罗板滩主要电气设备选择分析

罗板滩主要电气设备选择分析

肖潇

(遵义水利水电勘测设计研究院贵州遵义)

摘要：水力发电项目的技术与设备选择是项目开发的核心问题。本文以罗板滩电站为研究对象，研究了其发电的主要设备的比较选择与布置，旨在为水力发电项目的发展提供理论借鉴。

关键词：罗板滩电站电气设备选择

前言

电力系统作为国民经济的重要能源部门，随着社会的发展，结构越来越复杂。罗板滩电站的建设不仅满足了当地经济发展，而且水力发电也调整了电源结构、优化了资源配置，对于保护环境、改善能源结构、保证社会健康发展等有着重要的战略意义。而电气设备的合理选择、继电保护的合理配置和运行方式的科学分析关系着电站的安全经济运行，因此需要系统的研究和科学的比较。

1水电站接入系统方式

罗板滩电站厂址位于长沙镇。该水电站为河床式电站，根据相关专业提供资料，初步拟定总装机容量为3×500kW。除站用电外无其它用电负荷，仅考虑上网，送入系统最大容量为1500kW。经技术经济分析比较后，初步考虑该电站独立运行方案设计，电压输送等级确定为10kV，考虑一回10kV输电线路送至35kV高硐变电站，罗板滩水电站至35kV高硐变电站的送电距离约5km。

2电气主接线

电气主接线是把发电机、变压器、断路器及隔离开关等各种电气设备通过导体有机地连接起来，并配置电流互感器、电压互感器和避雷器等，构成电站汇集和分配电能的一个系统。电气主接线是水电站电气部分的主体，它与电力系统、电气设备的选择和布置、继电保护等都有密切关系，直接影响电站安全性和经济性[1]。

2.1方案拟定

罗板滩水电站总装机规模为3×500kW，考虑一回10kV出线，选择二个接线方案进行比较。

方案一，主接线采用扩大单元接线方式，三台发电机共用一台主变压器，10kV出线由变压器－线路组引出。发电机为低压机组,出口电压为0.4kV，三台发电机出口分别通过一台0.4kV框架式断路器进入0.4kV母线，三台发电机出口各用一面0.4kVGCS成套开关柜设备，厂区用电和变压器低压进线侧共用一面0.4kVGCS成套开关柜，0.4kV母线引一回出线通过一台10kV变压器升压后引入系统，10kV出线采用变压器－出线组方式。

方案二，主接线采用发电机－变压器组接线方式。发电机为低压机组，出口电压为0.4kV，三台发电机分别与三台10kV变压器组成发电机－变压器组单元接线，三台变压器高压侧分别采用金属铠装中置移开式成套开关柜，共用一回10.5kV单母线，由10.5kV母线引一回出线至系统，引一回出线通过10kV降压变压器降压为0.4kV后引至低压配电屏作为厂用电源，供电站内用电。

2.2方案的确定

二方案进行技术经济比较，比较指标见表1。

通过技术经济比较，两方案均能满足技术要求，方案一所用10kV高压设备比方案二少，升压站占地面积少，所有高电压设备均可布置在主厂房内，无需增加主厂房尺寸，投资省，但方案一运行灵活性不如方案二好。大红岩水电站属小型水电站，灵活性差主要表现为主变压器需检修时，三台机组均不能发电上网，考虑到水电站运行特点，主变的事故率极低，检修可选择在枯水期进行，而降低一次性投资对电站建设比较有利，因此推荐方案一作本次大红岩水电站设计方案。

（2）参数选择

1）隔离开关开合母线转换电流。母线转换电流是指当隔离开关将负荷从一个母线系统转换到另一个母线系统时隔离开关能够开合的电流。对于有上述操作(双母线接线、带旁母等接线)的隔离开关应规定母线转换电流，母线转换电流值通常不超过1600A；小于1600A时，取隔离开关额定电流的80%[2]。

2）接地开关的短路关合能力。具有短路关合能力的接地开关，其额定短路关合电流为其额定峰值耐受电流。

3）高压电气设备的绝缘水平应根据系统的过电压特性或性能指标选取。选取时应当考虑快波前或缓波前过电压作用的程度，系统中性点接地方式和过电压限制装置的型式，超高压和特高压系统还应考虑

特快速暂态过电压VFTO的影响。

3.2高压电器选择

根据短路电流计算成果及电器选择力求技术可靠、设备先进、经济合理的原则，发电机出口及变压器低压侧开关柜设备选用

GCS成套开关柜，发电机出口电压互感器及0.4kV母线用电压互感器分别安装在发电机出口及变压器低压侧GCS成套开关柜内；厂用电由0.4kV母线引出一回馈线，三台发电机组出口开关设备分别用GCS成套开关柜、厂区用电馈线及变压器低压侧馈线回路共用一台GCS成套开关柜；变压器高压侧及线路共用一套10kV成套开关柜设备，10kV成套开关柜设备选用KYN28-12-31改，出线侧配置三支避雷器YH5WZ-17/51。

3.3电站保护及控制

发电机组出口采用框架式断路器完成发电机组的电流速断保护功能，另配置微机保护装置完成发电机组的过流、过压及定子绕组一点接地功能，发电机组控制采用现地PLC自动控制器完成，并设置相应的手动操作控制设备，机组现地单独组屏，预留计算机集中监控以太网通讯接口，设置中控室计算机集中监控系统；变压器－线路组的保护采用微机综合保护装置，安装在开关柜内，不单独组屏，预留预留计算机集中监控以太网通讯接口。

直流电源用100Ah免维护直流系统一套，输出电压为DC220V。三台发电机各配一面发电机励磁屏。

结语

总的来说，通过对罗板滩水电站电气设备的分析和比较，对该电站的电气设备选型提出合理的建议。随社会科技发展，水力发电设备新技术不断涌现，相关工作者还应继续加强对电气设备的选择，尽量选出最优电气设备。

参考文献

[1]丘文千.关于变电所建设规模的探索[M].中国电力出版社,2013.

[2]狄富清.变电设备合理选择与运行检修[M].机械工业出版社,2012.