门扇11尾水检修闸门启闭机台116溢洪道引洪渠长度m140140引洪渠宽度m3333进水闸孔数孔33进水闸净宽m310310堰顶高程m215.0215.0闸墩厚度m1.51.57发电厂房布置形式坝后式坝后式主厂房尺寸（长宽）m27.711.727.711.7机组间距m7.07.0厂房顶天花板高程m205.60205.60安装场高程m195.940195.940发电机层高程m195.940195.94025表 7.1 工 程 特 性 表序号名 称单位改造前本次设计机组安装高程m190.50190.50水轮机层高程m192.100192.100蝶阀层高程m188.900188.900六主要机电设备1水轮机台 数台22型 号HL123-LJ-140HLJF3689-LJ-140额定出力kW25