桑河二级水电站厂用电设计优化

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YUNNAN WATER POWER

第34卷第1期

桑河二级水电站厂用电设计优化

贾超宇\\李锦2

(1.中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司，浙江杭州311122; 2•桑河二级水电有限公司，云南昆明650214)

摘要：桑河二级水电站所处地区电网较为薄弱，无法为电站提供可靠的外来电源，同时，电站采用灯泡贯流式机组，对厂用电供电 可靠性的要求较高，在前期可研方案及投资锁定的情况下，针对原厂用电设计方案进行了优化，进一步提高了厂用电的供电可靠性， 对比优化前后的厂用电方案，总结了优化设计思路。关键词：厂用电可靠性；灯泡贯流式机组；薄弱电网中图分类号：TM732

文献标识码：B

文章编号：1006-3951 (2018) 00-0076-03

D01: 10. 3969/j. issn. 1006 - 3951. 2018. 01. 023

〇引言

桑河二级水电站位于柬埔寨东北部，远离负 荷中心金边，所在地电能质量较差，施工期经常 会发生停电的情况，长期依靠柴油发电机提供施 工用电。桑河二级水电站采用灯泡贯流式机组， 卧式机组轴承下部轴瓦要承担机组所有转动部件 的质量，故开停机时必须投入高顶油泵，否则可能 会发生烧瓦的事故[1]。考虑以上两点，需对电站厂 用电设计做进一步优化，以提高其在无可靠外来电 源情况下的供电可靠性，保证机组的安全运行。

桑河二级水电站设置3台高压厂用变压器[2]， 电源分别引自1号、2号、4号机组，设置3段 10kV高压厂用电母线，柴油发电机接在10kV I段 母线上。考虑到电站规模及优化投资，8台机组共 设置8台自用电变压器，每2台自用电变压器作为 一组供电单元为2台机组提供厂用电，正常运行 时母联断路器打开，两段0. 4kV母线独立运行， 分别给各自的机组提供厂用电，当其中一回厂用 电发生故障时，备自投装置自动切换，将故障回 路切除，母联断路器投入，变成单母线运行，单 台自用变容量按带2台机组自用电容量设计[3]。 厂用电接线简图见图1。

1原方案厂用电设计

与中大型电站采用1台机对应2台独立自用变 压器的典型设计[4]相比，该电站采用的方式虽减

少了机组自用电配电设备的投资、优化了设备布置尺寸，但其可靠性及运行维护的便利性却有所

收稿日期：2017-10-30

作者简介：贾超宇（1989)，男，浙江杭州人，工程师，主要从事电气工程及自动化设计工作。

贾超宇，李锦桑河二级水电站厂用电设计优化77

降低，需进一步分析。以1号、2号自用电单元为 例，机组高顶油泵等I类负荷[5]均采用1用1备方 式分别取自两段〇.4kV母线，其中I段母线供1号 机组主用、2号机组备用，II段母线供2号机组主 用、1号机组备用。接线简图见图2。

变压器或对应的进线断路器故障时，母联断路器合

上，1号、2号自用电系统变为单母线运行，双电源 设备虽仍有两路进线，但实际总的电源仅由1台自 用电变压器提供，运行可靠性较低。考虑另一种更 为极端的工况，当其中一段〇.4kV母线故障时，所 有1号、2号机组自用电设备的电源均取自单段0.4kV母线，运行可靠性进一步降低◦

2厂用电优化方案

为进一步提高厂用电运行的可靠性，在不改变

可研阶段确定的设备数量的情况下，对厂用电方案 进行优化^为减小组内相邻〇.4kV母线故障时互相 的影响，将单台机组自用电组内互为备用改为组间 互为备用，即1号机组自用电取自1号、2号自用 电母线I段和3号、4号自用电母线I段，2号机组

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图2

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原方案1#、2#机组自用电单元接线简图

自用电取自1号、2号自用电母线II段和3号、4号 自用电母线II段，3号、4号机组自用电同理，1号 〜4号自用电为一组供电单元，5号〜8号机组自用 电为另一组供电单元，供电方式见图3。

正常运行时，母联断路器打开，两段母线独立 运行[6]，双电源设备在末端切换。当其中1台自用

图3优化后1#~4#机组自用电接线简图（5# ~ 8#机同理)

同样分析上述两种故障工况：当1号机组自

用变压器或对应进线断路器故障时，1号、2号自 用电母联断路器合上，1号机组自用电分别由2号 自用电变压器和3号自用电变压器供电，仍为双 电源供电，供电可靠性未降低；当1号、2号自用 电I段母线故障时，1号机组自用电取自3号、4 号自用电单元I段母线，虽然对用电设备来说为单 电源供电，但3号、4号自用电单元备自投装置[7] 仍维持正常的双电源工作状态，供电可靠性优于 原方案。综上所述，优化后的方案供电可靠性高 于原方案，且与中大型电站的单台机对应2台独 立的自用电变压器的供电可靠性[8]相同。母线故

