洪屏抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)與難點(diǎn)

和 扁，趙惠敏，沈惠良，王德兵，陳 軍，沈曉榮

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州311122)

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洪屏抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)與難點(diǎn)

和 扁，趙惠敏，沈惠良，王德兵，陳 軍，沈曉榮

(中國電建集團(tuán)華東勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，浙江杭州311122)

對洪屏抽水蓄能電站的電氣主接線設(shè)計(jì)、監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)選擇、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)、水泵水輪機(jī)參數(shù)和型式選擇、調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)、地下廠房通風(fēng)和消防設(shè)計(jì)等進(jìn)行了詳細(xì)的說明；對機(jī)電設(shè)計(jì)工作在招標(biāo)技施階段遇到的難點(diǎn)，如廠用電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、調(diào)速系統(tǒng)和進(jìn)水閥控制回路設(shè)計(jì)、機(jī)組技術(shù)供水泵揚(yáng)程和容量選擇、主變洞SFC設(shè)備室通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、地下廠房通風(fēng)系統(tǒng)在機(jī)電安裝期的通風(fēng)方式設(shè)計(jì)、下庫消防給水系統(tǒng)管線設(shè)計(jì)等，進(jìn)行了重點(diǎn)論述。機(jī)電設(shè)計(jì)通過采用三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，優(yōu)化了設(shè)備布置，提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。

電氣設(shè)計(jì)；技術(shù)難點(diǎn)；方案選擇；洪屏抽水蓄能電站

1 工程概況

洪屏抽水蓄能電站位于江西省靖安縣境內(nèi)，緊靠江西省用電中心，距南昌、九江、武漢直線距離分別為65、100 km和190 km。工程地理位置較好，接入系統(tǒng)方便，自然條件優(yōu)越，經(jīng)濟(jì)指標(biāo)優(yōu)良。

洪屏抽水蓄能電站為周調(diào)節(jié)純抽水蓄能電站，可研設(shè)計(jì)階段推薦按分期開發(fā)，一期裝機(jī)容量1 200 MW，終期裝機(jī)規(guī)模為2 400 MW。電站建成后，將在電網(wǎng)中承擔(dān)調(diào)峰、填谷、調(diào)頻、調(diào)相和事故備用等任務(wù)。電站本期以500 kV一級電壓等級接入系統(tǒng)，出線一回接入江西500 kV夢山變，并預(yù)留2個(gè)出線間隔。設(shè)計(jì)年發(fā)電量17.43億kW·h，年發(fā)電利用小時(shí)數(shù)1 453 h。

2 機(jī)電設(shè)計(jì)工作中的重點(diǎn)

2.1 電氣主接線的設(shè)計(jì)

根據(jù)接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)，洪屏抽水蓄能電站500 kV側(cè)主接線遠(yuǎn)期為兩進(jìn)三出，初期僅出一回線接入夢山變、預(yù)留兩回出線π接入鄂贛聯(lián)網(wǎng)線中。這就要求主接線方案能既適應(yīng)分期過渡的運(yùn)行要求，又要考慮鄂贛聯(lián)網(wǎng)穿越功率的影響。經(jīng)過對單母三分段接線、雙母線接線、均衡母線接線、3/2斷路器接線四種主接線方案的可靠性分析計(jì)算和經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，最終確定了雙母線接線作為500 kV主接線方案。該接線方式簡單、清晰，易于操作維護(hù)，能適應(yīng)分期過渡的運(yùn)行要求，不影響設(shè)備布置，繼電保護(hù)及二次回路配置較簡單，二次接線沒有很大變化，過渡方便。進(jìn)出線均有獨(dú)立的斷路器，運(yùn)行靈活性好，可以采用單母線、雙母線、冷備用等多種方式，運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)豐富，適應(yīng)系統(tǒng)調(diào)度。同時(shí)，根據(jù)電站接入系統(tǒng)方案，考慮到電站500 kV側(cè)母線存在穿越功率的可能，在遠(yuǎn)期出線斷路器考慮設(shè)置跨條，在檢修線路斷路器時(shí)，可用母聯(lián)斷路器代替，不影響鄂贛功率穿越。

