錢貫初設(shè)報告

1、6.2 電氣設(shè)計6.2.1 接入電力系統(tǒng)方式根據(jù)水電站接入系統(tǒng)情況，結(jié)合水電站所處的位置、水電站供電范圍內(nèi)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)內(nèi)現(xiàn)有電壓等級的配置因素。水電站接入系統(tǒng)的電壓等級由業(yè)主提供選用35kV，根據(jù)裝機容量、水電站的季節(jié)性出力與本地區(qū)電網(wǎng)布局的銜接，從水電送出投資的經(jīng)濟性、水電站所處電網(wǎng)地位考慮，錢貫水電站選用1回35kV送出線路，35kV輸電線路架設(shè)至南河變電所的35kV側(cè)并網(wǎng)。錢貫電站接入系統(tǒng)設(shè)計不包括在本次設(shè)計中，電站接入系統(tǒng)應由業(yè)主方委托有關(guān)部門做單項設(shè)計，電站接入系統(tǒng)以單項設(shè)計資料為依據(jù)。6.2.2電氣主接線電力系統(tǒng)對電站無特殊要求（如調(diào)相等），電氣設(shè)計應保證電站機組在事故或故障情況

2、下，不會影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和正常運行。單機容量為1.6MW, 總裝機容量3.2MW。電站裝機年利用小時數(shù)為4540 h，多年平均發(fā)電量1362萬kw·h。電站主接線的設(shè)計原則應是簡單、清晰、經(jīng)濟、可靠。根據(jù)電站接入系統(tǒng)方式及錢貫水電站總裝機容量（2×1.6MW），進行電氣主接線方案的選擇。 6.2.2.1 發(fā)電機側(cè)電壓確定發(fā)電機側(cè)電壓：單機容量為1.6MW，發(fā)電機出口電壓可選6.3kV和10.5kV電壓等級?？紤]樞紐供電，本水電站發(fā)電機側(cè)電壓選擇為10.5kV。6.2.2.2 發(fā)電機側(cè)接線方案比較 由于本水電站的裝機容量較小，所以發(fā)電機電壓側(cè)不適合選擇單元接線和分段接線方式

3、，本階段電站設(shè)計只對單母線接線方式進行比較。方案一：單母線接線方式10.5kV側(cè)采用單母線不分段接線方式，主變型號選擇為S10-2500/38.5的2臺。該方式優(yōu)點：接線簡單清晰，運行維護方便；便于采用成套配電設(shè)備，簡化布置；繼電保護簡單，廠用電的供電可靠性較高。其缺點：發(fā)電機母線發(fā)生故障或檢修時，全廠需停止發(fā)電，但母線事故率較低。方案二：單母線接線方式10.5kV側(cè)采用單母線不分段接線方式，主變型號選擇為S10-5000/38.5的1臺。該方式優(yōu)點：接線簡單清晰，運行維護方便；便于采用成套配電設(shè)備，簡化布置；繼電保護簡單，廠用電的供電可靠性較高。其缺點：發(fā)電機母線以及變壓器所連接的任一電氣元

4、件發(fā)生故障或檢修時，全廠需停止發(fā)電。從兩種接線方案看，方案一與方案二相比較，方案一變壓器及所連接的電氣設(shè)備增加，相對投資有所增加，但方案一運行比方案二要靈活，從技術(shù)、經(jīng)濟、運行的可靠性綜合考慮比較，本設(shè)計階段推薦方案二。方案比較接線下圖。 升高電壓側(cè)電壓等級為35kV，接線方式為變壓器線路組。詳見錢貫水電站的電氣主接線圖（-CS-DQ-01）。6.2.2.3 廠用電及樞紐供電（1）電壓選擇本電站廠用電系統(tǒng)供電范圍包括廠內(nèi)動力和照明，廠用電系統(tǒng)采用380V/220V電壓供電。（2）電源引接方式及廠用變壓器設(shè)置 本電站屬小型電站，為保證機組安全可靠地運行，廠內(nèi)采用機組自用與公用混合的供電方式。由于

5、廠內(nèi)負荷比較集中又無高壓電動機，采用380V/220V電壓供電。在廠房內(nèi)設(shè)兩臺250kVA的變壓器，向廠內(nèi)機組自用、公用、照明等供電。 混合供電的400V母線為單母線方式，正常情況下接在10.5kV母線上的41B運行，當41B廠變事故或故障時，備用電源自動投入裝置啟動，退出41B廠變，投入42B廠變。機旁、升壓站、尾水閘門、安裝間、空壓機室、排水泵、循環(huán)水泵等處設(shè)置低壓配電柜，由廠用系統(tǒng)分別按輻射形供電。（3）樞紐供電從電站經(jīng)濟性考慮，電源引自于近區(qū)10KV供電線路，裝設(shè)單獨的配電變壓器降至380V/220V供電。配電變壓器設(shè)1臺油浸式變壓器，容量為S10-100/10型，0.4kV側(cè)采用單母

