重慶市中梁水電站220kV接入系統(tǒng)方案優(yōu)化調(diào)整

李啟文

（重慶市水利投資(集團(tuán))有限公司，重慶市 401147 ）

一、工程概況

中梁水電站位于重慶市巫溪縣境內(nèi)，由中梁一級、二級、三級電站組成，總裝機(jī)容量122MW，多年平均發(fā)電量3.84億kWh。其中：中梁一級站為大寧河干流梯級開發(fā)的龍頭電站，壩址距巫溪縣城49.0km，壩址控制流域面積525km2，多年平均流量17.2m3/s ，一級站采用混合式開發(fā)，裝機(jī)3臺，單機(jī)容量24MW，總?cè)萘?2MW。中梁二級站采用引水式開發(fā)，裝機(jī)3臺，單機(jī)容量8MW，總?cè)萘?4MW。中梁三級站采用引水式開發(fā)，裝機(jī)2臺，單機(jī)容量10.5MW，加上已投運(yùn)多年的西寧電站5MW，總?cè)萘?6MW。

中梁水電站地處重慶市統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)的末端，中梁一級、二級電站與重慶市統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)中的巫溪220kV變電站直線距離均為18.5km，中梁三級電站與重慶市統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)中的巫溪220kV變電站直線距離為18.0km，中梁一級電站與二級電站相距約12km，中梁二級電站與中梁三級電站相距約3.7km。

二、可研階段推薦接入電力系統(tǒng)方案

三、初設(shè)階段推薦接入電力系統(tǒng)方案

在初設(shè)階段，設(shè)計(jì)單位根據(jù)重慶市電機(jī)工程學(xué)會編制的《中梁水電站接入系統(tǒng)咨詢報(bào)告》（一次部分），推薦中梁三個(gè)梯級電站作為一個(gè)整體與電力系統(tǒng)連接，外送采用220kV電壓等級，出線一回至規(guī)劃中的巫溪220kV變電站，再通過奉節(jié)220kV變電站，接入重慶電力系統(tǒng)。初設(shè)報(bào)告認(rèn)為: 中梁三個(gè)梯級電站中，中梁三級電站距220kV巫溪變電站最近，從而確定中梁電站作為一個(gè)整體從中梁三級電站送出，輸電線路長約30km，導(dǎo)線選用LGJQ－400型號。

初設(shè)時(shí)，根據(jù)各梯級電站裝機(jī)容量、輸電距離及電壓等級等基本資料，對中梁三個(gè)梯級電站的電能輸送方式，擬定以下三種方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較：

方案一：三個(gè)梯級電站均升壓至110kV出線，連接至三級電站220kV升壓站的110kV母線上，通過一臺220kV/110kV升壓變壓器，出線一回至220kV巫溪變電站。

方案二：三個(gè)梯級電站均直接升壓至220kV出線，連接至三級電站220kV開關(guān)站母線上，出線一回至220kV巫溪變電站。

方案三：在三級電站220kV升壓站設(shè)置一臺220/110/10.5kV三繞組升壓變壓器，一級、二級電站升壓至110kV出線，連接至三級電站220kV升壓站的110kV母線上。三級電站發(fā)電機(jī)電壓出線連接至三繞組升壓變壓器的10.5 kV側(cè)，從220kV側(cè)出線一回至220kV巫溪變電站。

對以上三個(gè)方案進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較后認(rèn)為：從技術(shù)方面看，正常運(yùn)行方式下，以上三個(gè)方案均能滿足電站電能安全送出的要求，但方案三布置較為復(fù)雜；從三級電站總體布置看，三級電站發(fā)電機(jī)電壓母線較長而且需跨河，電能損耗大、母線布置困難；而從投資方面看，方案一較方案二省1527萬元，較方案三省82萬元。最后從整個(gè)梯級電站運(yùn)行的可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性及布置的可能性等方面綜合考慮，最終推薦中梁電站電能輸送方式采用方案一，即在中梁三級電站廠房對岸建一座110kV/220kV升壓站，三個(gè)梯級電站均以110kV出線，連接到該升壓站110kV母線上，即進(jìn)線四回，分別為中梁一級進(jìn)線二回，輸電距離12km；中梁二級電站進(jìn)線一回，輸電距離3.7km；中梁三級電站進(jìn)線一回，輸電距離約600m。在該升壓站內(nèi)設(shè)置一臺雙繞組升壓變壓器，將電壓由110kV升至220kV后，出線一回至巫溪220kV變電站。其中110kV母線采用單母線接線，220kV出線采用變壓器—線路組接線。

