2023年水利枢纽厂用电系统分析.docx

水利枢纽厂用电系统分析 :苏阿皮蒂水利枢纽位于几内亚Konkoure河流域,总装机容量450MW,工程规模大(1)型,工程等别1等,被誉为西非“三峡〞工程,在西非电力系统中有重要作用和地位,苏阿皮蒂水利枢纽范围大,负荷分布广,厂用电源具有高牢靠性、灵敏性和稳定性,本文对苏阿皮蒂水利枢纽厂用电系统设计主要特点进行介绍。 关键词:厂用电系统;西非“三峡〞;设计 1工程背景 苏阿皮蒂水利枢纽位于几内亚Konkoure河流域,总库容63.17亿m3。水电站布置坝后地面厂房,安装4台112.5MW水轮发电机组,电站总装机容量450MW,年利用小时数4500h,多年平均发电量约2023GWh,主体工程于2023年开工,首台机组已于2023年11月投产发电。苏阿皮蒂水利枢纽装机容量大,是要将电能输送至几内亚首都科纳克里市,供工业和民用进展。依据目前规划的西非环网,将来可将多余电力经过环网输送至其他国家,是西非电力的稳定和重要来源。苏阿皮提水利枢纽是一座以发电为主,兼有防洪等综合效益的大型水电站,其厂用电系统设计从厂用电源、接线方式、布置等方面综合考虑,保证厂用电系统能够牢靠、稳定运行。 2工程供电范围及负荷容量 2.1供电范围 供电范围主要包括发电厂房用电、坝区设备用电。(1)发电厂房用电:包括电站厂房机组用电、公用设备(油、气、水等)用电、检修设备用电、照明用电、电站出线场用电、进水口设备用电、尾水设备用电等。(2)坝区设备用电:包括坝区照明用电、检修配电箱用电、闸门启闭机用电等。 2.2负荷容量分析 依据各部位负荷特性,接受综合系统法分析统计,考虑厂房距离坝顶距离并不是很远,压降不是很高,接受大截面电缆输电至坝顶,不再单设坝用电系统;考虑多回400V备用回路供电。 3厂用电电源与电压 苏阿皮蒂属于大型电站,厂用电源需要高牢靠性、稳定性和灵敏性,因此,除配置高牢靠性工作电源外,还应设置牢靠备用电源;苏阿皮蒂厂用电电压等级分30kV、15.75kV和0.4kV三种。 3.1厂用电电源 厂用电30kV接受单母线分段接线,2回电源均引自四周凯乐塔225kV变电站,30kV母线为2台厂用变压器供电。2台厂用变压器互为备用,为全厂用电负荷供给备用电源。厂用电15.75kV接受单元接线,分别取自1x和3x机组段,经2台厂用变压器为Ⅰ段、Ⅱ段400V母线充电。厂用电0.4kV公共段接受单母线分段接线,分为Ⅲ段及Ⅳ段及0段母线,Ⅲ段和Ⅳ段之间设分段断路器。2台厂用低压变压器及1台柴油发电机组分别接至Ⅰ段、Ⅱ段及0段母线。厂用电0.4kV负荷段接受双段单母线接线,分为Ⅰ段和Ⅱ段,充电电源分别取1x机组段厂变低压侧、Ⅲ段母线和3x机组段厂变低压侧、Ⅳ段母线。 3.2中性点接地方式 30kV和15.75kV馈电系统电缆并不多,单相接地故障电容电流不大,依据GB/T50064-2023沟通电气装置的过电压疼惜和绝缘协作设计标准规定,接受中性点不接地方式。 3.3厂用电接线 (1)电站30kV接线电站30kv电源取自四周凯乐塔220kV变电站30kV出线间隔,对应2台2023kVA高厂变,30kV供电系统分2段母线运行,每段母线连接1台高厂变,Ⅰ段母线和Ⅱ段母线经高厂变分别为Ⅲ段及Ⅳ段400V母线充电。两段母线之间设联络断路器,配置备用电源自投联锁装置,在系统正常运行时,只由一个电源供电,备用电源通过备自投装置投入。