500 kV高壓配電裝置選用GIS，通過預(yù)留間隔位置分期過渡，對分期過渡影響無明顯差別。另外，在500 kV設(shè)備技術(shù)參數(shù)的選擇上，充分考慮鄂贛穿越功率的影響，比如采用多變比的500 kV電流互感器、選擇500 kV開關(guān)設(shè)備額定及短路電流參數(shù)時(shí)適當(dāng)考慮裕度系數(shù)。

2.2 監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的選擇

洪屏抽水蓄能電站被控對象的地理分布范圍廣，有上水庫、下水庫、地下廠房、開關(guān)站及地面控制樓等區(qū)域，因此設(shè)計(jì)上采用了冗余光纖快速交換式以太環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)，并且從物理路由上考慮不同路徑構(gòu)成，對于電站的安全、可靠運(yùn)行可以起到很好的保證作用。電站控制級設(shè)備及現(xiàn)地控制單元設(shè)備均直接接在局域網(wǎng)絡(luò)上，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備選用適合于電站環(huán)境的100 Mb/s級工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)，很好的滿足了電站投運(yùn)后的監(jiān)控運(yùn)行需要。

2.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

隨著水電工程建設(shè)及自動(dòng)化技術(shù)的不斷發(fā)展，在“無人值班”(少人值守)的水電廠，火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)變得越來越重要。洪屏抽水蓄能電站根據(jù)GB50116—2013《火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，電站采用集中報(bào)警系統(tǒng)，選用自動(dòng)化程度高、技術(shù)先進(jìn)、性能穩(wěn)定、抗干擾能力強(qiáng)和運(yùn)行維護(hù)方便的智能型火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警及消防控制設(shè)備。系統(tǒng)由集中火災(zāi)報(bào)警控制器、消防廣播系統(tǒng)、各區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器、計(jì)算機(jī)操作管理工作站和各現(xiàn)地探測器、手動(dòng)報(bào)警按鈕、模塊、消防廣播揚(yáng)聲器、火災(zāi)聲光警報(bào)器等組成。電站消防控制中心設(shè)在地面中控樓內(nèi)的中央控制室?；馂?zāi)報(bào)警系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)合理，為電站提供了安全可靠的報(bào)警系統(tǒng)。

2.4 水泵水輪機(jī)主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式的選擇

水泵水輪機(jī)相對于電站而言就好像人體的心臟一樣重要，其主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式的選擇直接關(guān)系到整個(gè)地下廠房的運(yùn)行安全，電站的綜合效益等。雖然最近幾十年，我國抽水蓄能電站取得了較快的發(fā)展，在技術(shù)引進(jìn)和自主研發(fā)的共同驅(qū)動(dòng)下，水泵水輪機(jī)制造和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)都有了較好的積累，但是水泵水輪機(jī)主要參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式的選擇仍然非常重要。

在可行性研究階段對洪屏抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式做了深入細(xì)致的研究，并專門編制了《機(jī)組主要參數(shù)及結(jié)構(gòu)型式選擇專題報(bào)告》，對水泵水輪機(jī)額定水頭、額定轉(zhuǎn)速、比轉(zhuǎn)速、吸出高度等主要參數(shù)和轉(zhuǎn)輪拆卸方式進(jìn)行細(xì)致的分析論證，最終選擇適合洪屏抽水蓄能電站的參數(shù)和結(jié)構(gòu)型式。并在招標(biāo)階段與國內(nèi)多家主機(jī)制造商進(jìn)行了詳細(xì)深入的溝通交流，充分了解各家的技術(shù)水平和制造能力，為主機(jī)設(shè)備采購招標(biāo)文件的編制提供了良好的技術(shù)支撐。

2.5 調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)

抽水蓄能電站往往具有啟動(dòng)停機(jī)頻繁、一機(jī)多用、工況變換多的特點(diǎn)。復(fù)雜多變的工況引起的水力瞬變過程可能引起水道系統(tǒng)內(nèi)水壓力及機(jī)組轉(zhuǎn)速的劇烈變化，進(jìn)而危及電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行，影響機(jī)組的使用壽命。近幾年，隨著我國多座抽水蓄能電站建成投產(chǎn)，建設(shè)單位對電站的安全穩(wěn)定運(yùn)行越來越重視。