四、按初設(shè)推薦方案實(shí)施時(shí)面臨的問題

1. 220kV升壓站工程投資較大

開展工程質(zhì)量監(jiān)督的范圍不夠?qū)捄蛷V，政府監(jiān)管質(zhì)量的作用未能充分發(fā)揮，現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)督檢查時(shí)對具體的工序和實(shí)體質(zhì)量問題研究相對多，但對工程宏觀上的質(zhì)量動態(tài)掌握不夠。個(gè)別質(zhì)量監(jiān)督人員也存在服務(wù)意識不強(qiáng)，工作不夠深入的問題。

初設(shè)階段推薦的220kV集中升壓站位于中梁三級站對面山坡上的一臺階地上（大寧河干流西溪河的左岸），地面高程約400m，周圍民房較密集。其建設(shè)內(nèi)容除升壓站本身土建、電氣設(shè)備安裝、進(jìn)出線架設(shè)外，還包括工程建設(shè)所需的土地征用、房屋拆遷、3km長的進(jìn)場道路建設(shè)等，按已招標(biāo)的工程合同單價(jià)、征地實(shí)物指標(biāo)及補(bǔ)償政策、類似進(jìn)場道路單位投資指標(biāo)等進(jìn)行估算。中梁水電站220kV集中升壓站工程投資將近5000萬元，其中土建工程投資（含土地征占用費(fèi)、房屋拆遷補(bǔ)償費(fèi)、進(jìn)場道路建設(shè)費(fèi)等）近1200萬元，電氣安裝工程投資近3800萬元，整個(gè)工程投資較大。

2.中梁水電站梯級間110kV聯(lián)絡(luò)線路總長較長，投資較大

按初設(shè)方案，中梁水電站梯級間按110kV線路聯(lián)絡(luò)，電能在220kV升壓站的110kV母線集中匯集后，經(jīng)主變升壓后以一回220kV線路與電力系統(tǒng)連接。梯級間110kV聯(lián)絡(luò)線路共四回，總長29.3km，其中一級站至升壓站兩回，每回12.5km，每回輸送容量36MW，導(dǎo)線型號為LGJ－240；二級站至220kV集中升壓站一回，長3.7km，輸送容量24MW，導(dǎo)線型號為LGJ－150；三級站至升壓站一回，長0.6km，輸送容量26MW，導(dǎo)線型號為LGJ－150。

按此方案計(jì)算，中梁水電站梯級間的110kV聯(lián)絡(luò)線路總投資將達(dá)1318.5萬元（按單位投資45萬元/km計(jì)算），年均電能損耗158萬kWh，年均電能損耗費(fèi)約50萬元（電價(jià)按0.3元/kWh計(jì)算），這將對中梁水電站的上網(wǎng)競爭力和發(fā)電效益有一定的影響。

3.不能解決中梁三級站內(nèi)的原西寧電站集中上網(wǎng)問題

根據(jù)中南勘測設(shè)計(jì)研究院1995年7月編制完成的《四川省萬縣市大寧河中上游水電規(guī)劃報(bào)告》和2006年4月編制完成的《重慶市大寧河水電規(guī)劃報(bào)告》及其審查批復(fù)意見，巫溪縣境內(nèi)大寧河干流水電開發(fā)為9級開發(fā)方案，即按（625，即正常蓄水位高程625m，下同）中梁一級+（427.4）中梁二級+（368）中梁三級+（315）沈家+（300）大河 +（260）雙溪 +（240）剪刀峽上 +（220）剪刀峽下（210）+（203）廟峽（175）等9級進(jìn)行開發(fā)。因此，在可研和初設(shè)階段，均將中梁三級站廠址選擇在原西寧電站處（西寧電站共裝機(jī)四臺機(jī)組，單機(jī)容量1250KW,總裝機(jī)5000KW，現(xiàn)以一回35kV線路與巫溪縣地方電網(wǎng)連接），將中梁三級電站視為西寧電站的擴(kuò)建工程，新舊電站共用引水隧洞、明渠和壓力前池。

