摘 要：文章簡要介紹了金寨流波水電站的電氣一次設(shè)計(jì)，對電站的電氣主接線的選擇、廠用電及壩區(qū)供電等進(jìn)行描述。

關(guān)鍵詞：電氣主接線；廠用電；變電站；過電壓；接地；照明

1工程概述

流波水電站是燕子河水電站梯級開發(fā)中的末級電站，地處安徽省金寨縣東南部，位于淮河流域西淠河主源燕子河出口處，壩址控制流域面積475km2，發(fā)電廠房位于響洪甸水庫庫尾，距響洪甸大壩16km，距縣城梅山鎮(zhèn)約55km。電站總裝機(jī)容量2×12.5MW，年利用小時(shí)數(shù)為2811小時(shí)。電站按少人值班控制方式設(shè)計(jì)，采用計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)控制。

2電站接入系統(tǒng)及電氣主接線的選擇

2.1電站接入系統(tǒng)

電站作為地方電網(wǎng)的骨干電站，主要承擔(dān)調(diào)峰任務(wù)。電站附近無近區(qū)負(fù)荷，而距本站約10km處有青山110kV變電所。因此經(jīng)過線損和電壓損失的核算并征得金寨縣水電局同意，電站出線采用一回110kV電壓等級架空輸電線路接入青山110kV變電所，并由該110kV變電所接入系統(tǒng)。

2.2電氣主接線的選擇

流波水電站裝機(jī)兩臺，單臺容量12.5MW，以一回110kV輸電線路接入青山110kV變電所。發(fā)電機(jī)與變壓器之間的連接可采用一機(jī)一變單元接線或二機(jī)一變擴(kuò)大單元接線。若采用發(fā)電機(jī)──變壓器組擴(kuò)大單元接線，當(dāng)主變壓器及其高壓側(cè)電氣設(shè)備故障或檢修，將造成全站停發(fā)。考慮到本電站容量中等，在系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰任務(wù)，在地方電網(wǎng)中為一重要電源。因此，本站不采用擴(kuò)大單元接線，采用一機(jī)一變單元接線，設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器。

一機(jī)一變單元接線的優(yōu)點(diǎn)是接線最簡明清晰；故障影響范圍最小，運(yùn)行可靠、靈活；布置最簡單；繼電保護(hù)也簡單。發(fā)電機(jī)與主變壓器之間裝設(shè)斷路器，適應(yīng)水電站頻繁調(diào)峰的要求，也符合有關(guān)規(guī)范的規(guī)定。裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器還提高了廠用電供電的可靠性和靈活性，減小故障范圍，適宜同期操作。

110kV側(cè)接線考慮單母線接線和角型接線兩個(gè)可行方案進(jìn)行比較。

單母線接線方案具有接線簡單清晰，高壓側(cè)斷路器少，開關(guān)站布置簡單，開停機(jī)方便，一臺主變故障或檢修不影響另一臺主變的正常運(yùn)行，繼電保護(hù)配置和控制簡單，投資省等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是高壓側(cè)母線故障或檢修將造成全站停運(yùn)。

角型接線方案的優(yōu)點(diǎn)是：任一臺高壓側(cè)斷路器檢修或故障不影響回路的連續(xù)供電，可靠性高，操作靈活、方便，一臺主變檢修或故障不影響另一臺主變的運(yùn)行，廠用電可靠性高。缺點(diǎn)是：高壓側(cè)設(shè)備較多，因而接線、布置較為復(fù)雜，切除一臺主變需動(dòng)作二臺斷路器，顯得比較煩瑣，繼電保護(hù)和控制復(fù)雜，變電站占地面積大，投資大。

綜合以上分析，結(jié)合本站的特點(diǎn)，110kV側(cè)接線方案選定單母線接線。

3廠用電及壩區(qū)供電

①供電范圍。電站廠區(qū)供電范圍主要包括電站內(nèi)機(jī)組自用電及油、氣、水等公用系統(tǒng)用電和變電所用電等。壩區(qū)供電范圍主要包括進(jìn)水口用電和溢洪道閘門用電。

②廠區(qū)及壩區(qū)供電。電站廠區(qū)供電電源直接取自發(fā)電機(jī)機(jī)端，從每個(gè)發(fā)變組單元的10kV機(jī)壓母線上分別引接一臺廠用變壓器。同時(shí)保留10kV施工電源，作為兩臺機(jī)組都停運(yùn)時(shí)的備用廠用電源。