洪屏抽水蓄能電站調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)遵循“確保安全、留有裕度、運(yùn)行可靠”的原則，在預(yù)可、可研、招標(biāo)階段均進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和分析研究，并在可研階段編制了《引水發(fā)電系統(tǒng)過渡過程專項(xiàng)分析報(bào)告》，在招標(biāo)階段編制了《機(jī)組與輸水系統(tǒng)水力過渡過程計(jì)算分析專題報(bào)告》，利用我院自主研發(fā)的“水電站水力過渡過程計(jì)算軟件”并外委河海大學(xué)進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算，確保整個(gè)輸水系統(tǒng)和機(jī)組的安全性。在調(diào)節(jié)保證設(shè)計(jì)計(jì)算控制值、設(shè)計(jì)值、主機(jī)合同保證值的取值上嚴(yán)格按照規(guī)程規(guī)范要求并考慮合理的壓力脈動(dòng)引起的誤差和計(jì)算誤差裕度，確保設(shè)備的制造安全裕度。

2.6 地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)好壞直接影響電站投運(yùn)后設(shè)備的運(yùn)行環(huán)境，既而影響設(shè)備安全穩(wěn)定運(yùn)行。洪屏抽蓄電站地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要包括主廠房、副廠房、母線洞、主變洞、尾閘洞等洞室的通風(fēng)空調(diào)設(shè)計(jì)。根據(jù)類似電站的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和國家規(guī)程規(guī)范要求，結(jié)合洪屏工程各洞室的布置情況和相互關(guān)系，充分利用地下洞室的夏季自然降溫去濕和冬季升溫效應(yīng)，形成一套以機(jī)械通風(fēng)為主、與空調(diào)調(diào)節(jié)相結(jié)合，輔以局部機(jī)械除濕的有效系統(tǒng)。地下廠房的氣流組織為“二進(jìn)三出”，即進(jìn)廠交通洞和通風(fēng)兼安全洞進(jìn)風(fēng)道進(jìn)風(fēng)，全廠總排風(fēng)豎井、500 kV出線洞排風(fēng)短斜井和主廠房排風(fēng)豎井(排風(fēng)探洞)排風(fēng)，維持地下廠房的整體風(fēng)量平衡。

2.7 地下廠房消防系統(tǒng)設(shè)計(jì)

洪屏抽水蓄能電站的消防設(shè)計(jì)貫徹“預(yù)防為主，防消結(jié)合”的消防工作方針，立足“自救為主、外援為輔”的原則，與樞紐總體布置統(tǒng)籌考慮，保證消防車道的布置、建筑物防火間距、安全疏散、安全出口的布置及有關(guān)消防設(shè)施如消防供水、消防供電、事故照明、自動(dòng)報(bào)警、通風(fēng)防排煙、氣體滅火系統(tǒng)、滅火器配置等滿足有關(guān)消防規(guī)范的要求。其中地下廠房消防系統(tǒng)是洪屏工程消防設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，其中包括安裝場，端副廠房，主廠房，母線洞，主變洞、尾閘洞、進(jìn)廠交通洞、通風(fēng)兼安全洞等區(qū)域的消防設(shè)計(jì)。地下建筑物均為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土框架磚砌體填充墻結(jié)構(gòu)，建筑主體的耐火極限均已達(dá)到或超過《水電工程設(shè)計(jì)防火規(guī)范》的要求。如何根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)和國家規(guī)程規(guī)范要求，設(shè)置合理的防火分區(qū)，疏散通道，消火栓系統(tǒng)，這些都需要在設(shè)計(jì)中重點(diǎn)考慮研究。根據(jù)洪屏電站地下廠房的布置特點(diǎn)及使用功能，設(shè)置四個(gè)防火分區(qū)即主廠房(含母線洞)、副廠房、主變洞(含出線洞)、尾閘洞；每個(gè)防火分區(qū)設(shè)置不少于二個(gè)安全出口，且有一個(gè)直通室外地面。建筑物防火分區(qū)、安全疏散均滿足相關(guān)消防規(guī)范的要求。

2.8 協(xié)同設(shè)計(jì)

