龍灘水電站700MW機(jī)組主設(shè)備配置及其特性

胡鎮(zhèn)良，楊振先，陸軍，李世龍

(龍灘水電開發(fā)有限公司，廣西天峨547300)

0 概述

龍灘水電站位于廣西天峨縣，距天峨縣城15 km，是紅水河上的龍頭電站。電站一期按正常蓄水位375.0m建設(shè)，最大水頭154m，最小水頭97m，裝機(jī)7臺(tái)，單機(jī)額定容量700MW，總裝機(jī)容量4900MW，年平均發(fā)電量156.7億kW·h，總庫(kù)容162.1億m3，具有年調(diào)節(jié)水庫(kù)。二期按正常蓄水位400.0m設(shè)計(jì)，最大水頭179m，最小水頭107m，增設(shè)2臺(tái)機(jī)組，總裝機(jī)容量6300MW，年平均發(fā)電量187.1億kW·h，總庫(kù)容272.7億m3，具有多年調(diào)節(jié)水庫(kù)。龍灘水電站在電力系統(tǒng)中擔(dān)任調(diào)峰、調(diào)頻和事故備用。電站以500kV電壓等級(jí)接入電力系統(tǒng)。

龍灘水電站水輪發(fā)電機(jī)組于2002年3月出售招標(biāo)文件，2002年9月在廣西南寧開標(biāo)，經(jīng)過(guò)評(píng)標(biāo)和報(bào)國(guó)家有關(guān)部門批準(zhǔn)，東方電機(jī)股份有限公司中標(biāo)7臺(tái)水輪機(jī)及其附屬設(shè)備，哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司中標(biāo)7臺(tái)發(fā)電機(jī)及其附屬設(shè)備。龍灘水電站1～5號(hào)機(jī)組已分別于2007年5月21日、7月20日、10月31日及2008年4月13日、8月24日相繼投產(chǎn)發(fā)電。

1 電氣主接線

龍灘水電站單機(jī)最大容量700MW,擔(dān)負(fù)系統(tǒng)調(diào)峰任務(wù)，機(jī)組開停機(jī)較為頻繁，因此發(fā)電機(jī)變壓器采用運(yùn)行靈活、布置簡(jiǎn)單的單元接線。根據(jù)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)分析，裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器的單元接線，開停機(jī)操作均由發(fā)電機(jī)斷路器完成，無(wú)須操作500kV高壓斷路器，運(yùn)行靈活，操作簡(jiǎn)單，同時(shí)ABB公司已能生產(chǎn)額定電流達(dá)28000A的SF6發(fā)電機(jī)斷路器，并有掛網(wǎng)運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，可滿足龍灘要求，因此通過(guò)分析比較認(rèn)為龍灘水電站裝設(shè)ABB發(fā)電機(jī)斷路器是必要的、可行的。高壓500kV側(cè)主要送電至廣西、廣東兩省，出線6回，其中一期4回，二期1回，另有一回出線備用，經(jīng)綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，高壓500kV側(cè)接線采用4/3接線。

經(jīng)過(guò)分析比較，最終確定龍灘水電站電氣主接線為:發(fā)電機(jī)變壓器采用單元接線，設(shè)置發(fā)電機(jī)出口斷路器，500kV側(cè)接線選用4/3接線。

2 主要機(jī)電設(shè)備配置與特性

2.1 水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備

根據(jù)國(guó)家發(fā)改委確定的“依托大型工程，通過(guò)引進(jìn)消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)推動(dòng)我國(guó)重大技術(shù)裝備創(chuàng)新的戰(zhàn)略目標(biāo)”原則，龍灘水電站一期1～7號(hào)水輪發(fā)電機(jī)組及其附屬設(shè)備采用國(guó)內(nèi)招標(biāo)方式采購(gòu)。水輪機(jī)由東方電機(jī)股份有限公司(下稱東電)中標(biāo)，主分包商德國(guó)伏伊特西門子水電公司(VSH)、上海希科水電設(shè)備有限公司(SHEC)負(fù)責(zé)水輪機(jī)設(shè)備水力設(shè)計(jì)、轉(zhuǎn)輪模型試驗(yàn)等工作。調(diào)速器由東方電機(jī)控制設(shè)備有限公司中標(biāo)，主分包商阿爾斯通(法國(guó))公司。發(fā)電機(jī)由哈爾濱電機(jī)廠有限責(zé)任公司(下稱哈電)中標(biāo)，主分包商阿爾斯通(瑞士)公司與哈電聯(lián)合承擔(dān)設(shè)計(jì)任務(wù)并提供電站的推力軸承、空冷器等部分產(chǎn)品；東電作為哈電的分包商，負(fù)責(zé)其中2臺(tái)發(fā)電機(jī)部件的制造。

