貫流式水電站廠用電設計的介紹與分析

皇甫能達

【摘 ?要】根據(jù)貫流式水電站的特點，對廠用電系統(tǒng)電源的引接、負荷特征、廠用電設計的要求，以及廠用電的實際應用進行深入的研究，總結出一些有益的經驗，對同類工程有一定的參考作用。

【關鍵詞】貫流式水電站;廠用電;負荷分析;接線;運行方式

貫流式水電站廠用電是整個電站設計中非常重要的內容，若廠用電設計不合理，會對電站正常安全運行造成很大影響，甚至會損壞其他設備、水工建筑物，危及周邊人員的人身安全。因此，廠用電科學合理設計，成為整個水電站設計中的重要環(huán)節(jié)。下面就貫流式水電站廠用電設計進行深入探討，并提出了相關的建議和意見。

1廠用電特點及設計要求

1.1廠用電特點

1.1.1供電范圍大 ?貫流式水電站建在淺丘地帶，江面較寬，通常都設有航道，因此其樞紐比較龐大，一般包括電站、泄洪閘、船閘等建筑物。為了保障各建筑物的功能性和安全性，必須為其提供安全、可靠的電源。

1.1.2負荷種類多 ?廠用電主要負荷包括高、低壓油泵、機組技術供水泵、機組冷卻風機、調速器油壓裝置、機組尾水出水閘門啟閉機等機組自用電設備;中、低空壓機、送排風機、滲漏、檢修排水泵、消防泵、配電裝置等全廠共用設備;行車、進水口門機及清污機、油處理等檢修設備;泄洪閘啟閉機等季節(jié)性用電設備;船閘閘門啟閉機設備;全站照明，壩區(qū)照明及其它用電沒備。

1.1.3負荷特征 ?機組具有流量大、水頭低的特點，因此機組轉速低，定子直徑大，轉動部分重，導水機構復雜，調速器都具有雙調功能，且要求高，相對同容量其他類型的機組來比較，機組自用電較多。由于機組尺寸大，重量重，起吊行車容量大，機修負荷占的比例較大，另外電站裝機臺數(shù)較多，廠用電最大負荷一般為一臺機組檢修、其余全部運行的工況。泄洪閘通常有幾十臺啟閉機，雖然啟閉機統(tǒng)計電機功率大，根據(jù)泄洪要求，一般同時操作啟閉機臺數(shù)不多，一般不大于4組，同時具有明顯的季節(jié)性特點。船閘用電比較均衡，主要負荷為上下閘首人字門液壓泵站，容量一般不大，但其可靠性要求較高，一旦失電，會影響正常的航運。

1.2廠用電設計要求

根據(jù)廠用電在水電站中承擔的角色，廠用電設計應該具備供電的可靠性和不間斷性。在設計中，可從如下幾個方面綜合考慮設計：

1.2.1廠用電源的數(shù)量及設置。廠用電源對于廠用電的可靠性有重要的影響。若選擇廠用電源及對廠用電源進行設置時，沒有深入分析水電站的實際情況，可能會造成一旦出現(xiàn)突發(fā)情況，廠用電源無法滿足廠用電負荷要求，這對于廠用電的可靠性構成嚴重威脅。

設置原則為：根據(jù)NB/T 35044-2014《水力發(fā)電廠廠用電設計規(guī)程》規(guī)范中3.1條廠用電電源規(guī)定有關內容，廠用電源應滿足各種運行方式下的廠用電負荷需要。由于貫流式水電站機組臺數(shù)較多，廠用電源應有2個或2個以上獨立的電源;考慮樞紐作為重要的防洪工程，需引接較為可靠的外來廠用電源，同時為確保供電可靠再配一套柴油發(fā)電機組作為備用電源。

1.2.2廠用電接線方式。廠用電接線方式是連接水電站用電設備以及各種負荷的配電方案，如果接線方式不合理、不科學，不僅會降低廠用電的可靠性，而且會造成后期的維護工作極為繁雜，這種情況應在水電站廠用電設計中充分注意。

1.2.3應滿足電站自動化的要求。在水電站廠用電設計的中，應提高廠用電設備的自動化性能要求，達到廠用電系統(tǒng)運行滿足電站無人值班或少人值班的要求。

2.廠用電設計

青田水利樞紐工程位于浙江省麗水市青田縣境內，壩址位于甌江干流與四都港匯合口下游約185m處，電站總裝機容量3×16MW，機組接線采用一組二機一變和一組一機一變接線方式，發(fā)電機出線都設斷路器;110kV側以一回線路接入電網(wǎng)。主要建筑物：泄洪閘、河床式電站廠房、船閘上、下閘首等建筑物。

2.1 廠用電接線形式

工程廠用電采用400V電壓等級，廠房和泄洪區(qū)各設一組單母線分段接線。廠房I段和II段母線分別從2臺廠用變引來，其中II段母線進線開關設一把雙切開關，一回從#2廠用變引，另一回從泄洪配電引來，二段母線設母聯(lián)開關;泄洪閘I段從外來電源供電的1臺壩區(qū)變引來，II段母線進線開關設一把雙切開關，一回從廠用變I段引來，另一回從柴油發(fā)電機引來，二段母線設母聯(lián)開關。廠用電接線圖如圖1所示。

2.3 廠用電運行方式

本工程廠用電系統(tǒng)主要有下列4種運行方式：

（1）在發(fā)電和電源及設備均正常情況下，電站和泄洪閘正常負荷全由廠房I段母線和II 段母線分別供電，母聯(lián)開關為熱備用。

（2）二組配電分裂運行，電站和泄洪閘負荷全由各自I段母線和II 段母線分別供電，母聯(lián)開關為熱備用，相互不關聯(lián)。

（3）在未發(fā)電情況下，電站日常負荷和泄洪閘正常負荷全由泄洪區(qū)的外來電源供電的壩區(qū)變引來I段母線供電，母聯(lián)開關為合閘狀態(tài)。柴油機為備用。

（4）在未發(fā)電和外來電源全停電情況下，電站日常負荷和泄洪閘正常負荷全由泄洪區(qū)II段母線柴油機發(fā)電機組供電。

2.4 結束語

廠用電設計是整個貫流式電站總體設計中重要的環(huán)節(jié)，廠用電設計的優(yōu)劣對于水電站的可靠、安全運行均有重要影響。青田水電站投運以來，廠用電系統(tǒng)運行正常，廠用電接線采用二組單母線分段接線，即滿足各自安全運行，同時在不同運行工況下，滿足電站和泄洪閘安全運行供電。

參考文獻：

[1] 貫流式水電站廠用電特征及其設計[J].智勇鳴，陳永利.人民珠江.2009（06）

[2] NB/T 35044-2014 水力發(fā)電廠廠用電設計規(guī)程 [S]

[3] 水電站機電設計手冊 電氣一次[S].水電站機電設計手冊編寫組，水利電力出版社.1982

（作者單位：浙江省水利水電勘測設計院）