抽蓄電站地下廠房工程是一項(xiàng)復(fù)雜的綜合性工程，涉及廠房、建筑、水機(jī)、電一、電二、暖通、給排水和金屬結(jié)構(gòu)等多個(gè)專業(yè)，如何在有限的、特定的空間里適時(shí)合理地布置各專業(yè)的設(shè)備，避免專業(yè)之間的碰撞和干擾是機(jī)電設(shè)計(jì)過程中最重要的工作。洪屏工程機(jī)電設(shè)計(jì)采用了三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，在同一時(shí)間段，各專業(yè)各自建立同一區(qū)域內(nèi)本專業(yè)的主要設(shè)備及附件的三維模型，通過三維協(xié)同設(shè)計(jì)平臺(tái)，實(shí)時(shí)查看其它專業(yè)的設(shè)備布置，并通過三維漫游和軟件自身碰撞檢查功能對設(shè)備布置進(jìn)行校審，力爭在設(shè)計(jì)階段消除專業(yè)之間的布置干擾，減少施工階段的現(xiàn)場修改工作量。同時(shí)也可以在現(xiàn)場出現(xiàn)設(shè)備布置調(diào)整時(shí)能及時(shí)通過三維模型檢查該調(diào)整是否可行，是否間接影響其他專業(yè)的設(shè)備布置，提高現(xiàn)場方案的可行性和及時(shí)性。

3 機(jī)電設(shè)計(jì)工作中的難點(diǎn)

目前全國已經(jīng)建成投產(chǎn)的抽水蓄能電站已有20多座，涵蓋多個(gè)水頭范圍，不同裝機(jī)容量。機(jī)電專業(yè)在這些電站的設(shè)計(jì)中積累了豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。華東院目前已經(jīng)建成投產(chǎn)的抽蓄電站有天荒坪、桐柏、泰安、宜興、寶泉、響水澗、仙游，在建的有仙居、洪屏、績溪、金寨，通過這些電站的設(shè)計(jì)，機(jī)電專業(yè)已經(jīng)形成了一整套自有的設(shè)計(jì)理念和方法，在不斷的總結(jié)和學(xué)習(xí)中，專業(yè)設(shè)計(jì)能力已經(jīng)有了很大的提升。但是，在機(jī)電設(shè)計(jì)工作中仍有一些難點(diǎn)需要引起重視，特別是在招標(biāo)技施階段，下面將主要介紹洪屏抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)計(jì)工作中的一些難點(diǎn)。

3.1 廠用電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

洪屏抽水蓄能電站樞紐由上水庫、下水庫、地下廠房、開關(guān)站及繼保樓、生產(chǎn)樓、業(yè)主營地等部分組成，廠用電供電范圍廣，分散性大。因此在廠用電設(shè)計(jì)之初就考慮了與施工期配電相結(jié)合的方案。35 kV施工中心變以及至上庫、下庫、業(yè)主營地等處的架空線路均按永臨結(jié)合考慮。即施工期時(shí)以施工變內(nèi)35 kV變壓器作為施工用電電源點(diǎn)，對各施工面進(jìn)行供電。電站投運(yùn)后將原施工變內(nèi)10kV母線進(jìn)行改造：將施工變內(nèi)35 kV變壓器10 kV側(cè)出線與施工變內(nèi)10 kV母線斷開，直接引至地下廠房10 kV廠用III段母線，作為電站廠用電外來備用電源；原施工變內(nèi)兩段10 kV母線電源改為分別引自地下廠房10 kV廠用I、II段母線，用于對上水庫、下水庫、地面開關(guān)站、生產(chǎn)樓、業(yè)主營地等永久地面建筑進(jìn)行供電。該設(shè)計(jì)相當(dāng)于在施工中心變設(shè)置了10 kV廠用母線延伸段，節(jié)省了從地下廠房到地面各建筑的電力線纜費(fèi)用。

3.2 調(diào)速系統(tǒng)和進(jìn)水閥控制回路的設(shè)計(jì)