水輪機(jī)主要參數(shù)：

水輪發(fā)電機(jī)主要參數(shù)：

特性:①結(jié)構(gòu)。龍灘水電站水輪發(fā)電機(jī)組為設(shè)有上導(dǎo)、下導(dǎo)和水導(dǎo)三導(dǎo)軸承的半傘式結(jié)構(gòu)，推力軸承布置在下機(jī)架上，水輪機(jī)和發(fā)電機(jī)采用兩根軸，機(jī)組旋轉(zhuǎn)方位為俯視逆時(shí)針。②國(guó)內(nèi)首次在工地現(xiàn)場(chǎng)工廠化制作700MW機(jī)組水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪。龍灘水電站地處高山峽谷，運(yùn)輸條件十分困難，目前路途的各類制約因素導(dǎo)致無(wú)法運(yùn)抵龍灘工地，且整體轉(zhuǎn)輪運(yùn)輸費(fèi)用高昂，經(jīng)認(rèn)真評(píng)估后，決定在龍灘水電站工地現(xiàn)場(chǎng)制作轉(zhuǎn)輪。為確保水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪的工地制造質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)對(duì)工藝、流程、質(zhì)量控制方面從難從嚴(yán)要求，一絲不茍，完全按工廠工藝和標(biāo)準(zhǔn)制造，最后經(jīng)轉(zhuǎn)輪出廠驗(yàn)收證明，龍灘水電站工地現(xiàn)場(chǎng)制造的水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到優(yōu)良標(biāo)準(zhǔn)。③國(guó)內(nèi)首次采用全空冷700MW水輪發(fā)電機(jī)。哈電在發(fā)電機(jī)的設(shè)計(jì)制造中與合作方密切協(xié)作，建立了大比尺模型進(jìn)行通風(fēng)試驗(yàn)，為合理選取發(fā)電機(jī)參數(shù)創(chuàng)造了條件，同時(shí)哈電與阿爾斯通密切合作對(duì)發(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)不斷優(yōu)化，成功將定子鐵芯高度降為3.3m，從而降低了發(fā)電機(jī)制造難度。發(fā)電機(jī)電磁設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和推力軸承設(shè)計(jì)均采用了當(dāng)今世界最先進(jìn)的技術(shù)成果，主要解決了空冷機(jī)組鐵芯壓緊難度大、確保風(fēng)道嚴(yán)密及通風(fēng)效果、定子熱應(yīng)力增大、定子繞組溫度分布不均勻、線圈溫度較高和溫差較大等一系列難題。在一年多的運(yùn)行期間，龍灘水電站700MW全空冷機(jī)組性能基本穩(wěn)定，機(jī)組出力也已達(dá)到或超過(guò)了額定出力，實(shí)現(xiàn)了全空冷700MW水輪發(fā)電機(jī)組在龍灘水電站的首次運(yùn)用，同時(shí)也為哈電設(shè)計(jì)制造三峽右岸、拉西瓦、小灣、錦屏電站等一批巨型全空冷水輪發(fā)電機(jī)提供了寶貴的設(shè)計(jì)和制造經(jīng)驗(yàn)。④龍灘水電站是我國(guó)首次立足國(guó)內(nèi)公開招標(biāo)巨型水輪發(fā)電機(jī)組，東電、哈電兩大國(guó)內(nèi)電力設(shè)備制造集團(tuán)此次承擔(dān)龍灘水電站水輪發(fā)電機(jī)組的主要設(shè)計(jì)和制造，在某些關(guān)鍵技術(shù)上由分包商提供技術(shù)支持與合作，這種“以我為主”采取總承包與分包形式的招標(biāo)采購(gòu)方式，為我國(guó)700MW國(guó)內(nèi)大型水電制造企業(yè)提供了一個(gè)技術(shù)提高和自我展示的大平臺(tái)。

