周公宅水库库区电源接线方式及供电系统优化研究

周公宅水库库区电源接线方式及供电系统优化研究

李达

宁波市周公宅水库建设开发有限公司

摘要：本文阐述了周公宅水库库区电源接线方式及特点，根据近几年实际运用数据对水库供电系统保障能力进行了分析，并对如何提高供电可靠性及经济性提出了一些建议。

关键词：水库；电源接线；供电优化

1前言

水利安全事关人民群众生命财产安全和社会稳定。周公宅水库作为甬城重要水源地之一以及甬江流域防洪工程体系重要组成部分，水库供电系统的可靠性显得及其重要。近几年沿海地区受到台风影响，特别是2021年“烟花”台风，对水库的供电系统是一次非常大的考验。库区外线电源受影响，电站及时通过黑启动方式保障库区用电，但是电站在超标准洪水情况下，将全部受淹，坝区柴油发电机房的防洪能力有限，无法应对超标准洪水，且考虑到山体塌方泥石流等因素，为了保障水库大坝及相关设备设施的安全，尤其是泄洪闸（弧门）以及水文设施的供电保障能力，避免因现有柴油机房受灾而影响水库的正常运行，优化周公宅水库库区供电系统是十分有必要的。

2水库工程概况

周公宅水库工程位于甬江流域奉化江的重要支流之一的大皎溪上，其坝址位于宁波市海曙区章水镇原周公宅村下游约250米处。周公宅水库总库容1.118亿立方米，最大坝高125.5米，是一座具有供水、防洪结合发电等综合利用的国家大（二）型水利枢纽工程。

水库建成后,通过与下游的皎口水库联合调度，向宁波市日供优质水源50万立方米，周公宅水库作为宁波市城市供水区重要的水源工程之一，也是甬江流域防洪工程体系的重要组成部分，水库设置防洪库容 2290 万立方米，通过与皎口水库联合调度并结合其它防洪工程，可使下游流域防洪标准提高到20年一遇。周公宅水库库区内设一座水电站，厂房内安装两台6300kW水轮发电机组，总装机容量为12.6MW，年平均可向电网输送3587万度电量。

3库区供电系统现状

3.1库区用电主要设施

周公宅水库库区用电包括营地办公用电、电站设备用电以及坝区设备用电。坝区设备范围包括泄洪闸（弧门）、发电进水口、坝体排水泵、放空阀以及水文测量装置等，其中泄洪闸系统设有3台液压启闭机，每台启闭机配两台油泵电动机，电动机采用一用一备，电机功率30kW/台，发电进水口设有1台30kW启闭电动机，坝体排水系统设置4台功率为7.5kW的排水泵电动机。

3.2库区电源接线方式

一是通过章口周3679线接入库区电站主变。发电时，由电站通过章口周3679线向电网送电，同时给库区供电；不发电时，由章口周3679线倒送电。

二是通过樟榧岙3680线接入备用变电所，作为周公宅水库的备用电源。

三是通过坝区柴油发电机（容量125kVA/100kW，位于右坝头上游约100米处）供电。坝区柴油发电机接线至坝区低压配电室内，提供给坝区低压配电室内400V馈线柜。

四是通过防汛楼柴油发电机（容量200kVA/160kW，位于右坝头上游约100米处）供电。防汛楼柴油发电机接线至坝区高压配电室内，提供给坝区高压配电室内400V馈线柜。

五是通过周公宅水库电站机组黑启动方式，切断与外界电网线路的连通后，单机孤网运行，进行库区内自供电。

4库区供电系统优化方案

4.1方案一：新建一套应急供电系统，保障水库遭受超标准洪水时能正常运行。

坝区新增一座应急柴油机房，采用220kW柴油发电机组，且在应急柴油机房设置一台配电柜及一台电缆转接柜，并引两路低压电缆至大坝，且在大坝处设置1台配电柜及4台电缆转接箱，专线保证坝区泄洪闸、坝区排水系统、坝体监测系统以及防汛楼通信机房供电。