根據(jù)可研、初設(shè)報(bào)告及其核準(zhǔn)批復(fù)意見，以及市電力部門對中梁水電站接入系統(tǒng)的審查意見，中梁一、二、三級電站作為一個(gè)整體，應(yīng)實(shí)行統(tǒng)一調(diào)度，集中上網(wǎng)。但中梁三級站電氣主接線設(shè)計(jì)和主變壓器設(shè)計(jì)選型時(shí)，均未考慮原西寧電站通過中梁三級站在220kV升壓站的集中上網(wǎng)和統(tǒng)一調(diào)度問題。

4.將增大遠(yuǎn)期實(shí)施南水北調(diào)中線大寧河補(bǔ)水難度

根據(jù)南水北調(diào)中線工程總體規(guī)劃，其水源工程建設(shè)方案采取“先引漢、后引江”總體格局，其中引江方案中又包括從三峽庫區(qū)小江補(bǔ)水、大寧河補(bǔ)水、香溪河補(bǔ)水以及其他各類沿長江抽水等方案。經(jīng)2003年中國國際工程咨詢公司組織對南水北調(diào)中線三峽水庫大寧河補(bǔ)水方案進(jìn)行規(guī)劃研究后，認(rèn)為：“大寧河補(bǔ)水方案中的剪刀峽水庫正常蓄水位暫按360m考慮，大寧河補(bǔ)水方案是其中值得重視的方案。建議國家將三峽水庫大寧河補(bǔ)水方案作為中線后續(xù)水源方案之一，列入前期工作計(jì)劃。”因此，若遠(yuǎn)期實(shí)施南水北調(diào)中線大寧河補(bǔ)水西線剪刀峽方案，則中梁220kV集中升壓站的大部分進(jìn)場道路將被淹沒。另一方面，由于該220kV集中升壓站位于大寧河左岸，但不排除遠(yuǎn)期剪刀峽庫區(qū)還建公路沿大寧河右岸走向的可能，屆時(shí)，220kV集中升壓站的進(jìn)場道路還建將可能包括一座跨大寧河的大橋和較長引道，工程量較大，投資費(fèi)用較高。

五、中梁水電站220 kV接入系統(tǒng)方案優(yōu)化調(diào)整

1.優(yōu)化調(diào)整220kV集中升壓站站址

現(xiàn)根據(jù)中梁一、二、三級電站附近所具備的220kV升壓站站址選擇條件、各梯級裝機(jī)容量、各梯級與巫溪220kV變電站之間的輸電距離及沿途地形地質(zhì)條件等基本資料，擬將中梁水電站220kV集中升壓站站址調(diào)整至二級電站首部樞紐下游500m左右的小柑子樹處，距一級地下廠房直線距離750m。

該處現(xiàn)為中梁一、二級站施工所用棄渣場，占地面積近50畝。作為升壓站時(shí)，其土建施工極其容易，并有巫溪—城口公路直接通過，交通方便。而且，該處到巫溪220kV變電站的直線距離僅22km，與原初設(shè)推薦的中梁水電站220kV集中升壓站到巫溪220kV變電站的直線距離相同，220kV輸電線路沿途地形系數(shù)、地質(zhì)條件、主材運(yùn)距相當(dāng)，220kV線路投資無大的差別。

按此調(diào)整220kV升壓站站址后，不但可大大縮短升壓站建設(shè)工期，滿足中梁水電站送出要求，還將直接節(jié)省原220kV集中升壓站的土地征占用費(fèi)、房屋拆遷補(bǔ)償費(fèi)、進(jìn)場道路建設(shè)費(fèi)等近1000萬元。將減少各梯級電站間的110kV聯(lián)絡(luò)線8.2km，節(jié)省投資約369萬元，降低年均電能損耗52萬kWh，減小年均電能損耗費(fèi)16.12萬元。而且，220kV升壓站站址調(diào)整后，不存在遠(yuǎn)期實(shí)施南水北調(diào)中線大寧河補(bǔ)水西線剪刀峽方案時(shí)的升壓站進(jìn)場道路淹沒問題，可為遠(yuǎn)期大寧河補(bǔ)水方案實(shí)施節(jié)省較大的工程投資費(fèi)用。

