扎拉、轟東梯級電站施工供電方案探討

黃 宇， 劉建華

(1.大唐四川發(fā)電有限公司， 四川 成都 610091； 2.四川省清源工程咨詢有限公司， 四川 成都 610072)

0 前 言

在國家“西電東送”“藏電外送”的背景下，玉曲河干流水電梯級的規(guī)劃開發(fā)，對促進西藏經(jīng)濟社會發(fā)展和能源資源開發(fā)，以及國家能源發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義。

玉曲河位于西藏昌都縣境內(nèi)，是怒江左岸一級支流，梯級開發(fā)推薦方案為：成德、扎玉、吉登、中波、碧土、扎拉、轟東“兩庫七級”，規(guī)劃總裝機容量1 984 MW，保證出力312.80 MW/717.40 MW(單獨運行/聯(lián)合運行，下同)，多年平均年發(fā)電量94.42億kW·h/98.25億kW·h。其中，扎拉、轟東兩電站分別處于開發(fā)梯級第六、第七級，均位于西藏自治區(qū)左貢縣。扎拉電站計劃開工時間為2019年6月，轟東電站計劃開工時間為2020年3月，相距不到一年。扎拉電站施工用電綜合最大負荷約7 900 kW，轟東電站施工用電綜合最大負荷約7 869 kW。扎拉、轟東電站的施工供電方案須結(jié)合電站計劃開工日期、施工負荷、地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀及電網(wǎng)規(guī)劃等因素統(tǒng)一考慮。

基于上述原因，為達到適應扎拉、轟東梯級電站施工組織設計方案變化和節(jié)約工程投資的目的，形成兩個施工供電方案，現(xiàn)詳細介紹。

1 工程概況

1.1 電站概況

扎拉電站位于西藏自治區(qū)左貢縣碧土鄉(xiāng)，是玉曲河“兩庫七級”開發(fā)的第六級，裝機容量102.52萬kW，多年平均發(fā)電量42.48億kW·h。扎拉電站壩址距昌都約290 km，左貢縣城約136 km，碧土鄉(xiāng)約為7 km，廠址距碧土鄉(xiāng)約為30 km。樞紐主要建筑物由混凝土重力壩、引水隧洞、地面電站廠房組成。扎拉電站擬通過500 kV線路接入國家電網(wǎng)，出線一回；另在扎拉電站設置一臺500/220 kV 聯(lián)絡變壓器，將下游梯級轟東電站以1回220 kV線路與扎拉電站相連。

轟東電站位于西藏自治區(qū)左貢縣碧土鄉(xiāng)，是玉曲河“兩庫七級”開發(fā)的第七級，裝機容量32萬kW，多年平均發(fā)電量13.283億kW·h/14.272億kW·h。轟東電站壩址距昌都邦達鎮(zhèn)公路里程約為330 km，至左貢縣城公路里程約為180 km，至碧土鄉(xiāng)公路里程約為40 km。樞紐主要建筑物由混凝土閘壩、引水隧洞、電站廠房組成。轟東電站擬通過一回220 kV線路接入上游扎拉電站。扎拉電站廠區(qū)下接轟東電站首部，如圖1所示。

圖1 扎拉電站、轟東電站位置示意

由于兩電站計劃開工時間相距不到一年，且存在施工用電負荷的疊加問題。電站施工供電規(guī)劃設計時，考慮到施工用電的同時性，需要測算兩個電站的施工用電綜合最大負荷及其持續(xù)時間。

1.2 扎拉、轟東電站施工用電負荷

扎拉電站施工總工期為6年(72個月)，施工用電綜合最大負荷約7 900 kW；轟東電站計劃開工時間比扎拉電站約晚9個月，施工總工期為5年(60月)，施工用電綜合最大負荷約7 869 kW。

根據(jù)兩個梯級電站施工建設規(guī)劃進度，扎拉和轟東電站施工最大負荷時間分布見圖2。

圖2 扎拉、轟東電站施工供電綜合最大負荷統(tǒng)計

根據(jù)圖2分析可見，扎拉電站高峰施工用電負荷發(fā)生在第2年至第4年。轟東電站高峰施工用電負荷發(fā)生在第2年至第3年。扎拉和轟東電站施工供電系統(tǒng)綜合負荷將在扎拉電站開工后第9月開始加大，然后逐步上升，到第19月達到最高負荷15 806 kW，較高的負荷一直持續(xù)到第48月開始逐步下降。

2 施工供電的電源接入方案

2.1 梯級電站所在區(qū)域電網(wǎng)現(xiàn)狀

兩電站施工工區(qū)附近50 km范圍內(nèi)，目前沒有能供出16 000 kW左右電力負荷的電網(wǎng)能夠向其直接供電，只有從較遠的西藏昌都電網(wǎng)和云南德欽供電網(wǎng)絡中考慮。