2.2 調(diào)速器

機(jī)組發(fā)電質(zhì)量考核指標(biāo)主要有頻率與電壓兩個(gè)方面，其中頻率質(zhì)量由調(diào)速器系統(tǒng)性能決定，電壓質(zhì)量由勵(lì)磁系統(tǒng)性能決定。龍灘水電站調(diào)速器系統(tǒng)由法國(guó)ALSTOM的T.SLG型功能組合式數(shù)字調(diào)節(jié)器組成的雙冗余微機(jī)數(shù)字控制器和東方電機(jī)控制公司研發(fā)的全液控電液隨動(dòng)系統(tǒng)組成，采用“雙冗余微機(jī)數(shù)字控制器＋雙冗余伺服比例閥電液隨動(dòng)系統(tǒng)＋純機(jī)械液壓手動(dòng)”結(jié)構(gòu)，具有轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)、功率調(diào)節(jié)、導(dǎo)葉開度控制及限制、頻率跟蹤控制、適應(yīng)式控制、在線自診斷及其處理功能。

特性:由于國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)、運(yùn)行理念的不同，導(dǎo)致調(diào)速器系統(tǒng)自投產(chǎn)以來(lái)存在水土不服的一些情況，經(jīng)參建單位合作，有些問(wèn)題目前仍未解決，如調(diào)速器T.SLG目前仍未實(shí)現(xiàn)與監(jiān)控系統(tǒng)的通訊，有些問(wèn)題已基本解決，如:①1號(hào)機(jī)組投產(chǎn)初期，調(diào)速器手動(dòng)運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)不能跟蹤手動(dòng)運(yùn)行參數(shù)，造成手動(dòng)不能切換至自動(dòng)運(yùn)行。法國(guó)ALSTOM公司在程序中沒(méi)有純機(jī)械手動(dòng)的運(yùn)行方式，在純機(jī)械手動(dòng)運(yùn)行方式下沒(méi)有導(dǎo)葉反饋的跟蹤。通過(guò)對(duì)軟件修改，完善了手/自動(dòng)相互切換的功能，目前調(diào)速器純機(jī)械手動(dòng)與自動(dòng)可以相互切換。②機(jī)組頻率PT信號(hào)和齒盤SSG信號(hào)不能冗余。目前修改程序完成了機(jī)組頻率PT信號(hào)和齒盤SSG信號(hào)的冗余功能，PT/SSG信號(hào)均消失時(shí)切換至機(jī)械手動(dòng)，保持導(dǎo)葉開度不變。③伺服比例閥發(fā)卡后，靠伺服比例閥自身故障報(bào)出后由外部自動(dòng)回路來(lái)完成切換，但調(diào)速器電柜T.SLG卻不做判斷。目前已修改程序，調(diào)速器電柜T.SLG實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)調(diào)速器液壓系統(tǒng)的偏差量，當(dāng)超過(guò)設(shè)定值后自動(dòng)報(bào)大故障做切換處理。④未考慮到出口開關(guān)的組合。龍灘電站的機(jī)組除了發(fā)電機(jī)出口開關(guān)可以并網(wǎng)外，還可以通過(guò)500kV雙母線上兩個(gè)開關(guān)并網(wǎng)?，F(xiàn)已通過(guò)外部開關(guān)輔助接點(diǎn)的組合再送調(diào)速器電柜T.SLG解決了此問(wèn)題。

2.3 勵(lì)磁系統(tǒng)

龍灘水電站發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)采用的是整流式靜止自并勵(lì)勵(lì)磁裝置，勵(lì)磁電源取自發(fā)電機(jī)機(jī)端勵(lì)磁變壓器，經(jīng)三相全控整流橋整流后向發(fā)電機(jī)提供勵(lì)磁電流。勵(lì)磁系統(tǒng)由勵(lì)磁變壓器、三相全控橋式結(jié)線型可控硅整流裝置、滅磁裝置、轉(zhuǎn)子過(guò)電壓保護(hù)回路、變送器、保護(hù)與檢測(cè)裝置、起勵(lì)裝置、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等組成。

