浅谈锦屏一级水电站厂用电供电方案选择

　　 浅谈锦屏一级水电站厂用电供电方案选择 毛泽伟 (国家电力公司成都勘测设计研究院，四川 成都610072)
摘　要：从雅砻江锦屏一级水电站的厂用电供电方案，介绍了厂 用电电压等级、厂用电接线方案、厂用电设备的选择。
关键词：厂用电；电源；电压等级；接线方案；锦屏一级水电站 1前言
锦屏一级水电站地下主厂房装有6台单机额 定功率为600MW的混流 式水轮发电机组，总装机容量3 600MW，年平均发电量为169.8亿kW·h，年利用小时数4 71 7h。电站水库正常蓄水位1880m，死水位1800m，正常蓄水位以下库容77.6亿m3，调节库容49.1亿m3，具有年调节性能，保证出力1 095MW。电气主接 线为发电机－变压器接线 采用单元接线，500kV高压侧出线采用4/3。电站地处高山峡谷，河床狭窄，两岸山体地势陡 峭。根据枢纽布置和地形条件，地下厂房引水发电系统设在电站右岸的山体内。主厂房及相 应的机电设备全部布置在地下洞室内。主变压器布置在主厂房下游约50m处的洞室内，主变 压器室、主厂房和尾水调压室相互平行。500kV出线场布置在地面。500kV引出线采用挤包绝 缘电缆或CGIT通过高差约240m的竖井引至地面。根据可研阶段该电站电气主接线推荐方案 、电站运行方式及在系统中的作用，要求锦屏一级水电站厂用电系统应具有高度的供电可靠 性。? 2厂用电的主要特点

2.1供电范围广、负荷点分散
电站厂用电系统可分为厂房用电和坝区用电两大部分，从供电分区来划分可分为三个相对较 集中的供电区域和其它较为分散的区域。
(1)地下厂房，包括主厂房、主变压器洞等；
( 2)坝区，包括坝体、进水口、泄洪洞、上坝交通洞、水厂、主变压器坚井排风洞等；
(3) 高压开关站，包括开关站、控制楼、电梯井等；
(4)其它，包括进厂交通洞、水垫塘井泵 房、尾水调压室、尾水洞出口等。
2.2供电负荷大
厂用电最大负荷出现在全厂1台机组检修、另5台机组运行的情况下，约为12MVA。
地下厂 房用电负荷包括机组自用电负荷、全厂公用电负荷、全厂照明系统负荷和检修负荷等。其中 公用电负荷主要有地下厂房通风空调系统和厂房渗漏排水泵等。因电站单机容量大，且为 地下式厂房，全厂公用电系统和机组自用电系统负荷均较大。
2.3单台电动机容量大
大容量电动机主要有地下厂房渗漏排水泵、检修排水 泵和机组供水泵等，厂房渗漏排水泵额定功率为315kW，检修排水泵额定功率为400kW，机组 供水泵额定功率为230kW。? 3厂用电电源的确定
厂用电供电电源的确定应遵循以下主要原则：
(1)应 有两个或两个以上的独立厂用电源；
(2)厂内应设保安备用电源；
(3)将施工时的供电 电源作为厂用电的外来电源；
(4)备用电源应保证其独立性和具有足够的容量。?水电站 厂用电供电电源的取得方式一般有以下几种：
(1)从发电机电压母线上取得；
(2)从高压 母线上设专用降压变压器取得；
(3)设置柴油发电机组专供厂用电；
(4)从施工变电站取 得；
(5)建设小水电机组专供厂用电。
方式1：从发电机电压母线上取得厂用电电源。该方案 应用普遍，接线简单，布置方便。由于本电站所有机组均设有发电机断路器，正常情况下由 机组供给厂用电电源，在停机时能从系统倒送厂用电。此方案供电可靠性高，经济性能好。
方 式2：由高压母线上设专用变压器供厂用电。该方案供电可靠性较高，且不受机组开停机的 影响，但需要增设500kV高压间隔和10kV大容量电力电缆，且500kV高压变压器的容量受到该 电压等级变压器制造容量下限的限制。该方案的投资大，经济性能差，不宜作为厂用电电源 的 引接方式。
方式3：采用柴油发电机专供厂用电。柴油发电机日常维护工作 量大，污染大，噪音高。从环境保护和通风的角度考虑，柴油发电机不宜安装在地下厂房内 。因此柴油发电机只适合作为大坝保安备用电源安装在地面场地，不宜作为厂用电主供电 源。
方式4：从施工变电站取得电源。根据可研阶段的施工供电专题报告，施工变电站分 别从西昌电网和磨房沟梯级水电站引接电源，这两个电网相互独立，电源可靠。该方案可作 为厂用备用电源。
方式5：设厂用专用小水电机组。该方案投资、影响面都很大，且电站 地处高山峡谷，枢纽布置很难，不具备设厂用小水电机组的条件。故否定此种方式。
由分 析可知，电站厂用电电源可能的取得方式有上述的1、3、4三种。推荐厂用电电源取得方式 为：全厂主 供厂用电电源引自发电机电压母线；外来备用电源引自施工变电站；另设柴油发电机组作为 电站的保安备用电源。在发电初期，利用施工变电站引来的外来电源作为机组起动电源。? 4厂用电电压等级


