团滩河水库电站工程电气工程设计方案.docx

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1、团滩河水库电站工程电气工程设计方案1.1 水电站与电力系统的连接团滩河（水库）电站系云阳县汤溪河支流团滩河上梯级开发的两级电站，由一级电站和二级电站组成。一级电站厂址位于同心桥上游约65m的杨家河坝。据水力动能计算推荐，本电站装机2台，单机容量5000KW,保证出力1179KW,年利用小时数3108h,年发电量3108万Kwh；发电机额定电压确定为10.5kv.厂址位于汤溪河左岸刘麻湾河漫滩上。据水力动能计算推荐，本电站装机2台，单机容量7500KW,保证出力2163KW,年利用小时数3354h,年发电量5031万Kwh,发电机额定电压确定为10.5kv.经项目建设单位与云阳电力系统商议,一级

2、电站建成后以一回35KV出线12km接入新江口变电站后送入系统，二级电站建成后以一回35KV出线2.5km接入新江口变电站后送入系统。两级电站分别为混合式和引水式电站，在系统中以峰荷为主，兼带基、腰荷。接入系统地理接线图见“一级电站一可研一电气一01，“二级电站一可研一电气一01”。1.2 一级电站1.2.1 电气主接线考虑电站在系统中作用及接入电力系统情况，结合电站装机容量、台数，出线回路数，初拟三种主接线方案，进行技术经济比较。电气主接线技术经济比较详见“一级电站一可研一电气一02”。方案一：采用发电机一变压器扩大单元接线，两台5000KW发电机通过1台12500KVA主变压器升压成35k

3、v,35kv侧采用主变线路组接线。此方案接线最简单、清晰，运行及继电保护简单，变压器台数和开关设备最少，缩小了布置场地，但母线设备及主变故障或检修，均封锁全部发电功率。方案二：10.5KV采用单母线接线，两台发电机接入母线上，然后通过2台6300KVA主变压器升压至35kv,35kv侧采用单母线接线。此方案接线简单明了，运行方便。一台主变压器故障或检修，可送出50%的电站发电容量。但当母线故障或检修时，均封锁全部电站容量送出。方案三：采用发变组单元接线，两台5000kw发电机分别通过一台6300KVA主变压器升压至35kv,35kv侧采用单母线接线。发电机与主变压器容量相同，接线简单清晰，继电

4、保护简单，故障范围最小，运行可靠、灵活，维护方便。单元接线中发电机、变压器或母线故障及检修时，可保证一台机组容量送出。但35KV母线故障或检修时，均封锁全部电站容量送出。经济比较，方案一较方案二设备综合投资少50.0万元，年运行费用少7.4万元，方案一较方案三设备综合投资少44.0万元，年运行费用少6.7万元。方案一投资最省，方案三次之，方案二最高。技术角度，从可靠性、运行灵活性、维护方便性比较，方案三最优，方案二次之，方案一稍差。考虑到主变采用了耐高温、使用寿命超过30年、免维护、节能的耐高温液浸变压器。因此，本阶段电气主接线推荐采用投资费用最省，相对可靠的方案一。其电气主接线详见“一级电站

5、一可研一电气一03”。厂用电按水力发电厂厂用电设计规程(D1/T5164-2002)的要求进行设计,设两个厂用电源,一个取自发电机出口电压10.5KV母线上,另一个利用IOKV线路的施工电源或周围小水电站作为外来厂用备用电源。厂用电容量暂按总装机容量的2%左右考虑。两个电源互为备用，当一个厂用电源退出运行时，另一个应能满足全厂重要负荷或短时全厂最大负荷需要。单个容量按总容量的60%考虑，初步定为160KVA。其中发电机出口电压10.5KV母线上采用SC9型干式变压器，连接组别选用D、yn11,装于厂变室内。厂用母线电压400/230V,单母线分段接线，重要负荷分接两段母线上，采用在低压侧空气开

6、关分断及备用电源自动投入方式。厂用电接线详见“一级电站一可研一电气一06二因坝区离厂区较远，坝区用电可由其施工电源变压器转化为坝区专用变压器供给，其泄洪设施另行装设能空载直接启动电动机、容量达75KW的柴油发电机作为备用电源。根据一级电站接入电力系统接线方式，按最大运行方式下短路电流计算的短路电流计算成果如下：短路电流计算结果表表7.2-1短路时间D秒t=1秒t=2秒t=4秒短路1短路电流（KA）及容量（MVA）短路电流（KA）IchIchSIowIi,I2IJd110.5KV母线23.55914.188159.2788.7587.4237.2977.199d235KV母线13.7028.12

7、8333.8875.2105.0435.0445.046短路电流计算阻抗图地网团滩河一级(SB=100MVA,UB=UP)1.2.2主要电气设备（1）.电气一次设备1）水轮发电机：水力动能计算推荐，电站装机2台，单机容量5000KW,发电机额定电压选择10.5KV。发电机型号：SF5000-826005000KWUn=10.5KVIn=343.7Ao2）主变压器：推荐采用SRN型耐高温、使用寿命超过30年、免维护、节能变压器，其容量应为2台发电机容量之和，选定为12500KVA,一台。主变压器型号：SRN-12500/3512500KVA38.525%10.5KVYN,d11Ud%=8.0o3