特性:①在勵(lì)磁變壓器低壓側(cè)設(shè)置了RNT4-13 P型交流電動(dòng)隔離刀閘并作為滅磁開關(guān)，可作為檢修時(shí)隔離用。②發(fā)電機(jī)正常停機(jī)采用逆變滅磁，事故停機(jī)磁場(chǎng)斷路器跳閘非線性電阻滅磁，龍灘水電站非線性電阻采用SiC，同時(shí)勵(lì)磁系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)首次采用了優(yōu)化軟件系統(tǒng)，在機(jī)組正常運(yùn)行期間勵(lì)磁系統(tǒng)瞬間過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作時(shí)，可確保過(guò)電壓保護(hù)動(dòng)作后，瞬間切斷脈沖、瞬間形成反壓關(guān)斷過(guò)壓保護(hù)晶閘管，確保了機(jī)組的安全運(yùn)行。

2.4 發(fā)電機(jī)斷路器

為滿足龍灘水電站無(wú)人值班(少人值守)要求，提高機(jī)組運(yùn)行方式可靠性、發(fā)電機(jī)與變壓器的安全性及機(jī)組同期操作的靈活性，通過(guò)專題論證后認(rèn)為在龍灘地下廠房現(xiàn)有尺寸條件下設(shè)置發(fā)電機(jī)出口斷路器是可行的。瑞士ABB公司生產(chǎn)的HEC8型SF6發(fā)電機(jī)斷路器額定持續(xù)工作電流為2.7kA,額定開斷電流為6.3kA，額定短時(shí)耐受電流(有效值，3s)為160 kA，滿足龍灘水電站700MW水輪發(fā)電機(jī)額定電流2.4948kA要求，因此龍灘水電站在每臺(tái)水輪發(fā)電機(jī)出口均裝設(shè)了1臺(tái)ABB產(chǎn)發(fā)電機(jī)斷路器(GCB)，一期共設(shè)置了7臺(tái)HEC8型SF6發(fā)電機(jī)斷路器。

2.5 離相封閉母線

龍灘水電站離相封閉母線的額定電流為26000 A，鑒于國(guó)內(nèi)廠家已具備生產(chǎn)700MW機(jī)組自冷式離相封閉母線的能力，因而龍灘水電站采用了結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單、可靠性高、維護(hù)方便、價(jià)格便宜的自冷式離相封閉母線。

特性:①三相導(dǎo)體分別密封在獨(dú)立的鋁外殼內(nèi)，在兩端將三相外殼用鋁板焊接起來(lái)，形成全連式離相封閉母線，三相外殼由于電磁感應(yīng)產(chǎn)生環(huán)流，其電流值約等于導(dǎo)體電流但方向相反，這就使殼外磁場(chǎng)大部分消失，徹底解決了附近鋼構(gòu)發(fā)熱并大大減輕了導(dǎo)體及外殼的電動(dòng)力。②發(fā)電機(jī)接口采用通風(fēng)屏蔽罩結(jié)構(gòu)，同時(shí)在屏蔽罩外側(cè)和離相封閉母線本體跨接銅編織線，成功的解決發(fā)電機(jī)接口周圍鋼構(gòu)發(fā)熱與散熱的問(wèn)題。③龍灘水電站封閉母線的成功運(yùn)行，為以后國(guó)內(nèi)大型的空氣自冷水電封閉母線生產(chǎn)與改進(jìn)提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

2.6 主變壓器

龍灘水電站7臺(tái)主變壓器均采用組合、三相、雙圈、強(qiáng)迫油循環(huán)、水冷升壓電力變壓器。由于眾多鐵路橋梁不可能按多年通過(guò)一次重達(dá)數(shù)百噸荷載為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)，一般情況下鐵道部門要求荷載運(yùn)輸重量不超過(guò)200t，龍灘水電站三相變壓器采用充氮后單相運(yùn)輸，運(yùn)輸質(zhì)量為154t，完全符合鐵道部運(yùn)輸要求。變壓器低壓側(cè)經(jīng)油/空氣套管與18kV離相封閉母線連接，高壓側(cè)通過(guò)油/SF6套管與500kV GIS相連。

