百色水利樞紐水電站電氣主接線設(shè)計(jì)

　　摘 要：介紹百色水利樞紐在招標(biāo)設(shè)計(jì)階段中對(duì)水電站電氣主接線進(jìn)行的優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括在每個(gè)發(fā)電機(jī)－變壓器單元接線均裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器，以及發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)采用高阻抗接地方式等內(nèi)容。
　　關(guān)鍵詞：百色水利樞紐；電氣主接線；發(fā)電機(jī)出口斷路器；發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)
　　design of main electrical wiring diagram for baise multipurpose dam project
　　zhang li（guang*i water and power design institute，nanning 530023，china）
　　abstract：at bidding design stage of baise multipurpose dam project，the main wiring diagram of baise hpp is optimized，including the design of a generator circuit breaker for each generator-transfor m
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8月21日發(fā)文(水總[2001]343號(hào))，批準(zhǔn)了百色水利樞紐初步設(shè)計(jì)報(bào)告。并對(duì)電氣主接線設(shè)計(jì)及發(fā)電機(jī)、發(fā)電機(jī)斷路器等主要電氣設(shè)備的選擇提出可適當(dāng)優(yōu)化的要求。
　　2電氣主接線優(yōu)化設(shè)計(jì)
　　為了提高百色水電站的設(shè)計(jì)水平，在招標(biāo)設(shè)計(jì)階段，根據(jù)初設(shè)批文、規(guī)程規(guī)范、電力部門(mén)新頒發(fā)的有關(guān)文件以及業(yè)主單位《關(guān)于增加發(fā)電機(jī)斷路器的函》關(guān)于在2個(gè)發(fā)電機(jī)－雙圈變壓器單元回路中增設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器的要求，設(shè)計(jì)對(duì)電氣主接線和主要電氣設(shè)備的選擇進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并提出以下優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。
　　2.1發(fā)電機(jī)斷路器的裝設(shè)方案
　　百色水電站在每個(gè)發(fā)電機(jī)－變壓器單元的機(jī)端均裝設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器，其主要優(yōu)點(diǎn)如下：
　　(1)百色水利樞紐電站為調(diào)峰電站，機(jī)組開(kāi)停機(jī)頻繁。按《水力發(fā)電廠機(jī)電設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范(試行)》(sdj173－85)第3.2.5條，開(kāi)停機(jī)頻繁的調(diào)峰水電廠，需要減少高壓側(cè)斷路器操作次數(shù)的單元回路，宜在發(fā)電機(jī)出口處裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器，使運(yùn)行操作更為方便、簡(jiǎn)潔和可靠。從發(fā)電機(jī)組啟動(dòng)到并網(wǎng)發(fā)電均不須切換廠用電源，提高了廠用電系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和穩(wěn)定性。