2.1.1 云南德欽電網(wǎng)

云南德欽縣佛山變電站離電站施工工區(qū)較近，但目前佛山變電站(35/10 kV,主變2 500 kVA)設備容量較小、電壓等級低，不能滿足扎拉、轟東兩個電站施工用電負荷的需求。若考慮從110 kV升平變電站引接110 kV線路供扎拉、轟東電站施工用電，電網(wǎng)容量還能滿足施工用電負荷的需求，但該方案存在110 kV線路路徑選擇困難和施工難度極大的問題，雪山阻隔、無施工交通運輸?shù)缆分问禽^大的問題，并且存在供區(qū)劃分問題，不具有可行性，本方案不予考慮。

圖3 云南德欽電網(wǎng)現(xiàn)狀示意

2.1.2 西藏昌都電網(wǎng)

目前四川與西藏昌都地區(qū)聯(lián)網(wǎng)工程已建成并投運。川藏聯(lián)網(wǎng)工程起于四川500 kV鄉(xiāng)城變電站，經(jīng)500 kV巴塘變電站至西藏500 kV昌都變電站，再從500 kV昌都變電站至220 kV邦達變電站和220 kV玉龍變電站。這些項目目前500 kV線路暫時降壓為220 kV運行，昌都-邦達的雙回220 kV線路目前降為110 kV運行，上述線路均已建成投入運行。

川藏聯(lián)網(wǎng)配套工程及昌都地區(qū)農(nóng)網(wǎng)升級改造工程的邦達-(左貢)旺達110 kV送變電工程已建成投運，旺達-(芒康)噶托110 kV送變電工程已建成投運；從110 kV(左貢)旺達變電站接線至35 kV扎玉變電站已建成投運；從35 kV扎玉變電站接線至35 kV碧土變電站工程已經(jīng)過初設審查。

根據(jù)電網(wǎng)規(guī)劃，“十三五”期間還要建成500 kV(芒康)變電站以及110 kV鹽井變電站等配套工程。目前，芒康500 kV變電站和其開π進站500 kV線路已開工建設，(芒康)噶托變電站至鹽井110 kV送變電工程開工建設日期尚未確定。

西藏昌都地區(qū)電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃詳見圖4。

2.1.3 施工供電電源點的選擇

扎拉、轟東兩電站施工綜合最高負荷為15 806 kW，最低保障負荷約為10 000 kW。電源點的引接只有從西藏昌都電網(wǎng)和建設專供水電站考慮。

(1)西藏昌都電網(wǎng)與四川電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)后，依靠國網(wǎng)公司大電網(wǎng)和現(xiàn)已建成的邦達-110 kV(左貢)旺達110 kV級網(wǎng)絡完全有能力供給本工程施工電源。

(2)若考慮建設專供扎拉、轟東電站施工供電要求的水電站來供電，要能滿足枯水期可靠的供給16 000 kW左右負荷的要求，則新建水電站的裝機容量較大，從建設時間上考慮較難滿足電站施工供電的要求，且電站投資較大，因此在供電規(guī)劃方案中不予考慮建設施工專供水電站的方案。

圖4 西藏昌都電網(wǎng)現(xiàn)狀及規(guī)劃接線示意

3 梯級電站施工供電網(wǎng)絡

3.1 施工供電方案擬定

根據(jù)電網(wǎng)調(diào)查情況，從昌都電網(wǎng)供電扎拉、轟東電站施工供電方案是可行的。目前四川與西藏昌都地區(qū)聯(lián)網(wǎng)工程除500 kV線路降壓為220 kV投運、昌都-邦達220 kV雙回降為110 kV運行外，其余部分均按設計投運，其配套工程(左貢)旺達110 kV變電站已投運，(芒康)噶托110 kV變電站也已投運。(左貢)旺達變電站-扎玉變電站的35 kV輸變電工程已投運，從扎玉35 kV變電站延伸至碧土的35 kV輸變電工程也已通過設計審查。

若考慮從(左貢)旺達110 kV變電站及其 35 kV配網(wǎng)上引接電源，可初步擬定以下兩個供電方案。

(1)方案1：從(左貢)旺達110 kV變電站建110 kV線路至扎拉、轟東電站施工區(qū)建1個110 kV變電站供電。該方案從(左貢)旺達110 kV變電站-扎拉轟東的110 kV線路長度約140 km，送電負荷若按施工負荷15 806 kW計算。由于旺達變的110 kV線路是從昌都500 kV變經(jīng)邦達220 kV變電站引接，計算末端電壓降應考慮昌都-邦達-旺達段的110 kV線路的電壓損耗，經(jīng)計算本方案能滿足電壓降小于 10%的允許值，因此這個方案可作為擬定方案1。方案1地理接線示意如圖5所示。