變壓器主要參數(shù)。

特性:①有效解決了大容量、高電壓、高電流變壓器局部過(guò)熱問(wèn)題。龍灘水電站主變壓器容量為780MVA，高壓側(cè)電壓為500kV，低壓電流達(dá)25000 A以上，為控制低壓大電流引線所產(chǎn)生的交變磁場(chǎng)在變壓器金屬結(jié)構(gòu)件上產(chǎn)生局部過(guò)熱，在設(shè)計(jì)、制造和后期處理方面，采取了一系列措施:主變壓器低壓通道所有鋼質(zhì)結(jié)構(gòu)件均采用低磁鋼，緊固件采用不銹鋼材質(zhì)；在通道內(nèi)部加裝了電磁屏蔽，有效的控制了漏磁，消除了局部過(guò)熱現(xiàn)象；在主變壓器低壓通道翼板部位焊接厚12mm、寬200mm的低電阻率銅板，以旁路鋼材質(zhì)翼板的發(fā)熱電流、降低功耗、改善散熱效果等。②符合鐵道部運(yùn)輸重量限制。變壓器可單相運(yùn)輸，滿足鐵道部對(duì)荷載不大于200t要求。③適用于地下式廠房等空間、面積狹小的特定區(qū)域。三相特殊組合式變壓器無(wú)需設(shè)置相間防火隔墻，布置比較寬敞；低壓側(cè)母線連接在變壓器內(nèi)部完成，可減少現(xiàn)場(chǎng)離相封閉母線安裝，相應(yīng)降低造價(jià)。該類型變壓器適用于空間、面積要求較為嚴(yán)格的地下廠房等狹小特定區(qū)域。④與普通變壓器相比，龍灘水電站主變壓器每相一個(gè)單獨(dú)油箱，低壓側(cè)三相共用一個(gè)低壓通道，低壓側(cè)母線在低壓通道內(nèi)完成，三個(gè)單相變壓器油路通過(guò)低壓接線盒連通。變壓器可在地下廠房現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組合，組合后油箱外僅有3個(gè)高壓套管、3個(gè)低壓套管、1個(gè)中性點(diǎn)套管，鐵心接地套管和鐵心夾件套管分相設(shè)置。⑤滿足現(xiàn)場(chǎng)安裝精度要求。高壓出線與GIS相連，低壓通過(guò)一個(gè)共用的低壓通道與封閉母線連接，設(shè)計(jì)采用每個(gè)單相的GIS套管與變壓器之間通過(guò)波紋管連接，這樣三相組合的變壓器在高度方向及長(zhǎng)度方向上尺寸都可以進(jìn)行調(diào)整，解決了現(xiàn)場(chǎng)安裝的精度問(wèn)題。⑥國(guó)內(nèi)首次成功應(yīng)用的意義。500kV/780MW三相組合式強(qiáng)迫油循環(huán)水冷變壓器是迄今為止國(guó)內(nèi)外首次投產(chǎn)容量最大、電壓等級(jí)最高的三相組合變壓器，該型變壓器在龍灘水電站的成功應(yīng)用，驗(yàn)證了國(guó)內(nèi)企業(yè)在變壓器領(lǐng)域的自主創(chuàng)新能力，同時(shí)對(duì)國(guó)內(nèi)后續(xù)水電項(xiàng)目的變壓器設(shè)計(jì)、制造及應(yīng)用有一定的推廣意義。

2.7 500kVSF6氣體絕緣金屬封閉開關(guān)設(shè)備

龍灘水電站地處峽谷，兩岸山勢(shì)峭峻，500kV配電裝置采用敞開式電器，需要大量開挖土石方，并存在高邊坡穩(wěn)定問(wèn)題。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，決定500 kV配電裝置選用SF6全封閉組合電器(GIS)，其布置在地面，已綜合考慮一、二期工程計(jì)20個(gè)間隔(5個(gè)完整串)的要求，主變壓器高壓側(cè)采用SF6油氣套管與SF6管線連接，SF6管線與500kV擠包絕緣電纜頭連接，500kV擠包絕緣電纜經(jīng)電纜豎井和電纜平洞與地面500kVGIS連接，500kV出線并聯(lián)電抗器經(jīng)SF6管線與500kVGIS連接。

500kVGIS主要參數(shù):

特性:龍灘水電站一期工程550kVGIS設(shè)備共16個(gè)間隔(4/3接線共計(jì)4個(gè)完整串)，GIS滅弧室采用了國(guó)際上最流行的復(fù)合壓氣室結(jié)構(gòu)，開斷性能優(yōu)越，GIS設(shè)備殼體采用異形密封槽，密封圈裝入后形成三條有效密封線，使年漏氣率控制在0.5%以下。