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4.1高压厂用电电压等级
厂用高压系统考虑选用10kV或6kV三相供电，这两 种电压等级均能满足供电容量、供电距离和供电质量要求。电站高压厂用电电压等级的最终 确定要结合利用施工电源作为厂用电外来备用电源和厂用电动机制造水平等各方面综合分析 考 虑。
(1)施工供电电压等级。施工供电电压选择详见“施工供电专题报告”部分。根据比 较结果，施工供电电压等级选用35kV和10kV两个电压等级。
(2)大容量厂用电动机的额定 电压。目前，我国高压电动机额定电压采用6kV和10kV两种电压等级供电。本电站地下厂房 渗漏排水泵额定功率为315kW，检修排泵额定功率为400kW，机组供水泵额定功率为230kW， 均可配用6kV和10kV电动机。因此，高压厂用电电压等级的选择不受厂用电动机额定电压的 制约。
(3)高压厂用电电压等级比较。同容量的6kV电缆比10kV电缆投资约多25%；6kV供电 电能损耗比10kV供电大；6kV供电电压损失比10kV供电大；6kV电压等级不便于从施工电源引 接厂用备用电源，而10kV厂用备用电源引接较方便。
从以上比较可知，采用10kV电压等级 供电有较明显的技术、经济优势。因此，本阶段高压厂用电电压等级暂定为10kV。
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4.2低压厂用电电压等级
　我国电网中低压0.4kV电压等级供电应用范围非常 广，也很成熟，因此电站低压厂用电电压等级采用0.4kV供电。
综上所述，电站厂用电系 统采用10kV和0.4kV两级电压供电。? 5厂用电接线
5.1厂用电接线原则
厂用电系统应具有高度的供电可靠性和灵活性，在机组 起动、正常运行、正常停机、事故停机及电力系统某些部分发生短路的过渡状态或机组部分 缺陷造成机组解列等情况下均能可靠地向需要运行的厂用设备供电。厂用电接线应满足以下 原则：
(1)机组自成系统，每台机组的厂用电系统能在规定电压变化范围内正常工作，不 受外部电力系统故障干扰；一台机组的故障、停运，不影响另一台机组的正常运行。
(2) 保证在厂用工作电源故障、机组起动和停运过程中必需的厂用机械的供电，应配置备用电源 或起动电源。
(3)在满足机组安全运行的前提下，设置数量最少的厂用变压器和厂用母线 段，使接线简单明了和操作方便。｜
(4)充分考虑分期建设和连续施工过程中厂用电系统的 运行方式。?
5.2厂用电接线方案
(1)方案一：从6号、5号、3号、2号发电机电压母线取4 回电源通过4台高压厂用变压器接到4段10kV母线上。4段10kV母线分成2组，每组母线(2段) 上接2回引自机端的电源、1回引自施工变电站的外来电源。引自施工变电站的外来电源手动 投入，其它电源间相互备用、自动投入。每组母线的2段相互备用、自动投入。2组母线间相 邻段互为备用、自动投入。
机组自用电、照明用电和厂用公用电分开，各自成系统。机 组自用电分为2组，每组10kV母线供3台机组用电。每台机组的自用电系统设2个电源。全厂 照明系统和公用系统各分为2个部分，每部分2个电源分别引自对应组的10kV母线。
(2)方 案二： 从6号、5号、4号、3号、2号、1号发电机电压母线取6回电源通过6台高压厂用变压器接到6 段10kV母线上。6段10kV母线分成2组，每组母线(3段)上接3回引自机端的电源、1回引自施 工变电站的外来电源。引自施工变电站的外来电源手动投入，其它电源间相互备用、自动投 入。每组母线的2段相互备用、自动投入。2组母线间相邻段相互备用、自动投入。
机组自 用电、照明用电和厂用公用电分开，自成系统。
机组自用电分为2组，每组10kV母线供3台 机组用电。每台机组的自用电系统设2个电源。全厂照明系统和公用系统各分为2个部分，每 部分2个电源分别引自对应组的10kV母线。
(3)方案三：从6号、4号、2号发电机电压母线 取3回电源通过3台高压厂用变压器接到3段10kV母线上。3段10kV母线分成3组，3组母线上各 接1回引自机端的电源、Ⅰ、Ⅲ段母线各接1回引自施工变电站的外来电源。引自施工变电站 的外来电源手动投入，其它电源间相互备用、自动投入。每组母线相互备用、自动投入。
机组自用电、照明用电和厂用公用电分开，各自成系统。
机组自用电不分组，每台机组的 自用电系统设2个电源。全厂照明系统和公用系统各分为2个部分，每部分2个电源分别引自 对应组的10kV母线。
厂用电接线方案的技术经济比较：
(1)技术比较见表1。
(2)经济 比较。经比较，方案一约比方案二在电气设备方面节约投资170万元，方案三约比方案一在 电气设备方面节约投资120万元。 6结论


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