淺談枋洋水電站電氣控制與設(shè)計(jì)分析

　　 摘要：水電站一般都采用設(shè)備較先進(jìn)、自動(dòng)化程度較高的貫流式機(jī)組電站。本文論述枋洋水電站電氣控制和初步設(shè)計(jì)分析階段要點(diǎn)及在設(shè)計(jì)階段中，電氣方面所完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容。目的是為了電站在今后的運(yùn)行中，避免不足之處，友善提醒有關(guān)部門認(rèn)真負(fù)責(zé)，加強(qiáng)全面質(zhì)量管理，提高質(zhì)量意識(shí)。
　　關(guān)鍵詞：發(fā)電機(jī) 電氣設(shè)備 設(shè)計(jì)分析枋洋水電站
　　中圖分類號(hào)：TP2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1672-3791(2011)06(c)-0000-00
　　1水電站主要電氣設(shè)備介紹
　?。ㄒ唬╇姎庖淮卧O(shè)備
　　1、進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換的設(shè)備：發(fā)電機(jī)G、變壓器T、電動(dòng)機(jī)
　　2、開斷電路的開關(guān)設(shè)備：斷路器QF、隔離開關(guān)QS、熔斷器FU、負(fù)荷開關(guān)
　　3、交換電路電氣量，隔離高壓的設(shè)備：電壓互感器PT、電流互感器CT
　　4、限制電流和防止過電壓設(shè)備：電抗器、避雷器
　?。ǘ╇姎舛卧O(shè)備
　　1、用于反映不正常工作狀態(tài)：繼電器、信號(hào)裝置
　　2、測(cè)量電氣參數(shù)的設(shè)備：儀表、示波器、錄波器
　　3、控制及自動(dòng)裝置：控制開關(guān)、同期及自動(dòng)裝置
　　4、連接電路的導(dǎo)體：控制電纜、小母線、連接線
　　2 水電站電氣控制的設(shè)計(jì)階段
　　水電站，集中天然水流的落差形成水頭，匯集、調(diào)節(jié)天然水流的流量，并將它輸向水輪機(jī)，經(jīng)水輪機(jī)與發(fā)電機(jī)的聯(lián)合運(yùn)轉(zhuǎn)，將集中的水能轉(zhuǎn)換為電能，再經(jīng)變壓器、開關(guān)站和輸電線路等將電能輸入電網(wǎng)。水電站電氣控制的設(shè)計(jì)階段，應(yīng)按照設(shè)計(jì)任務(wù)書及有關(guān)的電站技術(shù)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的要求，當(dāng)把地區(qū)的配電系統(tǒng)規(guī)劃作為參考擬制出幾個(gè)方案。水電站電氣控制的設(shè)計(jì)階段重點(diǎn)包括從電力負(fù)荷現(xiàn)狀、發(fā)展、電力電量預(yù)測(cè)等方面，來研究電站的規(guī)模，系統(tǒng)連接方式及電站的可行性、必要性、在系統(tǒng)中的作用。以及重點(diǎn)完成電站接入電力系統(tǒng)設(shè)計(jì)或直接供電方案的考慮，電氣主接線、短路電流計(jì)算、廠用電接線、過電壓保護(hù)、接地、照明等。而防雷接地、繼電保護(hù)、通信等方案設(shè)計(jì)，則為上級(jí)部門的初步審批提供理論依據(jù)。漳州枋洋水利樞紐工程是集農(nóng)業(yè)灌溉、城市供水、發(fā)電、防洪為一體的大型水利樞紐工程，建設(shè)內(nèi)容有電站引水系統(tǒng)、發(fā)電廠房、溪口閘壩、引水隧道等。電站的設(shè)計(jì)不僅考慮電站運(yùn)行方式主要擔(dān)任基荷在可能條件下利用余水發(fā)電，擔(dān)任漳州廈門地區(qū)部分峰荷，還要考慮水庫擔(dān)任廈門城市第二水源的任務(wù)。（總庫容1．25億立方米，電站總裝機(jī)容量2萬千瓦，多年平均發(fā)電量6060萬千瓦時(shí)。）
　　3水電站電氣控制的設(shè)計(jì)分析
　?。ㄒ唬┧啓C(jī)與發(fā)電機(jī)
　　1、水輪機(jī)：水輪機(jī)的設(shè)計(jì)和制造應(yīng)根據(jù)水電站的特點(diǎn)和基本參數(shù)決定，并且慎重選擇水輪機(jī)的型式和主要參數(shù)，保證水輪機(jī)能夠安全可靠運(yùn)行并獲得最佳的經(jīng)濟(jì)效益。水輪機(jī)主要考慮到水電站廠房布置的要求以及與水輪發(fā)電機(jī)、調(diào)速器、進(jìn)水閥之間的相互關(guān)系。水輪機(jī)必須實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)監(jiān)控、監(jiān)測(cè)振動(dòng)、擺度的功能，必須保證正常開機(jī)和停機(jī)；處于備用狀態(tài)，隨時(shí)可以啟動(dòng)投入；當(dāng)運(yùn)行中發(fā)生故障時(shí)能及時(shí)發(fā)出信號(hào)、警報(bào)或停機(jī)。