圖5 方案1地理接線示意

(2)方案2：從(左貢)旺達110 kV變電站建一回110 kV線路至扎玉35 kV變電站附近新建一座110 kV施工變電站，將電壓降壓為35 kV與原扎玉變的35 kV母線連接，再利用昌都電網(wǎng)已規(guī)劃建設的扎玉-碧土35 kV輸變電工程送電到碧土變電站。為滿足扎拉、轟東電站施工用電負荷要求，擬采用保留原已設計的扎玉-碧土35 kV輸變電工程(其線路線型LGJ-120)，并利用該工程向扎拉、轟東電站供一部分施工用電，再從110 kV扎玉變電站增架一回35 kV線路來供另一部分施工用電的方案。該方案不會打亂昌都電網(wǎng)公司原扎玉-碧土35 kV輸變電工程的實施計劃，也可以給扎拉電站更早提供部分施工用電。

通過計算，增架一條35 kV線路，導線采用LGJ-185，在允許電壓10%損失的情況下可以輸送9 100 kW；加上昌都電網(wǎng)已通過設計審查的一回35 kV(LGJ-120)線路，可以輸送6 400 kW(功率因數(shù)cosφ=0.95時)，兩回線路送電能力可以達到 15 500 kW的綜合供電能力，能基本滿足扎拉、轟東電站施工用電負荷的要求。方案2地理接線示意如圖6所示。

3.2 方案比較

從滿足扎拉、轟東電站開工建設時間和施工用電的可行性看，方案1和方案2都具有較高的可行性。

根據(jù)扎拉、轟東電站施工進度規(guī)劃，把滿足扎拉電站施工用電負荷的工程作為第一期, 轟東電站開工后的綜合施工用電負荷作為第二期。則第一期可考慮扎玉110 kV變電站的主變先上1臺(10 MVA),且僅需架一回35 kV線路至扎拉電站施工工區(qū)即可；而方案1若要分期建設只能將110 kV變電站的主變分期投入，110 kV線路必須一次建成，可見方案2的分期更為靈活。方案2中兩回35 kV線路輸送容量可以達到15 500 kW的綜合供電能力，能基本滿足扎拉、轟東電站施工用電負荷的要求。

圖6 方案2地理接線示意

綜合分析比較，方案1的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，運行管理費用低，但工程造價高；方案2的一、二期工程總造價略低，網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)較復雜，運行管理費用略高。但方案2具有兩個較大的優(yōu)點，一是便于分期建設，二是可以較好地兼顧地方電網(wǎng)規(guī)劃。方案2更能適應梯級電站中轟東電站建設時序的變化，靈活性方面強。故扎拉、轟東梯級電站施工供電規(guī)劃設計方案推薦采用方案2。

3.3 施工供電網(wǎng)絡

根據(jù)推薦的扎拉、轟東電站施工供電方案(方案2)，其與電網(wǎng)系統(tǒng)的接入點為(左貢)旺達變電站110 kV母線。從(左貢)旺達變電站建一回110 kV線路至扎玉35 kV變電站，在扎玉變電站附近另建一座110 kV變電站，將電壓降壓為35 kV，與原扎玉變電站的35 kV母線連接；通過兩回35 kV線路(其中一回為昌都電網(wǎng)規(guī)劃建設)至扎拉、轟東電站施工工區(qū)，在扎拉、轟東電站施工區(qū)建2個35 kV變電站，滿足扎拉、轟東兩個電站施工供電需求。經(jīng)計算，各種運行方式下，其潮流分布和各節(jié)點電壓均能滿足要求。

施工供電網(wǎng)絡電氣接線見圖7。

圖7 施工供電網(wǎng)絡電氣接線示意

3.4 施工變電站電氣主接線

3.4.1 扎玉110 kV施工變電站

為保證110 kV施工變電站供電的可靠性和分期靈活性，本次推薦采用兩臺主變方案(一期一臺、二期一臺)，主變最終容量選擇2×10 000 kVA。110 kV側(cè)采用單母線接線，35 kV側(cè)采用單母線接線。主接線如圖8所示。

3.4.2 扎拉廠區(qū)(轟東首部)35 kV施工變電站和扎拉首部35 kV施工變電站

電氣主接線方案如圖9所示：包括35 kV側(cè)采用單母線接線(a)，10 kV側(cè)采用單母線接線(b)。

4 結(jié) 語

(1)根據(jù)梯級電站施工組織設計方案確定的各電站開工時間、施工負荷分布情況、負荷水平等要求，作為施工供電設計的基礎(chǔ)資料。

(a)扎拉廠區(qū)(轟東首部)35 kV變電站 (b)扎拉首部35 kV施工變電站

(2)在施工供電設計時，應考慮電站施工組織設計方案可能的變化，采用分期建設方式是有必要的，可使施工供電工程投資更加合理。

(3)扎拉、轟東梯級電站施工供電方案的探討，可以為類似工程提供一定的借鑒和參考。