2.優(yōu)化中梁一級電站110kV母線設(shè)計(jì)

由于初設(shè)階段推薦中梁一級站為地下廠房，根據(jù)其電氣主接線技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較結(jié)果，推薦一級站電氣主接線為：1＃發(fā)電機(jī)采用單元接線，2＃、3＃發(fā)電機(jī)采用擴(kuò)大單元接線，110kV側(cè)為單母線接線，且為了減少地下廠房開挖，110kV側(cè)采用SF6全封閉組合電器（GIS）。

220kV集中升壓站站址調(diào)整后，一級電站地下廠房110kV線路出線環(huán)至220kV集中升壓站僅1350m。因此，可優(yōu)化一級電站110kV母線接線，將原單母線接線優(yōu)化調(diào)整為線路變壓器組接線，同時(shí)取消原SF6全封閉組合電器（GIS）間隔，并采用短線路變壓器組差動保護(hù)來確保運(yùn)行可靠性，相應(yīng)節(jié)省投資500萬元左右。

3.統(tǒng)籌考慮原西寧電站集中上網(wǎng)問題

為了加快中梁三級電站建設(shè)步伐，經(jīng)多方協(xié)商，中梁水電站項(xiàng)目業(yè)主已整體收購原西寧電站，并考慮將原西寧電站四臺機(jī)組納入中梁三級電站統(tǒng)一調(diào)度，擬將原西寧電站上網(wǎng)地點(diǎn)由原巫溪地方電網(wǎng)改為通過中梁三級站110kV升壓站與重慶市統(tǒng)調(diào)電網(wǎng)相連，從而提高供電可靠性和調(diào)度協(xié)調(diào)性。

相應(yīng)地，中梁三級站電氣主接線將進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，主變?nèi)萘啃栌?5000kVA調(diào)增為31500kVA，其型式既可以考慮三圈，也可考慮兩圈。當(dāng)110kV主變選用三圈時(shí)，其10kV側(cè)接中梁三級站發(fā)電機(jī)組，35kV側(cè)接原西寧電站升壓站35kV母線，110kV側(cè)與中梁水電站220kV集中升壓站相連；當(dāng)110kV主變選用兩圈時(shí)，主變低壓側(cè)10kV母線選用單母線分段接線，將原西寧電站10kV升壓站母線（需將原35kV升壓站改造為10kV升壓站）接至中梁三級站的10kV分段母線上，110kV側(cè)與中梁水電站220kV集中升壓站相連。

六、結(jié) 論

經(jīng)過對中梁水電站220kV接入系統(tǒng)方案全面深入的探討，采取重新優(yōu)化調(diào)整220kV集中升壓站站址、優(yōu)化中梁一級電站110kV母線設(shè)計(jì)和統(tǒng)籌考慮原西寧電站集中上網(wǎng)問題等措施后，不僅能完全滿足中梁水電站一、二、三級接入電力系統(tǒng)要求外，還可直接為中梁水電站工程節(jié)省投資近1869萬元，每年減少110kV輸電線路電能損失費(fèi)16.12萬元，縮短220kV集中升壓站建設(shè)工期，并避免了220kV集中升壓站進(jìn)場道路受遠(yuǎn)期可能實(shí)施的南水北調(diào)中線大寧河補(bǔ)水西線方案剪刀峽水庫淹沒的問題。

[1] 重慶市大寧河中梁水電站工程可行性研究報(bào)告, 2004.

[2] 重慶市大寧河中梁水電站工程初步設(shè)計(jì)報(bào)告,2005.

[3] 水電站機(jī)電設(shè)計(jì)手冊.

[4] 中梁水電站接入系統(tǒng)咨詢報(bào)告, 2005.