　　2、發(fā)電機(jī)：發(fā)電機(jī)并網(wǎng)后，就可以向電網(wǎng)輸送電能，由于電能的發(fā)電、供電和用電基本上是在同一瞬間完成，因此必須保持系統(tǒng)功率的平衡，發(fā)電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，由于系統(tǒng)負(fù)荷發(fā)生變化，運(yùn)行人員應(yīng)按照給定的負(fù)荷曲線或調(diào)度命令，及時(shí)對(duì)發(fā)電機(jī)的有功和無功進(jìn)行調(diào)整。水電站的發(fā)電機(jī)多為凸極式同步發(fā)電機(jī)，在運(yùn)行期，電站可按調(diào)度的要求，或根據(jù)實(shí)際情況發(fā)送有、無功，讓水流豐富的電站多發(fā)有功。同時(shí)考慮到設(shè)備的安全性。
　?。ǘ┳儔浩鳎弘S著發(fā)電設(shè)備的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)的發(fā)展，考慮到許多電站的發(fā)電機(jī)均有設(shè)置最大容量的要求，因此需要有相應(yīng)的大型變壓器設(shè)計(jì)和制造技術(shù)相匹配。選擇的主變壓器的主要考慮的因素是：額定容量、額定電壓、接線組別和絕緣水平。為了限制單相短路電流，宜采用變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電抗器的接地方式，只要小電抗器選擇適當(dāng)就可以起到變壓器中性點(diǎn)部分接地的作用。因此變壓器中性點(diǎn)的接地方式應(yīng)根據(jù)諸方面的影響因素進(jìn)行綜合的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和比較后加以確定。
　?。ㄈ╅_關(guān)站：開關(guān)站是水電站的主要組成部分，開關(guān)站的選型和布置對(duì)電站樞紐布置、電氣主接線選擇、施工工期、運(yùn)行維護(hù)及設(shè)備和土建投資都有直接影響。高壓開關(guān)站目前主要采用的型式有敞開式設(shè)備、混合式、封閉開關(guān)柜等。在設(shè)備選型中，應(yīng)考慮設(shè)備的一次投資，使電站的電氣設(shè)備投資更加合理，另外，要考慮電站的運(yùn)行費(fèi)用、事故損失費(fèi)用等。水電站所在的地區(qū)和環(huán)境差異大，開關(guān)站選型應(yīng)因地制宜，滿足地震地區(qū)和高海拔地區(qū)的特殊要求，以保證導(dǎo)體和電氣設(shè)備安全運(yùn)行。在開關(guān)站選型時(shí)，應(yīng)充分考慮電氣主接線的可靠性、靈活性和經(jīng)濟(jì)性，并利于主接線的簡化。由于開關(guān)站運(yùn)行電壓高，應(yīng)充分考慮無線電干擾和靜電感應(yīng)場(chǎng)強(qiáng)以及輻射的影響。由于水電站受地形和地質(zhì)條件的影響較大，每個(gè)電站布置方式差異較大，因此，在開關(guān)站選型時(shí)，應(yīng)結(jié)合電站實(shí)際情況和樞紐布置，合理的進(jìn)行選型。
　　4水電站在設(shè)計(jì)工作中的注意事項(xiàng)
　?。ㄒ唬┰陂_關(guān)站選擇和比較中，應(yīng)結(jié)合電氣設(shè)備的發(fā)展和造價(jià)的變動(dòng)，使選擇的方案技術(shù)先進(jìn)并達(dá)到經(jīng)濟(jì)合理的效果。
　　（二）在分期和改擴(kuò)建高壓開關(guān)站設(shè)計(jì)選擇中，應(yīng)考慮施工干擾和停電損失費(fèi)用以及發(fā)生意外事故的費(fèi)用。
　?。ㄈ┰陂_關(guān)站選型比較中，應(yīng)考慮30年的運(yùn)行費(fèi)用和事故損失費(fèi)用。
　?。ㄋ模┰谠O(shè)計(jì)中，應(yīng)注意地理環(huán)境條件對(duì)施工的影響，合理并有計(jì)劃的安排工期。
　　（五）在進(jìn)行布置時(shí)，應(yīng)考慮其對(duì)進(jìn)出線回路影響。
　?。┰谠O(shè)計(jì)中應(yīng)積極采用無污染或減少污染的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備，應(yīng)防止排放的廢水、設(shè)備噪音對(duì)周圍生態(tài)環(huán)境的影響。
　　5結(jié)束語
　　 廈門城市第二水源枋洋水利樞紐工程，電站總裝機(jī)容量2萬千瓦，主接線及其接入方式、短路電流計(jì)算、高低壓電氣設(shè)備的工作原理與選擇應(yīng)用、配電裝置及電氣布置、防雷保護(hù)等電氣一