6、線接線方式，備用1臺100kW的柴油發(fā)電機作為樞紐的備用電源。6.2.3 主要電力設(shè)備選擇由于電站處于高海拔區(qū)，故電氣設(shè)備需選用高原型。6.2.3.1 水輪發(fā)電機： 水輪發(fā)電機的型式和主要參數(shù)要求如下： 型號 SFW1600-6/1430 額定出力 1.60MW 額定容量 2.0MVA 額定電壓 10.5kV 功率因數(shù) 0.8 額定頻率 50HZ 額定轉(zhuǎn)數(shù) r/min 絕緣等級 F/F 勵磁方式 可控硅勵磁 冷卻方式 管道式通風冷卻 中性點接地方式 不接地 6.2.4.2 發(fā)電機電壓回路高壓開關(guān)設(shè)備KYN28A-12型鎧裝移開式交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備,柜中各元件參數(shù)如下:真空斷路器技術(shù)參數(shù)：型號

7、: ZN63A-12額定電壓： 10.5kV額定電流： 630A額定短路開斷電流： 25kA額定動穩(wěn)定電流（峰值）： 63kA4s熱穩(wěn)定電流： 25kA發(fā)電機出口用電壓互感器型式：戶內(nèi)、單相環(huán)氧澆注絕緣、有一個一次繞組和一個剩余電壓繞組的單相電壓互感器。用于中性點不接地系統(tǒng)。額定一次電壓 10.5/kV額定二次電壓：額定二次繞組電壓： 0.1/kV額定剩余電壓繞組電壓： 0.1/3kV額定頻率： 50Hz準確級次： 0.5/3P額定負載： 50/200VA10kV發(fā)電機勵磁及調(diào)速器用電壓互感器型式：戶內(nèi)三相環(huán)氧澆注絕緣、有一個二次繞組的電壓互感器。額定一次電壓： 10.5/kV額定二次電壓：

8、0.1/kV準確級次： 0.5額定負載： 200VA發(fā)電機出口電流互感器型式：戶內(nèi)、環(huán)氧澆注、母線全封閉穿墻式電流互感器。額定電壓： 10kV額定一次電流、變比： 200/5A 容量： 50/50VA 精度： 0.5/10P10 發(fā)電機中性點電流互感器型式：戶內(nèi)、環(huán)氧澆注、母線全封閉穿墻式電流互感器。額定電壓： 10kV額定一次電流、變比： 200/5A 容量： 50/50VA 精度： 10P10/10P10 6.2.4.3 10kV母線設(shè)備 10kV母線電壓互感器型式：戶內(nèi)三相環(huán)氧澆注絕緣、有一個二次繞組和一個剩余電壓繞組的電壓互器額定一次電壓： 10.5/kV額定二次電壓：額定二次繞組電壓

9、： 0.1/kV額定剩余電壓繞組電壓： 0.1/3kV準確級次： 0.5/3P額定負載： 300VA10kV避雷器型式：戶內(nèi)、保護旋轉(zhuǎn)電機、帶串聯(lián)間隙的氧化鋅避雷器保護器系統(tǒng)額定電壓有效值： 10.5kV避雷器持續(xù)運行電壓有效值： 13.6kV工頻放電電壓不小于： 17kV直流1mA參考電壓不小于： 25kV500A操作沖擊電流殘壓不大于： 38.3kV5kA雷電沖擊電流殘壓不大于： 45kV2000ms方波沖擊電流為： 300A本設(shè)備安裝地點海拔高度約為2115m，設(shè)備應滿足海拔高度2115m條件下安全可靠運行要求，或采用“高原型”產(chǎn)品。高壓熔斷器型式：戶內(nèi)管型、短路保護用額定電壓： 10k

10、V額定電流： 0.5A最大開斷電流： 50kA最大切斷容量： 1000MVA6.2.4.4 升壓變壓器： 型號： SZ105000/35 額定容量： 10MVA 接線組別： Yd11 調(diào)壓方式： 無勵磁調(diào)壓 阻抗電壓： Ud%=10.5 中性點接地方式： 不接地 冷卻方式： 自冷 6.2.4.5 廠用變壓器： 型號： SC-250/10.5 S10-250/10 電壓： 10.5±5%/0.4kV 38.5±5%/0.4kV 短路電壓： Ud%=4 Ud%=4 組別： Dyn11 Dyn116.2.4.6 樞紐變壓器： 型號： S10-100/10 電壓： 10±