应急柴油机房站址应根据总体规划，考虑地形、地质、交通、占地、施工及管理等因素。根据应急柴油机房布置要求以及日常管理要求，库区内4处位置可建造应急柴油机房。

一是上坝道路右侧原备用柴油机房。水库原备用柴油机房位于上坝道路右侧一凹口处，室内空间满足应急柴油发电机的布置要求，但该备用柴油机房距离大坝及观测房距离颇远。

二是左坝头观测室旁。左坝头观测室旁现存一块空地，为混凝土硬化地坪，空间尺寸满足应急柴油发电机的布置要求，且地势较高，周边无山体、边坡存在，受洪水影响较小，较为安全。

三是右坝头灌排洞。右坝头灌排洞纵深较长而宽度较窄，勉强能满足应急柴油发电机的空间要求。该处地势较高，且位于山体隧洞内，不容易受到洪水侵袭。但隧洞内封闭、潮湿、通风不畅，对柴油发电机的运行维护有较大影响。

四是防汛楼一层储藏室。该储藏室空间能够满足要求，其背靠岩体，顶部为防汛楼钢筋混凝土框架结构屋顶，框架通过连系梁与岩体相连，且该岩体被防汛楼包围，岩体边坡已经过锚杆加固与喷砼处理，边坡安全有保障。

4.2方案二：维持现有库区配电方式，以加强现有电源设备可靠性及提升坝区配电室防洪能力为主要出发点。

现有库区供电系统根据设计要求，完全满足工程要求，极具可靠性，因此可以着重优化库区电力保障系统以及提升坝区配电房防洪能力。

坝区现有2台柴油发电机组运行年限已超10年，根据近年维修养护情况分析，有必要进行设备更新，依据坝区用电范围及负荷分析，可更新不低于200 kVA的坝区柴油发电机组。防汛楼柴油发电机组仅作为应急专用备用电源，敷设2根专线电缆，1根接至防汛楼进线开关（位于坝区高配室动力柜），1根引至坝顶2#弧门启闭机室内配电柜（新设）。

目前大坝溢洪道的每扇弧门操作柜内拥有2路电缆进线，3扇弧门共有6路，皆引自坝区低压配电室馈线柜内，同一母线下备用线路的可靠性减少。可先拆除3扇弧门操作柜内的备用电缆，由坝区高配室内馈线柜敷设1路备用电缆至坝顶2#弧门启闭机室内配电柜（新设）。

大坝坝顶2#弧门启闭机室内配电柜（新设）内进线有两路，分别是上述的坝区高配室内馈线柜敷设备用线一路以及防汛楼柴油发电机组专线一路。通过坝顶2#弧门启闭机室内配电柜（新设）中转，并分4路出线，其中3路出线引至3扇弧门操作柜中原备用电源接口，1路出线引至坝顶观测房。

为避免坝区配电房周边积水，可在坝区配电房后边坡新建挡墙，引流山体来水；扩建坝区配电房外截水沟、排水沟、涵管等措施，加快积水排放，以此来提升坝区配电室防洪能力。

4.3方案比较

方案一增加了一套应急供电系统，新建应急柴油发电机房，增加了库区供电选择，提高了应急供电能力，但该方案施工涉及范围广，库区电源供电线路过于冗余，对后期维护和运行造成一定的工作难度。方案二在原库区供电系统的基础上，对老化线路和设备进行了更换，并根据现有标准提高了设备的可靠性，将弧门供电线路真正做到双电源供给，并增加了柴油发电机专线供给，同时应对现有库区存在的坝区配电室防洪能力不高等问题，专项解决坝区配电室的防洪能力。两个方案各有优缺点，在考虑现有问题情况下，按照以上方案进行分析讨论，选择一种适合现有状况的方案进行实施。

5结束语

周公宅水库作为城区重要的水源地之一，又承担了鄞西地区的防洪责任，在新时代的引领下，充分发挥数字赋能作用，优化库区电力保障系统，积极做好水库防洪拦蓄作用，为鄞西平原整体防洪安全起到了重要作用，确保了下游镇村群众的生命财产安全。

参考文献

1倪凯军,管利君;;周公宅水库电站厂用电接线及其运行方式[J];科学与财富; 2012年第007期

2张豫;;水电站厂用电接线方式优化分析[J];水电与新能源;2019年03期