隨著電站自動(dòng)化程度的提高及無人值班運(yùn)行方式的要求，對控制保護(hù)系統(tǒng)的可靠性要求也更加嚴(yán)格。常規(guī)控制使用的“得電動(dòng)作”方式，出口繼電器或被控對象平時(shí)不帶電，只有在事故或故障發(fā)生時(shí)，被動(dòng)作對象才會(huì)動(dòng)作，這種方式的好處是不容易誤動(dòng)作，但是在控制電源故障或消失時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)拒動(dòng)的情況，無法及時(shí)保護(hù)機(jī)組的安全運(yùn)行?！笆щ妱?dòng)作”方式則可以在控制電源故障或被切除時(shí)，能動(dòng)作于停機(jī)或切除運(yùn)行設(shè)備，保證機(jī)組設(shè)備的安全。因此，作為機(jī)組最重要的調(diào)節(jié)控制設(shè)備，電工二次專業(yè)在設(shè)計(jì)調(diào)速系統(tǒng)的導(dǎo)葉控制回路和進(jìn)水球閥的控制回路時(shí)，提出了調(diào)速系統(tǒng)和進(jìn)水球閥系統(tǒng)應(yīng)該既有在電源正常的情況下“得電關(guān)閉”的液壓控制回路，配有得電關(guān)閉電磁閥，又有在冗余電源均消失的情況下“失電關(guān)閉”的液壓控制回路，配有失電關(guān)閉電磁閥，實(shí)現(xiàn)調(diào)速器和進(jìn)水球閥的“得電關(guān)閉”和“失電關(guān)閉”雙回路冗余控制，以保證安全。這就對制造廠家提出了更高的要求，洪屏抽蓄主機(jī)制造商上海福伊特有限公司設(shè)計(jì)人員對該設(shè)計(jì)要求起初也是不能理解和接受，經(jīng)過多次的溝通和解釋，最終接受該設(shè)計(jì)理念，并在系統(tǒng)設(shè)置中增加該配置。

3.3 火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的難點(diǎn)

由于抽蓄電站的中控樓往往距地下廠房及開關(guān)站較遠(yuǎn)，分布范圍廣，為了提高全廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)的可靠性，防止由于干擾等原因造成的誤報(bào)、誤動(dòng)，全廠火災(zāi)自動(dòng)報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮采用光纖組網(wǎng)，即將系統(tǒng)中集中火災(zāi)報(bào)警控制器、各區(qū)域火災(zāi)報(bào)警控制器之間采用光纖連接成一個(gè)對等式網(wǎng)絡(luò)。

中控室消防聯(lián)動(dòng)控制柜上的多線手動(dòng)控制盤需對全廠的消防水泵、正壓送風(fēng)機(jī)、排煙風(fēng)機(jī)等進(jìn)行手動(dòng)控制，由于地下廠房及開關(guān)站距離中控室較遠(yuǎn)，且手動(dòng)控制對象較多，通過硬布線往往不能實(shí)現(xiàn)可靠控制。洪屏抽水蓄能電站通過在中控樓、開關(guān)站、地下廠房各設(shè)一套PLC可編程控制器，各PLC之間采用工業(yè)級以太環(huán)網(wǎng)交換機(jī)和單模光纖(獨(dú)立光纜)組網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)中控室對全廠多線控制設(shè)備的手動(dòng)控制，并顯示全廠多線設(shè)備的動(dòng)作及故障信號(hào)。

3.4 機(jī)組技術(shù)供水泵揚(yáng)程和容量的選擇

機(jī)組技術(shù)供水泵為抽蓄電站技術(shù)供水系統(tǒng)的核心設(shè)備，其揚(yáng)程和容量選擇是否合理，將直接影響技術(shù)供水系統(tǒng)的運(yùn)行，進(jìn)而影響機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。目前，技術(shù)供水泵容量的選擇，往往依據(jù)主機(jī)制造廠提供的各軸承、空氣冷卻器、主軸密封、迷宮環(huán)等部件的冷卻水量，根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和規(guī)程規(guī)范要求選擇。規(guī)范往往要求水泵的額定工作流量不少于工作水量的107%～110%，該值若取得偏大，不經(jīng)濟(jì)，也可能使水泵實(shí)際運(yùn)行區(qū)域偏離最優(yōu)運(yùn)行區(qū)域。該值若取得偏小，水泵投入運(yùn)行后可能會(huì)出現(xiàn)實(shí)際流量不能滿足電站運(yùn)行需要的情況，引起后續(xù)改造。水泵揚(yáng)程的計(jì)算目前主要是依據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算，根據(jù)技術(shù)供排水管網(wǎng)的布置，進(jìn)行管網(wǎng)水力計(jì)算，確定管網(wǎng)中各管段的水頭損失，進(jìn)而分析選擇水泵揚(yáng)程。由于水泵采購招標(biāo)時(shí)往往最終的管網(wǎng)布置圖還沒有繪制完成，各部件的局部阻力水頭損失系數(shù)也均為經(jīng)驗(yàn)值，只能根據(jù)經(jīng)驗(yàn)和初步的管網(wǎng)布置估算，很有可能導(dǎo)致?lián)P程計(jì)算存在偏差。如何預(yù)留適當(dāng)?shù)挠嗔?，選擇流量和揚(yáng)程均適合的水泵，需要在不同階段進(jìn)行計(jì)算和復(fù)核。洪屏抽水蓄能電站技術(shù)供水泵最優(yōu)工作點(diǎn)揚(yáng)程為46 m，最優(yōu)工作點(diǎn)流量為1 260 m3/h，在揚(yáng)程和流量的選擇上均預(yù)留了適當(dāng)余量，管網(wǎng)水力計(jì)算也是依據(jù)三維布置估算，在一定程度上保證了設(shè)備參數(shù)選擇的合理性。