　　(2)發(fā)電機(jī)端設(shè)置斷路器有利于減少故障范圍。發(fā)電機(jī)斷路器將發(fā)電機(jī)與變壓器分隔成2個(gè)相對(duì)獨(dú)立的保護(hù)區(qū)域，在變壓器發(fā)生內(nèi)部短路故障時(shí)，由于發(fā)電機(jī)在滅磁過(guò)程中(5～20s)發(fā)電機(jī)剩磁會(huì)持續(xù)向變壓器輸送短路電流，有可能造成變壓器油箱過(guò)壓而引起變壓器事故，在發(fā)電機(jī)與變壓器之間裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器能瞬時(shí)(約60ms)切除發(fā)電機(jī)供給的短路電流，避免變壓器事故的發(fā)生和擴(kuò)大，造成經(jīng)濟(jì)損失。
　　(3)裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器后，電站同期可不在變壓器高壓側(cè)進(jìn)行，而由發(fā)電機(jī)斷路器完成。220kvgis斷路器不是三相聯(lián)動(dòng)，同期操作中有發(fā)生單相或兩相拒動(dòng)的可能，而發(fā)電機(jī)斷路器為三相聯(lián)動(dòng)，相間分合閘不同期時(shí)間極小，不會(huì)發(fā)生單相或兩相拒動(dòng)的故障，且同期時(shí)只需要預(yù)先操作1組13.8kv隔離開(kāi)關(guān)后即可實(shí)行同期操作，操作的設(shè)備少，有效減少了誤操作的機(jī)率。另外，gis高壓斷路器的機(jī)械壽命為分、合閘總循環(huán)次數(shù)5 000次不檢修及更換零部件，而按照《戶(hù)內(nèi)型發(fā)電機(jī)斷路器訂貨技術(shù)條件》(dl427－91)規(guī)定，頻繁操作型發(fā)電機(jī)斷路器(如abb公司生產(chǎn)的hec型)，其不檢修總操作次數(shù)高達(dá)10000次。由此可見(jiàn)，發(fā)電機(jī)斷路器更適合頻繁操作的運(yùn)行要求。
　　綜上所述，每臺(tái)發(fā)電機(jī)出口處均裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器對(duì)電站的安全運(yùn)行十分有利，通過(guò)國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)招標(biāo)，最后確定發(fā)電機(jī)斷路器為瑞士abb公司提供的hecs－80m型sf6發(fā)電機(jī)斷路器中標(biāo)。雖然每臺(tái)發(fā)電機(jī)斷路器價(jià)格為30萬(wàn)美元，一次投資較大，但當(dāng)主變壓器、高壓廠用變壓器或離相封閉母線故障時(shí)，裝設(shè)發(fā)電機(jī)斷路器具有減少擴(kuò)大事故范圍，縮短檢修時(shí)間，有利于電站的穩(wěn)定可靠運(yùn)行，提高整體運(yùn)行可用率和經(jīng)濟(jì)效益等顯著技術(shù)優(yōu)勢(shì)。
　　2.2廠用分支回路保護(hù)方式
　　根據(jù)百色電站三相短路電流計(jì)算結(jié)果顯示，發(fā)電機(jī)出口廠用電分支回路處短路電流是系統(tǒng)與發(fā)電機(jī)提供的短路電流之和，達(dá)102ka，大大超出以往常用的sn4型少油斷路器的開(kāi)斷電流，采用進(jìn)口的sf6斷路器進(jìn)行保護(hù)不但價(jià)格貴，而且體積大，在百色電站這樣的地下電站內(nèi)設(shè)備的布置困難，初步設(shè)計(jì)階段采用在廠用變壓器高壓側(cè)真空斷路器前串聯(lián)限流電抗器來(lái)限制短路電流，裝設(shè)真空斷路器對(duì)廠用變壓器進(jìn)行短路保護(hù)的方式，但這種接線方式也存在設(shè)備布置和安裝的難度和工作量大、運(yùn)行時(shí)電能損耗和噪音較大的問(wèn)題。
　　招標(biāo)設(shè)計(jì)階段，參考目前國(guó)內(nèi)同類(lèi)型工程的成功實(shí)例，設(shè)計(jì)采用大容量高壓限流熔斷器組合保護(hù)裝置作為廠用變壓器高壓側(cè)的保護(hù)，該設(shè)備能夠快速有效開(kāi)斷短路電流，主要由真空或sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)、限流熔斷器和高能氧化鋅電阻組成，三者的控制和保護(hù)功能十分明確，利用真空或sf6負(fù)荷開(kāi)關(guān)切除額定電流和一般過(guò)載電流，減輕其負(fù)擔(dān)，延長(zhǎng)其使用壽命和檢修周期；利用限流熔斷器的快速性在第一個(gè)半波內(nèi)短路電流未升高前強(qiáng)制性地切斷短路電流(2ms以?xún)?nèi)，此時(shí)短路電流只上升到 ……（未完，全文共4236字，當(dāng)前僅顯示2139字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《百色水利樞紐水電站電氣主接線設(shè)計(jì)》）