11、5%/0.4kV 短路電壓： Ud%=4 組別： Yyno 6.2.4.7 35kV電壓設(shè)備：（1）真空斷路器技術(shù)參數(shù)：額定電壓： 35kV額定電流： 1250A額定短路開斷電流： 40kA動穩(wěn)定電流（峰值）： 125kA熱穩(wěn)定電流： 50kA/3s（2）高壓隔離開關(guān)型式：戶外三相交流高壓隔離開關(guān)額定電壓： 35kV 最高運行電壓： 38.5kV 額定電流： 630A 額定4S熱穩(wěn)定電流(有效值)： 20kA 額定動穩(wěn)定電流(峰值)： 50kA （3）氧化鋅避雷器型式：戶外用無間隙的氧化鋅避雷器系統(tǒng)額定電壓有效值： 35kV出線 避雷器額定電壓有效值： 51kV 避雷器持續(xù)工作電壓有效值： 4

12、0kV 直流1mA參考電壓： 70kV 操作沖擊下殘壓峰值： 134kV （4）電流互感器型式：真空開關(guān)配套額定電壓： 35kV額定一次電流變比：主變 進線 出線 500/5A 200/5A 300/5A （5）電壓互感器 型式： JDJ2-35詳見電氣設(shè)備清單表。錢 貫 水 電 站 電 氣 設(shè) 備 表序號設(shè) 備 名 稱型 號 及 規(guī) 格單位數(shù)量備 注一.水輪發(fā)電機設(shè)備1水輪發(fā)電機SFW1600-6/1430 10.5kV Cos=0.8臺22勵磁裝置FJL-2EB1A套23避雷器TBP-7.6F只24電流互感器LDZB-10GY 0.5P/10P 200/5A只65電流互感器LDZB-10G

13、Y 10P/10P 200/5A只66機組測溫屏面2二.10.5kV配電設(shè)備1高壓開關(guān)柜KYN28A-12-006面42高壓開關(guān)柜KYN28A-12-040面23高壓開關(guān)柜KYN28A-12-041面14高壓開關(guān)柜KYN28A-12-047面2三.控制保護設(shè)備1微機保護系統(tǒng)微機型發(fā)電機保護屏套2微機型主變保護屏主變、廠變及10kV出線套1微機型35線路保護屏1回35kV出線套12計算機監(jiān)控系統(tǒng)套1發(fā)電機LCU監(jiān)控屏面3公用LCU監(jiān)控屏升壓站設(shè)備及全廠公用設(shè)備面1樞紐LCU監(jiān)控屏面1電度表屏電子式多功能表（6塊）面1系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)屏電能量采集裝置及遠方終端、電能表等面1計算機及操作員工作站套1通信工作

14、站套1GPS衛(wèi)星時鐘系統(tǒng)套1UPS電源3kVA/1小時在線式套1激光漢字打印機臺1語音報警裝置套1中控室控制桌套1軟件套13輔助設(shè)備控制系統(tǒng)油壓裝置LCU監(jiān)控屏面2滲漏排水LCU監(jiān)控屏面1四.直流系統(tǒng)1直流屏智能高頻開關(guān)直流電源 100Ah套13面屏五.廠用電系統(tǒng)1廠用變壓器SC-250/10 10.5±5%/0.4kV臺12廠用變壓器SC-250/10 10±5%/0.4kV臺13廠用進線母線屏GGD型低壓屏面34廠用饋電屏GGD型低壓屏面45機組動力配電屏GGD型低壓屏面26空壓機室配電箱面17安裝間配電箱面18油處理配電箱面19照明配電箱只210事故照明配電箱只111

15、機組端子箱只2六.升壓站設(shè)備1主變壓器SZ10-5000/10 38.5±2×2.5%/10.5kV臺12真空斷路器ZW7-40.5/D1250組13隔離開關(guān)GW4-35/630A組14隔離開關(guān)GW4-35D/630A組15限流熔斷器RW10-35/0.5A只36電壓互感器JDJ2-35 只17獨立避雷針鋼結(jié)構(gòu) h=30m座28端 子 箱只19升壓站金具套1七樞紐用電系統(tǒng)1樞紐用變壓器S10-100/10 10±5%/0.4kV臺12樞紐進線屏GGD型低壓屏面23跌落式熔斷器Y5W5-12.7只34限流熔斷器RW10-10F只35照明配電箱只26柴油發(fā)電機100k