3.5 主變洞SFC設(shè)備室通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

洪屏抽水蓄能電站SFC輸入、輸出變壓器為風(fēng)冷式，不同于以往的抽蓄電站采用的水冷式。風(fēng)冷式的SFC輸入、輸出變壓器和SFC功率柜等設(shè)備的瞬時(shí)發(fā)熱量很大，而且熱量直接散入房間中，造成房間溫度驟然升高，此時(shí)僅采用機(jī)械通風(fēng)方式不能滿足房間的熱負(fù)荷要求，可能影響設(shè)備的正常運(yùn)行。設(shè)計(jì)時(shí)通過與電一專業(yè)的溝通和仔細(xì)核算，考慮SFC設(shè)備一次運(yùn)行循環(huán)周期約為三十分鐘，并根據(jù)SFC設(shè)備發(fā)熱與時(shí)間的關(guān)系曲線，為每套SFC設(shè)備均配置2臺(tái)單元式風(fēng)冷空調(diào)機(jī)組制冷，改善房間的溫度環(huán)境。

3.6 地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)在機(jī)電安裝期的通風(fēng)方式設(shè)計(jì)

地下廠房通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)作為電站正常運(yùn)行期廠內(nèi)空氣環(huán)境質(zhì)量的保障，使通風(fēng)空調(diào)區(qū)域的空氣新鮮度、溫度、濕度滿足生產(chǎn)運(yùn)行的要求。但是在機(jī)組設(shè)備安裝和調(diào)試初期，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)未能形成有效的系統(tǒng)性運(yùn)行模式，而廠內(nèi)的散濕量和焊接煙霧量較大，空氣質(zhì)量較差，將會(huì)影響工作人員健康和工程施工進(jìn)度。在通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)設(shè)計(jì)過程中，如何通過合理地布置通風(fēng)空調(diào)設(shè)備和管路，兼顧機(jī)電安裝期通風(fēng)、除濕需求，做到既節(jié)約工程投資，又達(dá)到改善前期施工環(huán)境的目的，是設(shè)計(jì)人員需要考慮的問題。網(wǎng)架層的排煙風(fēng)機(jī)和排煙管可以有效地排除主廠房上部焊接煙霧至主廠房排風(fēng)豎井(排風(fēng)探洞)出地面，由進(jìn)廠交通洞自然進(jìn)風(fēng)補(bǔ)充新鮮空氣，改善主廠房的空氣環(huán)境質(zhì)量。全廠總排風(fēng)豎井風(fēng)機(jī)房的大風(fēng)量排風(fēng)機(jī)可以有效地排除主變洞和母線洞等洞室的潮濕空氣和焊接煙霧至總排風(fēng)豎井出地面，由進(jìn)廠交通洞自然進(jìn)風(fēng)補(bǔ)充新鮮空氣，改善主變洞和母線洞等洞室的空氣環(huán)境質(zhì)量。因此，這兩個(gè)區(qū)域的通風(fēng)設(shè)備應(yīng)盡早完成設(shè)計(jì)出圖和采購招標(biāo)，使設(shè)備能盡早投入使用。同時(shí)，進(jìn)廠交通洞、蝸殼層、水輪機(jī)層和副廠房底層輔以臨時(shí)除濕機(jī)運(yùn)行，盡量改善地下廠房的局部空氣濕度環(huán)境。