8、）厂用变压器：厂变容量初选160KVA,一台。厂用变压器容量较小，但对供电可靠性要求较高，确定选择SC9型干式变压器。厂用变压器型号：SC9-16010160KVA10.55%0.4KVD,yn11Ud%=4.0。4）10.5KV配电装置：采用户内成套柜布置。推荐选用符合国家标准GB3906335KV交流金属封闭开关设备及国标正C298的要求，满足两部提出的“五防”闭锁功能要求的XGN2-12型箱式固定金属封闭开关柜。断路器采用真空开关，分断电流25KA,-220V,弹簧操作。初步估计9面。5）35KV配电装置：采用户内成套柜布置。推荐采用符合GB3906和IEC298标准，并满足“五防”要求

9、，达到IP2X防护等级的XGN17-40.5型开关柜。断路器采用VNI-40.5真空开关，额定电流1250A,开断电流25KA,-220弹簧操动机构。初步估计3面柜。6）厂用配电装置：采用户内成套柜布置。选用符合IEC439低压成套开关设备和控制设备、GB7251低压成套开关设备等标准，达到IP30防护等级的GGDI型户内低压配电屏，分断电流15KAo进线及分段空气开关选用YSM3型塑料外壳式断路器开关，-220V,电动操作。出线空气开关选用YSM3型塑料外壳式断路器开关，手动操作。初步估计3面屏。本站主要电气一次设备见下表。主要电气一次设备表表7.2-2序号名称型号单位数量备注1水轮发电机S

10、F5000-826005000KWCOS=0.8台22主变压器SRN-12500/3538.525%10.5KV台13厂用变压器SC9-160/I010.55%0.4KVD,yn11台1410.5KV开关柜XGN2-12-04G面1510.5KV开关柜XGN2-12-04ZG面2610.5KV开关柜XGN2-12-65面1710.5KV开关柜XGN2-12-65G面2810.5KV开关柜XGN2-12-67G1面1910.5KV开关柜XGN2-10-67G2面2IO35KV开关柜XGN17-40.5-06面11135KV开关柜XGN17-40.5-32G面11235KV开关柜XGN17-40.

11、5-35G面113厂用配电屏GGD1面314电流互感器1AZBJ-IO500/510P/10P只615励磁电流互感器机组生产厂家供给套216励磁电压互感器机组生产厂家供给套217励磁变压器机组生产厂家供给台218电力电缆YJV22-1220-325米19电力电缆YJV-122O-1185米20电力电缆YJV22-12/20-3X185米21电力电缆YJV-2635-195米22阻波器、耦合电容器座式一体化OWF35-0.0035XZK-J5-400-1.0/10套1(2).电气二次设备D综合自动化本站自动化设计按小型水力发电站自动化设计规定(S1229-2000)水力发电厂自动化设计技术规范(

12、D1/T5081-1997)及水利部水电2003170号文件“农村水电技术现代化指导意见”要求进行。本电站按集中控制设计，设中央控制室。为了提高水电站自动化水平、生产效率及提高管理水平，减少平时的运行维护量,根据本地区实际运行管理经验,拟采用一套全微机综合自动化系统对发电机组、变压器及35KV线路等主要电气设备进行监测、控制、保护。本电站微机综合自动化系统，采用基本单元面向单一对象的全开放、分层分布式系统，一个设备对应一套独立的现地控制、保护单元。系统分二层，站级主机及现地控制单元级，机组现地控制单元级又由管理层（现地工控机）及直接控制层（现地控制单元）构成。本站主机设两台，一台为主控，另一台

13、为备份，是电站的实时监控中心，负责全厂的自动化功能，历史数据处理及全厂的人机对话。站级采用以太网光纤通讯，现地控制单元级采用CAN总线通讯联系。该系统应参照部颁水利发电厂计算机监控系统基本技术条件、水力发电厂计算机监控系统设计规定等规定设计，并符合实时性、可靠性、电气特性、环境条件等要求。机组按单元自动化设计，正常开、停机均能以一个命令完成全部操作。机组自动化部分由微机系统实现。进水阀门采用就地手动控制及引入机组自动化系统自动控制相结合。机组励磁及机组调速器系统采用微机控制，通过RS-485接口直接与机组自动化系统通信，励磁采用自并励磁方式。油水气系统引入微机自动化系统进行监测控制。在机旁布置

14、机组自动监控屏、机组公用监控屏及机组励磁屏。中控室布置发电机、变压器、线路的微机监控保护屏及后台主机系统。2）继电保护、自动装置、二次接线电站继电保护和安全自动装置根据继电保护和安全自动装置设计规范（GB14285-2006）及水力发电厂继电保护设计导则（D1/T5177-2003）的有关规定配置。发电机变压器组，在发电机出口设有断路器，因此分别设纵差保护。发电机还设有复合电压起动的过电流保护、定子一点接地保护、定子过负荷保护、转子一点接地保护、失磁保护、过压保护等。主变设有纵差保护、复合电压起动的过电流保护、瓦斯、温度保护。发电机复合电压起动过电流保护同时作为主变的后备保护。35KV线路设有带方向的限时电流闭锁电压速断及过电流保护，并设有检同期检无压三相一次重合闸装置。厂用电源低压侧装设一套厂用电源备用自投装置。各级电压母线系统设有单相接地保护。以上继电保护及自动装置均由微机监控保护单元实现，并按类组屏，置于中控室。本电站二次接线按照水力发电厂二次接线设计规范(D1ZT5132-2001)进行设计。采用微机综合自动化系统进行二次监控保护，初步组屏方式如下：中控室设有发电机控保屏二面，主变线路控保屏一面，公用屏一面，计度屏一面，综合屏一面，后台主机一套。机旁设机组励磁屏四面，机组自动化屏二面、机组测温制动屏二面。电气监测遵照电力装置的电测量仪表装置设计规范(GB/T