16、W臺1八通信1數(shù)字程控調(diào)度機DN-S 20門套12電力載波機ESB580套13高頻阻波器XZK-400/10-0.2套14結(jié)合濾波器JL-400-3.3-M2套15耦合電容器OWF-35/-0.0035（Z）套16接地刀閘JD-2套17通信線路廠房至樞紐km76.2.5 自動控制6.2.5.1 監(jiān)控方式 為了滿足電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的需要，充分發(fā)揮電站的經(jīng)濟效益，確保電站安全、可靠運行，本電站初步考慮采用以計算機為基礎(chǔ)的監(jiān)控系統(tǒng)，按無人值班（少人值守）的原則設(shè)計，實現(xiàn)全廠綜合自動化。 正常運行情況下，全廠設(shè)備的監(jiān)視控制完全依靠計算機，監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)出操作指令，通過現(xiàn)地執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行。包括水輪發(fā)電機組的自

17、動控制、自動調(diào)節(jié)、機組事故的自動處理、全廠斷路器、隔離開關(guān)及機組滅磁開關(guān)等的自動操作；以及電站運行必需的反映設(shè)備運行狀態(tài)的模擬量和開關(guān)量的信息反饋均由計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行處理。 在機旁以現(xiàn)地控制單元LCU取代常規(guī)的機組自動屏，保證在監(jiān)控系統(tǒng)一旦退出工作后，已運行的機組仍能維護運行，停機狀態(tài)下的機組也能開機運行或進行調(diào)試工作。6.2.5.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 采用分層分布式結(jié)構(gòu)，設(shè)中央控制層和單元控制層。 中央控制層配置1臺操作員工作站，管理電站經(jīng)濟運行、自動發(fā)電控制（AGC），自動電壓控制（AVC）、全廠數(shù)據(jù)及歷史數(shù)據(jù)保存、運行報表打印、運行監(jiān)視和事件報警、與外系統(tǒng)的通信、并作為操作員控制臺，實現(xiàn)運行人

18、員與計算機系統(tǒng)的人機接口，完成實時的監(jiān)視與控制。 每臺機組設(shè)一套現(xiàn)地控制單元LCU，完成數(shù)據(jù)采集、預處理、控制開關(guān)量輸出和有無功功率的調(diào)節(jié)。 35kV升壓站及公用設(shè)備設(shè)一套現(xiàn)地控制單元LCU，承擔數(shù)據(jù)采集和開關(guān)的自動操作任務(wù)。 每套LCU可以接收上位機系統(tǒng)的控制和管理，也可以脫離上位機系統(tǒng)而獨立地完成對現(xiàn)地設(shè)備的監(jiān)視和控制。各現(xiàn)地單元LCU通過網(wǎng)絡(luò)收發(fā)器（FOXCR）和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)器（HUB）用光纖電纜連接，構(gòu)成總線型以太網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)局域網(wǎng)絡(luò)。 6.2.5.3 機組勵磁 采用自并激可控硅勵磁方式，其中調(diào)節(jié)部分采用微機勵磁調(diào)節(jié)器。 微機勵磁調(diào)節(jié)器通用性、靈活性強；具有向上兼容性和通信能力；檢修、調(diào)試、

19、維護工作量少；由完全獨立的兩套自動控制通道組成，且互為備用；對電源故障、軟、硬件故障具有自動檢測和顯示功能，并具有軟件故障自恢復功能；邏輯判別回路簡單明了，故障率低，操作中不易出現(xiàn)失誤等。無論從技術(shù)性能，日常的維護工作量，運行可靠性等方面比較，優(yōu)勢明顯，既能滿足電力系統(tǒng)不同運行工況的要求，也能適應機組的計算機調(diào)節(jié)控制。 采用遠方與現(xiàn)地控制并聯(lián)運行操作方式。遠方操作，操作員可在中控室通過計算機監(jiān)控系統(tǒng)進行勵磁系統(tǒng)起停、滅磁開關(guān)跳合，起勵以及勵磁電壓升降調(diào)節(jié)等操作，勵磁系統(tǒng)接收并執(zhí)行遠方發(fā)來的操作調(diào)節(jié)指令，并將結(jié)果反饋到計算機監(jiān)控系統(tǒng)，現(xiàn)地操作，通過勵磁盤面上的開關(guān)和按鈕來實現(xiàn)上述操作。勵磁系統(tǒng)接