廠用電母線采用單母線分段接線，電壓等級為0.4kV。兩臺引自機(jī)壓母線的廠變分別接入母線的I段、II段，備用廠變接入分段母線（III段），正常運(yùn)行時(shí)兩段母線相互獨(dú)立，備用廠變處于備用狀態(tài)。當(dāng)任一臺廠變因故退出時(shí)，備用廠變自動(dòng)投入；當(dāng)電站停運(yùn)時(shí)，分段開關(guān)全部閉合，備用廠變同時(shí)接入兩段母線。備用廠變與機(jī)壓廠變間設(shè)并列運(yùn)行閉鎖裝置。

壩區(qū)距廠房較遠(yuǎn)，因此壩區(qū)的供電電源取自壩區(qū)附近的10kV電源。壩區(qū)變壓器高壓側(cè)采用線路-變壓器組接線，低壓側(cè)采用單母線接線。

4變電站布置

綜合考慮電站樞紐布置、地形和投資等因素，變電站采用屋外中型布置方式。根據(jù)已確定的電氣主接線和線路出線方向，變電站布置在距廠房東北側(cè)。110kV屋外配電裝置為雙列布置，每列均布置主變及其高壓側(cè)出線開關(guān)間隔。出線間隔沿110kV母線方向布置。整個(gè)變電站占地面積約1309m2 (38.5m×34m)。

5過電壓保護(hù)

電站位于山區(qū)，雷暴日約50天，對防雷要求較高，因此采用以下措施對電站的電氣設(shè)備進(jìn)行保護(hù)。

①直擊雷的保護(hù)。電站主副廠房、進(jìn)水閘和溢洪道啟閉機(jī)房等建筑物屋頂敷設(shè)避雷帶保護(hù)對其進(jìn)行直擊雷保護(hù)；對變電站和110kV線路，設(shè)避雷針保護(hù)和避雷線進(jìn)行直擊雷保護(hù)。

②避雷器的配置。發(fā)電機(jī)至主變低壓側(cè)母線上的適當(dāng)位置增裝一組避雷器。110kV母線上均裝有一組氧化鋅避雷器。在主變中性點(diǎn)裝一只氧化鋅避雷器。

6 接地

6.1 接地網(wǎng)的形成

本工程可以利用的自然接地體有：引水洞鋼筋混凝土，大壩防滲墻鋼筋混凝土，主副廠房、地下廊道的鋼筋混凝土，以及壓力鋼管、閘槽等。接地體除盡量利用自然接地體外，還在主副廠房和開關(guān)站的基礎(chǔ)下面埋設(shè)水平接地。各部份接地網(wǎng)間，用不少于兩條40×4的扁鋼連通，組成全廠總接地網(wǎng)。所有儲油設(shè)施和主用電設(shè)備(除直流系統(tǒng))，均按接地規(guī)程要求接入總接地網(wǎng)。廠區(qū)以外的壩區(qū)、進(jìn)水口、調(diào)壓井等處需要接地的工程，在其附近設(shè)接地裝置。

6.2 接地電阻值的確定

電站最高出線電壓110kV，為中性點(diǎn)直接接地系統(tǒng)。總接地網(wǎng)的接地電阻值按規(guī)程應(yīng)不大于0.5Ω。廠區(qū)以外的壩區(qū)、進(jìn)水口和調(diào)壓室等處需要接地的工程，其接地電阻值不應(yīng)大于4Ω，各直擊雷保護(hù)設(shè)施的接地電阻值不應(yīng)大于10Ω。

7照明

電站的照明按用途分為工作照明、事故照明、裝飾照明以及經(jīng)常直流照明。除中控室常明燈由直流220V直接供電外，其余全部由廠用電源供給，當(dāng)發(fā)生事故交流電源消失時(shí)，事故照明立即切換至直流電源上。

廠房內(nèi)的照明光源以高效鹵素?zé)簟⒐?jié)能熒光燈為主。各配電室和輔助房間采用節(jié)能熒光燈。屋外變電站內(nèi)的主干道兩側(cè)設(shè)庭院式道路燈，作為裝飾及夜間巡視時(shí)的輔助照明。

[1]水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊編寫組.水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊北京[M].北京:電子工業(yè)出版社，1989.

[2]DL/T5186-2004，水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)規(guī)范[S].