2.8 500kVXLPE絕緣電纜

龍灘水電站500kV主變壓器到GIS落差大、距離長(zhǎng)，采用500kV交聯(lián)聚乙烯絕緣電纜(XLPE)連接，電纜每回長(zhǎng)度400～600m，總長(zhǎng)約9800單相米，布置在主變洞內(nèi)電纜層、電纜豎井、電纜平洞和500kVGIS室電纜層，電纜兩端均分別與地下、地面500kVGIS管線連接，電纜垂直落差約100m。

特性:①高壓電纜采用全干式終端頭，該類型終端具有更高的介電強(qiáng)度、沒(méi)有火災(zāi)危險(xiǎn)、沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)、不需任何維護(hù)，而且安裝方式可采用水平、垂直或倒裝。②龍灘水電站6～7號(hào)機(jī)組采用的是國(guó)產(chǎn)的500kV電壓等級(jí)高壓電纜，隨著6號(hào)機(jī)組在2008年12月初的正式投產(chǎn)，第一回國(guó)產(chǎn)的500kV等級(jí)高壓電纜也在龍灘水電站相應(yīng)正式帶電投運(yùn)，這為其它水電站及輸變電線路的設(shè)計(jì)和建設(shè)提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和可靠的技術(shù)保證，具有重大使用價(jià)值，標(biāo)志著國(guó)產(chǎn)500kV電纜制造技術(shù)實(shí)現(xiàn)了重大突破，是中國(guó)電力史上的一個(gè)重要里程碑，實(shí)現(xiàn)了依托大型工程，引進(jìn)、消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)重大技術(shù)裝備技術(shù)創(chuàng)新和國(guó)產(chǎn)化的國(guó)家戰(zhàn)略目標(biāo)。

2.9 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)

龍灘水電站采用全計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，即電站集中控制及各現(xiàn)地控制單元均采用計(jì)算機(jī)控制，洞內(nèi)無(wú)人值班、少人值守，洞外少人值班，集中控制。系統(tǒng)選用開放式、全分布的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)配置和設(shè)備選型適應(yīng)計(jì)算機(jī)發(fā)展迅速的特性，具有先進(jìn)性和向后兼容性。軟件采用模塊化、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，保證系統(tǒng)的可擴(kuò)性，滿足功能增加及規(guī)模擴(kuò)充的需要。各LCU能脫離主控級(jí)獨(dú)立運(yùn)行，系統(tǒng)具有冗余容錯(cuò)設(shè)計(jì)。特性:在龍灘計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)試和投遠(yuǎn)過(guò)程中應(yīng)用了有別于普通水電廠機(jī)組的關(guān)鍵技術(shù)。①開出重漏選技術(shù)。每套LCU內(nèi)均配置了DOP-1型開出保護(hù)技術(shù)的專利產(chǎn)品。采用該技術(shù)后，在任意時(shí)刻，所有參加開出保護(hù)的開出點(diǎn)只可以有一點(diǎn)動(dòng)作,不參加保護(hù)的輸出點(diǎn)可以有多點(diǎn)同時(shí)動(dòng)作。當(dāng)參加保護(hù)的開出點(diǎn)未經(jīng)允許有2點(diǎn)或2點(diǎn)以上同時(shí)動(dòng)作時(shí),重漏選保護(hù)動(dòng)作,參加開出保護(hù)的所有繼電器均不能動(dòng)作，從而起到了開出保護(hù)作用。在經(jīng)過(guò)DOP-1型輸出保護(hù)的硬閉鎖和PLC控制程序中的控制使能軟閉鎖的雙重保護(hù)閉鎖下，一切非正常的輸出都無(wú)法啟動(dòng)監(jiān)控系統(tǒng)的控制輸出中間繼電器，使龍灘電廠現(xiàn)地控制單元的可靠性得到了真正的提高。②PLC與上位機(jī)通訊連接技術(shù)。監(jiān)控系統(tǒng)采用Client/Server模式和媒體流相結(jié)合的方式，協(xié)同事件驅(qū)動(dòng)機(jī)制，具體采用的技術(shù)有:數(shù)據(jù)分組技術(shù)、媒體流處理技術(shù)、事件驅(qū)動(dòng)技術(shù)、通信請(qǐng)求批量處理技術(shù)。③獨(dú)立的測(cè)溫LCU配置。④采用了數(shù)據(jù)采集和處理中的可靠性措施。

2.10 發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)