3.7 下庫消防給水系統(tǒng)管線設(shè)計(jì)

洪屏抽蓄下庫區(qū)域地面建筑消防給水系統(tǒng)水源取自下水庫，在下水庫啟閉機(jī)房內(nèi)設(shè)置兩臺(tái)(一主一備)深井泵，將下庫水引至地面開關(guān)站和下庫啟閉機(jī)房之間的高位水池(約256 m 高程)，供地面開關(guān)站以及中控樓的消防用水。下庫啟閉機(jī)房(186 m高程)距離高位消防水池距離約2.5 km，高程差約70 m，沿途多山石峭壁，林木茂密，對給排水管線的布置設(shè)計(jì)及施工都帶來了很大的困難。后期類似電站設(shè)計(jì)時(shí)需結(jié)合實(shí)際山體地形特征，合理布置高位消防水池，優(yōu)化管線布置，方便現(xiàn)場施工。

4 結(jié) 語

在洪屏抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)計(jì)過程中，機(jī)電專業(yè)積極應(yīng)用三維設(shè)計(jì)手段，優(yōu)化設(shè)備布置，提高出圖效率和質(zhì)量；積極配合項(xiàng)目部編制《洪屏抽水蓄能電站工藝設(shè)計(jì)圖冊》，優(yōu)化完善標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)；積極參與設(shè)備出廠驗(yàn)收和設(shè)計(jì)聯(lián)絡(luò)會(huì)，為業(yè)主提供良好的專業(yè)技術(shù)支撐。對于抽水蓄能電站，機(jī)電設(shè)計(jì)工作在整個(gè)電站設(shè)計(jì)工作中也占有相當(dāng)大的比重。希望通過介紹洪屏抽蓄機(jī)電設(shè)計(jì)工作的推進(jìn)和開展，論述洪屏抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)計(jì)工作中的重點(diǎn)和難點(diǎn)，能對今后類似抽水蓄能電站機(jī)電設(shè)計(jì)提供一些經(jīng)驗(yàn)參考。

[1]王康生. 洪屏抽水蓄能電站機(jī)組發(fā)電工況甩負(fù)荷過渡過程計(jì)算分析[C]∥抽水蓄能電站工程建設(shè)2014. 中國水力發(fā)電工程學(xué)會(huì)電網(wǎng)調(diào)峰與抽水蓄能專業(yè)委員會(huì)， 2014．

[2]梅祖彥. 抽水蓄能發(fā)電技術(shù)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2000.

[3]張春生， 姜忠見. 抽水蓄能電站設(shè)計(jì)[M]. 北京： 中國電力出版社， 2012.

[4]邱彬如， 劉連希. 抽水蓄能電站工程技術(shù)[M]. 北京： 中國電力出版社， 2008.

(責(zé)任編輯 高 瑜)

Emphases and Difficulties of Mechanical and Electrical System Design for Hongping Pumped-storage Power Station

HE Bian, ZHAO Huimin, SHEN Huiliang, WANG Debing, CHEN Jun, SHEN Xiaorong

(PowerChina Huadong Engineering Corporation Limited, Hangzhou 311122, Zhejiang, China)

The electric main wiring design, monitoring network selection, fire alarm system design, pump-turbine parameter and type selection, regulation guarantee design, and underground powerhouse ventilation and fire protection design for Hongping Pumped-storage Power Station are introduced herein in detail. The main technical difficulties of mechanical and electrical design in tender design stage are emphatically discussed, including auxiliary power system design, speed control system and inlet valve control loop design, head and capacity selection for unit water supply pump, SFC room ventilation system design, ventilation mode design for underground powerhouse ventilation design in mechanical and electrical installation period, and fire water piping design of lower reservoir. The application of 3D co-design platform in mechanical and electrical design optimizes the layout of equipments and improves the efficiency and quality of design．

mechanical and electrical design; technical difficulty; scheme selection; Hongping Pumped-storage Power Station

2016- 05- 30

和扁(1981—)，男，河南焦作人，高級工程師，主要從事水電站水機(jī)專業(yè)設(shè)計(jì)及項(xiàng)目管理工作．

TV743(256)

A

0559- 9342(2016)08- 0041- 04