障造成的单电源供电不可避免，考虑到母线故障 及检修的概率较小，且不考虑事故叠加[9]，优化 后的厂用电方案供电可靠性较高。

优化前后接线方案对比见表1、表2。

从表1和表2可以看出，优化后的方案每组自 用电增加了一回馈线备用，实际上是将组内互为 备用调整为组间互为备用后，把母线备用和馈线 备用的功能分离开，使得1组自用电由3个独立的 电源供电。另外，还对3段10kV高压厂用电母线 的自用电分配方式进行了优化，原方案1号〜4号 自用电分别取自l〇kVI段和II段母线，5号~8号 自用电分别取自l〇kV II段和III段母线，改为组

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间备用后，每组供电单元仅由两段10kV母线供 电，为进一步提高供电可靠性，将自用变压器取 电位置进行调整，调整后每个小组供电单元（1号 和2号、3号和4号、5号和6号、7号和8号）

表1

12kV 开 关柜 1号机

10kV母线

1号自用变 1号机☆ 2号机□

2号机

2号自用变 1号机口

3号机☆

2号机☆

4号机□

分别取自不同的10kV母线，每个大组供电单元

(1号~4号、5号~8号）的4回进线分别取自3 段10kV母线。10kV母线配电分配均勻且可靠性 更高。

优化前自用电分配情况

_____________________400V自用电___________________3号自用变

4号自用变 5号自用变 3号机□4号机☆

5号机☆ 6号机口

5号机□

7号机☆

7号机□ 8号机☆

号6机女

8号机□

6号自用变

7号自用变

8号自用变

I段

n段

4号机皿段

注：其中“☆”表示主用，“□”表示母线备用。

表2

12kV 开关柜1号机

10kV母线

1号自用变1号机☆

2号自用变1号机□4号机■

2号机□3号机■

4号机

2号机☆

3号机☆3号自用变1号机■4号机□

4号机☆

6号机□

2号机

6号机☆

7号机☆

5号机□8号机■

5号机■8号机□

8号机☆6号机■7号机□

2号机■

7号机■

3号机□

5号机☆

优化后自用电分配情况（每组自用电增加1回馈线备用）

400V自用电

4号自用变

5号自用变

6号自用变

7号自用变

8号自用变

I段TT E&

m段

注：其中“☆”表示主用，“□”表示母线备用，“■”表示馈线备用。

参考文献：

[1] 董宁，佘晓军，王新安等.灯泡贯流式机组防止断油烧瓦事故的分析

与应对[J].西北水电，2012 (6): 62-64.

[2] DiyT 5186 - 2004•水力发电厂机电设计规范[S].

[3] 水利电力部西北电力设计院.电力工程电气设计手册[M].电气一 次.北京：水利电力出版社，1992.[4] 水电站机电设计手册编写组.水电站机电设计手册[M].电气一次. 北京：水利电力出版社，1988.[5] NB/T 35044-2014.水力发电厂厂用电设计规程[S].[6] 王东林，姚辉，邹毅.溪洛渡水电站厂用电可靠性分析[J].水力发 电，2013, 39 (8).

[7] 刘润兵，黄超，彭坤.糯扎渡水电站首台机组投产期间厂用电运行方 式研究[J] ■水利水电技术，2014, 45 (3) ■

[8] 钟廷蓉，王晟.柳洪水电站厂用电结构及其运行方式分析[J].水力 发电，2010, 36 (8) •[9] 李华喜，陈伽.株溪口水电厂厂用电可靠性研究[J].大科技，2016, (35).

3结语

不同于立式机组，卧式机组在开停机时高顶 油泵必须投入，否则可能会导致烧瓦，造成严重 的事故，不仅会造成设备上的经济损失，也会直 接影响发电的经济效益。所以，提高厂用电的供 电可靠性是十分有必要的。当然，厂用电供电的 可靠性没有绝对的标准，没有最可靠，只有更可 靠，研究的优化方案是在原可研方案的基础上，同时考虑到境外BOT投资项目经济效益的重要性， 进行改动较小的优化，后续类似工程应在初期阶 段就进行论证分析，采用可靠性较高的方案。

深蓄项目部圆满完成

历经2个月的艰苦奋战及项目部全体人员的不懈努力，截 止日前，深蓄项目部“三保一创”各项任务指标圆满完成。

经营业绩方面，深蓄项目部圆满完成事业部“三保一创” 劳动竞赛下达给项目部的营业收入、营业收入利润、未完施工 挂账、应收账款、资产产出比等各项经营指标，并达到优秀标 准；工程进度方面，项目部关键工期总工期52个月

三保一创”任务指标

(2013.03—20H.06)，截止目前，关键工作已全部完成，只余 主变洞室装修施工等零星工程；安全、质量方面，项目部全面 落实风险管控、隐患排查及质量管控，继续保持了项目部开工 以来“零伤亡”、“零事故”的骄人成绩。

(摘自《云南省水力发电工程学会简报》2〇n年I2月总 第227期）