水布垭电站的一次设计
北极星电力网技术频道  
作者:电力论文3
2007/12/24 18:40:22
水布垭电站位于湖北巴东县长岭乡,是清江流域梯级开发的龙头电站。电站为地下式厂房,正常蓄水位400m,相应库容43.12亿m3,装机4×40万kW,多年平均发电量39.85亿kW·h,年利用小时数2166。
1.电气主接线
水布垭电站具有多年调节性能,将对华中电网发挥巨大的调峰、调频及补偿作用。电站以500kV电压等级接人华中电网。其电气主接线应能安全可靠地将电厂容量送出,并且调度与事故处理灵活,电站4台机组同时丢失负荷系统能保持稳定。为满足供电可靠、调度灵活、接线简单、能适应系统各种运行方式和潮流变化的需要,根据电站接入系统情况,电气主接线采用发电机、变压器单元接线,500kV四进三出,500kV高压配电装置采用双母线接线。
2.主要电气设备布置
根据电站厂房位置及地质地形条件,主要电气设备500kV配电装置,选用SF6全封闭组合电器(GIS)与主变压器一起布置在地面的方案,其优点是:①GIS配电装置可靠性高,使用寿命长,运行维护工作量小,布置紧凑,占地面积小。②可将SF6全封闭组合电器布置于变压器室顶上,500kV出线设备可布置于全封闭组合电器室的顶上,使场地得到充分利用,运行、管理、维护均方便。③主变压器布置在地面较布置在地下洞室内的通风条件好,可采用风冷却;同时简化了地下洞室群,大大改善了主厂房洞室群的围岩稳定条件;中央控制室随之置于地面,对外交通条件更好,运行管理更方便。④主变压器移至地面后,与主厂房施工不发生干扰,从而可缩短施工工期。
主变压器移至地面后,主变与发电机的连接只能采用20kV大电流封闭母线代替500kV电缆将电能送出,20kV大电流封闭母线将穿越垂直段高差约118m的母线洞,其发热及结构问题将是一个值得关注的技术问题。但从国外有关资料介绍,这一问题是能够得以解决的。
3.主要电气设备
1)发电机电压母线。采用全链离相封闭母线,额定电压24kV,主母线额定电流15500A,分支母线电流5000A。
2)500kV主变压器。为单相油浸双卷无载调压变压器,采用强油循环、强迫风冷却方式。
3)高压开关设备。采用SF6气体绝缘金属封闭组合电器(GIS),额定电压550kV,额定电流2000A及3150A,额定短路开断电流40kA。
4.厂区供电
厂区供电范围为:机组自用电;油、气、水、空调等公用系统用电;照明用电;检修设备用电;500kV变电所内用电;泄水设施用电;电站进水口及尾水设施用电;电站放空洞设施用电等。厂用电源从发电机端引接和从施工变电所(永久变电所)引接,机端引接作为主供电源。每台机组均引接一回电源,均在发电机出口装隔离开关,以便倒送电源。但该电源受机组调峰运行方式的影响而随机组开停频繁切换。从施工变电所引接的电源不经常切换,运行稳定,作为备供电源。当机组调峰频繁时从施工变电所引接的电源可以作为主供电源运行。施工变电所内两回110kV电源进线,低压侧10kV分两段馈电,互为备用。
厂用电高压采用10kV、低压采用0.4kV。对应4回厂用主供电源,10kV配电装置采用单母线分4段的接线方式,每段母线之间均设母联开关,1、2段及3、4段与施工电源间均设自动投切装置,互为备用。
5.过电压保护及接地
在500kVGIS配电装置母线上设置一组避雷器,在GIS配电装置与架空出线相连接的三回出线人口处各设一组避雷器。由于主变位置离GIS配电装置较近,出口不考虑设置避雷器,仅在低压侧装设一组避雷器,防止倒送厂用电时,来自高压绕组的雷电波的静电感应电压危及低压绕组绝缘。布置在GIS屋顶的敞开式电气设备,在架空出线上设置避雷线进行直击雷防护。在地面电抗器区,采用避雷针进行保护。变压器中性点采用经小电抗器接地,并在小电抗器旁边并联接地刀闸和避雷器,前者允许变压器中性点直接接地运行,后者可对变压器中性点进行过电压保护。
枢纽总体接地网结合枢纽建筑物进行布置。作为电站接地散流网的主要建筑物有:面板堆石坝上游面板面层钢筋网;左岸溢洪道及下游尾水渠面层钢筋网;右岸地下厂房水轮机蜗壳及上下游输水隧洞钢筋网;右岸放空洞钢筋网;左岸导流洞钢筋网;左岸升船机中间渠道面层钢筋网及垂直升船机底板钢筋网。由于五大部分枢纽建筑物相互独立,其间无贯通的部位或施工廊道,因此各部分的接地网除另敷设接地连接干线外,还靠其间贯通的电缆廊道进行连接。枢纽内所有金属闸门、启闭机、门机等均就近与地网相连。500kV变电所区域设置均压接地网,该接地网经电缆通道接地干线和大电流母线洞中的接地干线与枢纽散流地网相连。
6.照明
水布垭电站为地下式厂房,完全依赖人工照明来保持正常的工作条件,要求供电电源可靠、安全。重要场所和工作间设有工作照明和事故照明。照明设计的重点是地下厂房、500kV变电所中控室、进厂交通洞。地下厂房区域供电采用有载调压变压器;500kV变电所区域由该变电所0.4kV配电装置供电。
水布垭电站电气设计体现了安全、可靠、技术先进、经济合理、美观大方的要求。
来源:中国电能质量