20、收操作指令后，在中控室操作終端LCD畫面及現(xiàn)地勵磁屏上顯示勵磁系統(tǒng)運行狀態(tài)及相關(guān)量參數(shù)。6.2.5.4 自動化元件機組自動化元件配置和選型滿足無人值班（少人值守）對自動化和安全監(jiān)控提出的要求，須滿足由一個操作指令即可完成機組工況的自動轉(zhuǎn)換。6.2.5.5 操作電源操作電源應保證對繼電保護、自動控制、信號回路等負荷的連續(xù)可靠供電。電站的操作電源采用微機控制高頻開關(guān)直流電源，系統(tǒng)采用了高性能的高頻開關(guān)電源充電設(shè)備，微機監(jiān)控，具有安裝調(diào)試方便、運行可靠、維護量小、自動化程度高等特點。電站設(shè)一組免維護鉛酸蓄電池，以浮充電方式運行，合閘電源由交流電源整流后供給，在失去交流電源后才由蓄電池供給，并將合閘電

21、源與浮充電回路分開，以延長蓄電池的使用壽命。蓄電池組的容量為100Ah,直流操作電壓為-220V。6.2.5.6 輔助設(shè)備控制與信號空壓機、油泵、閘門、排水泵、供水泵等采用就地及遠程控制方式。全廠信號系統(tǒng)采用一對一信號系統(tǒng)，按用途分為位置信號、事故信號及故障信號等。位置信號采用不同顏色的信號燈指示電站內(nèi)各種設(shè)備狀態(tài)，事故及故障信號點亮相應的光字牌，同時在后臺機上中文語音報警并顯示，以引起運行人員注意并及時處理故障。6.2.5.7 監(jiān)視測量測量分電量測量和非電量測量，電量測量（如電流、電壓、功率、頻率、電度等）直接通過電壓互感器或電流互感器信號采樣，上傳至后臺機上顯示；非電量測量是直流采樣模擬量

22、一般為標準電量信號（05V或420mA），上傳至后臺機上顯示。溫度由微機巡檢裝置測量顯示并上傳至后臺機。6.2.5.8同期為使發(fā)電機與電力系統(tǒng)之間的并列運行，本水電站采用微機準同期裝置來實現(xiàn)。同期裝置設(shè)置為自動和手動準同期兩種方式。在35kV線路出口側(cè)及發(fā)電機出口側(cè)各設(shè)置一套自動準同期，同時在全廠設(shè)置一套手動準同期裝置。6.2.6 繼電保護本水電站采用微機保護裝置，設(shè)備的繼電保護按GB 14285-93繼電保護和安全自動裝置規(guī)程及有關(guān)標準、規(guī)定配置。采用微機型成套保護裝置，按發(fā)電機、主變壓器等不同的主設(shè)備分別組屏，線路根據(jù)接入系統(tǒng)設(shè)計要求配置。發(fā)電機保護 縱聯(lián)差動 復合電壓起動的過電流保護 過

23、電壓 過負荷 失磁保護 定子繞組單相接地 勵磁回路一點接地 低電壓主變壓器保護縱聯(lián)差動復合電壓起動的過電流重瓦斯輕瓦斯油溫升高 35kV線路保護 電流閉鎖電壓速斷或光纖差動（以系統(tǒng)設(shè)計為準） 過電流 單相接地 機組自動保護 機組過速 軸承溫度升高 油壓裝置油壓事故 開停機未完成 冷卻水中斷 剪斷銷剪斷 10kV線路保護 電流速斷 過電流 10kV母線PT保護過電壓 廠用變壓器保護電流速斷過電流6.2.7 通信6.2.7.1 概述錢貫水電站為引水式水電站，設(shè)置2臺機組，總裝機容量為3.MW。水電站通信采用電力線載波方式，設(shè)備分室內(nèi)、室外布置，通信室內(nèi)布置電力線載波機1臺；室外設(shè)備布置高頻阻波器，藕合電容器，結(jié)合濾波器，接地刀閘布置在35kV輸電線路一回相線上懸掛設(shè)置，最后由高頻電纜引入通信室內(nèi)與電力線載波機相連。本電站設(shè)置以下用戶實現(xiàn)內(nèi)、外通信聯(lián)系： 電站生產(chǎn)調(diào)度及行政通信（對內(nèi)通信） 電站至引水樞紐的通信（對外通信） 電站至生活區(qū)的通信（對外通信） 電站至冶力關(guān)鎮(zhèn)變電所的通信（系統(tǒng)通信）6.2.7.2 網(wǎng)絡(luò)組成根據(jù)本電站的實際情況，設(shè)置一臺生產(chǎn)