文昌水電站預(yù)可研階段電氣設(shè)計(jì)淺析

楊澤江

(四川水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院,四川都江堰,611830)

1 工程概況

文昌水電站位于四川省甘孜州康定縣巴郎溝河源地帶,電站分別在橋溝、崩格里溝、小文昌溝取水發(fā)電,廠址布置在小文昌溝溝口左岸。電站廠址下距康定縣約70km,上距丹巴縣80km。橋溝壩址以上控制集雨面積22.7km2;崩格里溝壩址以上控制集雨面積20.6km2;文昌溝壩址以上控制集雨面積為22.8km2。電站由取水樞紐、引水系統(tǒng)和廠區(qū)樞紐三部分組成。

根據(jù)水文、水能計(jì)算成果,文昌電站裝機(jī)12.0MW(2×6.0MW),在系統(tǒng)中承擔(dān)基荷任務(wù),多年平均發(fā)電量為5269.89萬(wàn)kW.h,裝機(jī)年利用小時(shí)4392h,枯水年枯水期平均出力2525kW。

2 電氣設(shè)計(jì)

2.1 電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)

文昌電站采取三條支溝聯(lián)合開(kāi)發(fā),廠房布置在小文昌溝與崩格里溝交匯處上游,與下級(jí)兩河口電站銜接。文昌電站無(wú)近區(qū)負(fù)荷,只發(fā)不供。根據(jù)業(yè)主提供資料——《康定縣巴朗溝支流梯級(jí)電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)》(檢索號(hào)518-X002K-A),文昌電站上網(wǎng)電壓等級(jí)定為35kV,出線一回,線路長(zhǎng)度9km,導(dǎo)線型號(hào)LGJ-185,輸送容量為12MW,經(jīng)下一級(jí)兩河口電站送入山埂子變電站。

2.2 電氣主接線

2.2.1 電氣主接線方案比較

根據(jù)康定縣巴朗溝支流梯級(jí)電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì),結(jié)合電站運(yùn)行方式,電站裝機(jī)容量為2臺(tái)6MW,1回35kV出線。設(shè)計(jì)主接線時(shí),在滿足供電可靠、運(yùn)行靈活的前提下,力求經(jīng)濟(jì)、節(jié)約投資。預(yù)可研階段擬定以下兩個(gè)電氣主接線方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

方案Ⅰ:二臺(tái)發(fā)電機(jī)(出口電壓等級(jí)10.5kV)與一臺(tái)16MVA雙線圈變壓器組成擴(kuò)大單元接線,由發(fā)電機(jī)電壓10.5kV升至35kV,高壓側(cè)35kV采用變壓器線路單元接線,35kV出線一回。本方案的特點(diǎn)是接線簡(jiǎn)單、設(shè)備較少、占地少、投資省,是最經(jīng)濟(jì)的方案,只是在主變和發(fā)電機(jī)母線及相關(guān)設(shè)備故障時(shí)會(huì)造成全站停運(yùn)。

方案Ⅱ:二臺(tái)發(fā)電機(jī)(出口電壓等級(jí)10.5kV)分別與二臺(tái)8MVA雙線圈變壓器組成二個(gè)發(fā)電機(jī)——變壓器單元接線,由發(fā)電機(jī)電壓10.5kV升至35kV,高壓側(cè)35kV采用單母線接線,35kV出線一回。本方案的特點(diǎn)是接線可靠性較高,一個(gè)發(fā)電機(jī)——變壓器單元設(shè)備故障或檢修時(shí),另一發(fā)電機(jī)——變壓器單元設(shè)備還能運(yùn)行,但接線相對(duì)復(fù)雜,主變及開(kāi)關(guān)設(shè)備占地多、投資較大。

以上兩個(gè)電氣主接線方案的經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表1。

表1 電氣主接線方案經(jīng)濟(jì)比較

通過(guò)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較,主接線方案Ⅰ的可靠性雖較差,但如今的高壓電氣設(shè)備制造水平都很高,又采用先進(jìn)微機(jī)監(jiān)控與保護(hù),同時(shí)在運(yùn)行中只要及時(shí)消除設(shè)備缺陷、提高設(shè)備的完好率、加強(qiáng)管理等措施,能完全保證運(yùn)行的可靠性。故本階段推薦投資最省的方案Ⅰ作為文昌電站的電氣主接線推薦方案。該方案比較符合該地區(qū)電力系統(tǒng)的需要及電站的實(shí)際情況。

2.2.2 主要電氣設(shè)備的選型

文昌電站廠區(qū)海拔高程大于3000m,地震烈度為Ⅷ度,要求該站所有電氣設(shè)備都要選用有成熟運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)行維護(hù)方便和經(jīng)濟(jì)合理的高原型產(chǎn)品。

(1)發(fā)電機(jī):SFW6000-10/2150,Ue=10.5kV,Ie=412.4A,COSφe=0.8

(2)主變壓器:SF9-16000/35GY,38.5±2×2.5%/10.5kV,Y,d11

(3)高壓開(kāi)關(guān)設(shè)備:本電站建成后是康定縣巴朗溝支流梯級(jí)電站中的骨干電站,對(duì)安全可靠性的要求相對(duì)較高,加之電站地理位置偏僻,故考慮選用免維護(hù)或維護(hù)少、便于電站運(yùn)行和管理的成套開(kāi)關(guān)設(shè)備。發(fā)電機(jī)配電裝置選用XGN2-12型箱型固定式交流金屬封閉式高壓開(kāi)關(guān)柜,35kV配電裝置采用普通戶外中型布置。

(4)廠用電設(shè)備:本電站選擇SC9-250/10.5及S9-250/35型廠用變壓器各一臺(tái),廠用電配電裝置采用GCS型配電屏。本電站主要電氣設(shè)備詳見(jiàn)表2。

表2 文昌電站主要電氣設(shè)備

2.3 廠用電源的引接方式

該電站廠用電源取至發(fā)電機(jī)出口10.5kV母線上,設(shè)一臺(tái)SC9-250/10.5型廠用變壓器,另外引一回35kV電源,在35kV出線側(cè)引接一臺(tái)S9-250/35廠用變壓器,兩臺(tái)廠變互為備用。廠用電低壓側(cè)采用單母線分段接線,并設(shè)置廠用備用電源自動(dòng)投入裝置。廠用電壓采用380/220V三相四線制系統(tǒng)。

3 評(píng)估意見(jiàn)

按甘孜州發(fā)改委的要求,甘孜州科利工程咨詢有限公司組織成勘院專(zhuān)家,于2009年10月13日,對(duì)《四川省甘孜州康定縣文昌水電預(yù)可性研究報(bào)告》進(jìn)行評(píng)審,認(rèn)為該報(bào)告內(nèi)容和深度基本達(dá)到預(yù)可行性研究編制規(guī)程的要求。其中,電氣方面的評(píng)估意見(jiàn)如下:

(1)同意電站接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)初擬出線電壓35KV一回至兩河口電站送入山埂子變電站并入省網(wǎng)。

(2)基本同意電氣主接線初選擴(kuò)大單元接線。

(3)基本同意初選主要電氣設(shè)備。

(4)基本同意廠用電電源選擇方案。