(2)电站15.75kV接线电站15.75kV电源取自1x和3x机组段,对应2台2023kVA高厂变,15.75kV供电系统接受单元接线,厂变低压侧分别接入400V母线Ⅰ段和Ⅱ段。(3)柴油发电机接线电站厂房内设1台柴油发电机组,柴油发电机容量1000kW,电压等级400V,直接接入400V母线Ⅲ段。(4)电站400V接线电站400V供电系统分4段母线运行,4段母线分设有3组联络断路器。 3.4厂用电接线运行规律 正常状况下由1号机端厂用变带Ⅰ段400V母线运行,Ⅰ段和Ⅲ段母联(6DL)闭合;由3号机端厂用变带Ⅱ段400V母线运行,Ⅱ段和Ⅳ段母联(7DL)闭合。当检测到1x机端厂用变1DL进线侧电压消逝,Ⅰ段母线电压消逝,且1x机端厂用变2DL进线侧有压;延时跳开1x机端厂用变侧进线断路器1DL,自动合上Ⅲ段与Ⅳ母联断路器5DL,由2x机端厂用变带两段母线运行;当1x机端厂用变1DL进线侧电压恢复时,自动分断Ⅲ段与Ⅳ母联柜5DL,延时合上1x机端厂用变1DL进线断路器。反之,当检测到2x机端厂用变2DL进线侧电压消逝,Ⅱ段母线电压消逝,且1x机端厂用变1DL进线侧有压;延时跳开2x机端厂用变侧进线断路器2DL,自动合上Ⅲ段与Ⅳ母联断路器5DL;由1x机端厂用变带两段母线运行;当2x机端厂用变2DL进线侧电压恢复时,自动分断Ⅲ段与Ⅳ母联柜5DL,延时合上2x机端厂用变2DL进线断路器。当Ⅰ段和Ⅱ段母线进线开关1DL和2DL进线侧电压均消逝,对应母线电压也消逝,且厂用电3DL或4DL进线侧有压时,延时跳开Ⅰ段和Ⅱ段母线进线开关1DL和2DL,合上Ⅲ段与Ⅳ母联断路器5DL,延时合上3DL或4DL断路器(3DL和4DL不能同时有电,假设同时有电默认先合3DL,当3DL不能正常投入时,才合4DL,反之亦然)。当检测到1x机端厂用变1DL进线侧或者2x机端厂用变2DL进线侧电压恢复时,自动跳开3DL或4DL进线断路器,合上1x机端厂用变或2x机端厂用变的进线断路器1DL或2DL。当1DL、2DL、3DL、4DL进线侧均无压时,PLC自投合上5DL母联断路器后,后台监控系统闭锁PLC装置,手动投入柴油机8DL带重要负荷。当其中一路市电恢复时,需先将8DL断路器分断并由后台监控系统发送PLC解除闭锁信号,PLC方可恢复工作。 4厂用变压器选择 4.1厂用变压器 厂用变压器包括从1x和3x机端引接电源15.75kV高压厂用变压器和外部凯乐塔变电站的2回30kV厂用变压器,由于高厂变分支回路短路电流较大,分别接受单相无励磁调压干式变压器和三相无励磁调压干式变压器,均接受带防护外罩环氧树脂绝缘铜芯变。 4.2厂用变压器容量 厂用变容量依据用电负荷计算的容量选取,负荷计算容量依据“经常运行负荷〞的最大容量计算,依据NB/T35044-2023水力发电厂厂用电设计规程中要求的计算方法,依据不同用电负荷接受不同的系数计算。 5总结 苏阿皮蒂水利枢纽厂用电系统设计,依据电站自身的特点、当地运行特点及气候特点等,从接线方式、电源切换、电源点等多个方面保证厂用电系统能够牢靠、稳定和灵敏的运行,为水电站稳定平安运行起重要保障。 参考文献 〔1〕NB/T35044-2023,水力发电厂厂用电设计规程〔S〕.2023. 〔2〕GB/T50064-2023,沟通电气装置的过电压疼惜和绝缘协作设计标准〔S〕.2023. 〔3〕乌东德水电站厂用电系统设计,朱钊.水电电气.2023(187). 张文捷 姚帅 单位：黄河勘测规划设计争辩院