龍灘水電站發(fā)電機(jī)變壓器保護(hù)遵循國(guó)調(diào)《防止電力生產(chǎn)安全事故的25條實(shí)施細(xì)則》與GB14285-2006《繼電保護(hù)和安全自動(dòng)裝置技術(shù)規(guī)程》等相關(guān)電力行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，采用了繼電保護(hù)雙重化配置，即雙套主保護(hù)、雙套后備保護(hù)、雙套異常運(yùn)行保護(hù)，單套保護(hù)采用主備一體化裝置，具有設(shè)計(jì)簡(jiǎn)潔、二次回路清晰、安全可靠、便于運(yùn)行和維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。特性:龍灘水電站發(fā)變組保護(hù)系統(tǒng)技術(shù)先進(jìn)，具有部分技術(shù)上突破與創(chuàng)新點(diǎn)。①注入式定子/轉(zhuǎn)子接地保護(hù)技術(shù)。龍灘水電站發(fā)變組保護(hù)系統(tǒng)基于RCS-985系列保護(hù)高性能硬件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了不受機(jī)組運(yùn)行工況影響的高性能發(fā)電機(jī)注入式定子和轉(zhuǎn)子接地保護(hù)。RCS-985新型注入式定子接地保護(hù)，由RCS-985U輔助電源裝置從發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)接地變壓器負(fù)載電阻上注入低頻電壓信號(hào)注入到發(fā)電機(jī)定子繞組對(duì)地的零序回路中，RCS-985檢測(cè)注入的零序電壓、電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)濾波和測(cè)量環(huán)節(jié)的補(bǔ)償，通過(guò)導(dǎo)納方法計(jì)算出接地故障的過(guò)渡電阻，從而實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)100%定子接地保護(hù)。RCS-985新型注入式定子接地保護(hù)首次采用了安全電流限制技術(shù)、精確回路補(bǔ)償技術(shù)以及輔助電源一體化設(shè)計(jì)等采用多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了高靈敏的100%定子接地保護(hù)。該保護(hù)在龍灘水電站的成功運(yùn)用，打破了國(guó)外保護(hù)在這一領(lǐng)域的技術(shù)壟斷，為國(guó)產(chǎn)大型水電機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行提供了可靠保障。②注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)技術(shù)。RCS-985新型注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子繞組引出方式，在轉(zhuǎn)子繞組的正負(fù)兩端或其中一端與大軸之間注入低頻方波電壓，注入電壓的頻率可根據(jù)轉(zhuǎn)子繞組對(duì)地電容的大小進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)整，通過(guò)測(cè)量泄漏電流和方波電壓的大小，實(shí)時(shí)求解轉(zhuǎn)子對(duì)地絕緣電阻。RCS-985新型注入式轉(zhuǎn)子接地保護(hù)首次采用了自適應(yīng)有源切換技術(shù)、注入式原理接地故障定位技術(shù)等采用多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，克服了進(jìn)口保護(hù)受RC軸電壓專用吸收回路影響可能引起誤動(dòng)的缺陷，實(shí)現(xiàn)了高靈敏的100%轉(zhuǎn)子接地保護(hù)。

3 總結(jié)

龍灘水電站機(jī)電設(shè)備經(jīng)一年半的運(yùn)行考驗(yàn)，已被證實(shí)是安全、可靠、穩(wěn)定的。經(jīng)過(guò)龍灘水電工程的洗禮，中國(guó)水電行業(yè)已經(jīng)從三峽水電建設(shè)時(shí)期的“國(guó)外巨頭承包，國(guó)內(nèi)企業(yè)提供勞務(wù)”過(guò)渡到目前“以我為主，國(guó)外企業(yè)提供協(xié)作”的良性發(fā)展階段，同時(shí)也給國(guó)內(nèi)電力行業(yè)提供了一個(gè)自主創(chuàng)新、自我展示的技術(shù)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了國(guó)家發(fā)改委制定的依托大型工程，通過(guò)引進(jìn)，消化、吸收國(guó)外先進(jìn)技術(shù)，推動(dòng)我國(guó)重大技術(shù)裝備創(chuàng)新的戰(zhàn)略目標(biāo),為700MW大容量機(jī)組設(shè)備全部國(guó)產(chǎn)化設(shè)計(jì)、制造、安裝、發(fā)電運(yùn)行積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。