水电站电气主接线设计

1、百龙滩水电站为低水头径流式水电站，无调节能力，只能按上游来水情况 发电，电站在系统的基荷和腰荷区运行。根据电力系统的要求，百龙滩水电站以220 kV和110 kV两级电压接入广西 电网，220 kV出线三回，两回就近“ n ”接入大化全恶滩220 kV线路，一回备 用；110 kV出线一回全都安。2灯泡贯流式机组的特点与常规机组相比，灯泡贯流式机组的最大特点是整个机组横卧在流道中，由 于受水力条件的限制，发电机的外径比较小，因而具有以下特点：机组单机容量小、电站机组台数多。灯泡贯流式机组的单机容量较小， 目前世界上单机容量最大的灯泡贯流式机组仅为65 MW。在电站总装机容量一定 的条件下，机组

2、单机容量越小，电站机组台数越多。机组转动惯量小。由于发电机的外径小，定子铁心内径受限制，转动惯 量相应减少，因而机组在甩负荷后速率上升很快，容易发生飞逸，运行稳定性较 差。发电机功率因数高。发电机转子直径小，转子空间有限，机组转速低， 因而发电机转子极距小，磁极铁心的高宽比大，使得铁心漏磁大，发电机的功率 因数比常规机组高。机组自用电负荷大，对供电可靠性要求高。由于发电机的外径小，转子 铁芯长度较长，机组转速低，使得发电机的通风冷却比常规机组要困难得多，发 电机冷却风机容量较大；另一方面为了防止调速装置失灵时机组发生飞逸，机组 调速环的一侧悬挂有重约40 t的重锤，机组导叶的开启，需克服重锤的

3、重力， 使得发电机调速装置主电机容量较大。机组自用电负荷对供电可靠性要求较高， 没有厂用电机组无法启动；机组润滑油泵供电中断时间大于5 s时，保护装置将 动作停机。3电气主接线设计3.1发电机电压接线发电机电压接线分别比较过单元接线、两机一变和三机一变的扩大单元接线 方案。单元接线方案接线简明清晰，变压器故障或检修不影响其他发电机的运行， 但由于电站机组台数多，若采用单元接线，电站的主变压器以及发电机电压母线 竖井的数量较多，不利于厂房电气设备布置；三机一变扩大单元接线方案主变台 数最少，可减少相应的高压出线回路数，但主变压器故障或检修，3台机组出力 受阻，另一方面，发电机出口短路电流高达56

4、.7 kA，发电机断路器选择困难； 两机一变扩大单元接线方案主变容量大小适中，发电机出口短路电流较小(约 36.9 kA)，所有发电机配电装置可选成套开关柜，大大简化电气设备布置，因而 发电机电压接线采用两机一变的扩大单元接线方案。220 kV侧接线220 kV侧接线分别对单母线断路器分段和单母线断路器分段兼旁路两种不 同的接线方案进行比较。由于本电站220 kV侧的穿越功率较大，如果不设旁路 母线，一旦出线断路器故障或检修，将会影响大化电厂向恶滩方向送电。而增加 旁路设施，开关站设备投资仅增加4.3%，占地面积增加27.7%，因此，根据本电 站的实际情况，220 kV侧采用单母线断路器分段兼

5、旁路接线。110 kV侧接线110 kV出线仅一回，故110 kV侧选用接线简明清晰、设备少、继电保护 比较简单的变压器一一线路组接线。110 kV与220 kV两级电压之间的联络110 kV与220 kV两级电压之间的联络有升压自耦变、联络自耦变和普通三 卷变等3种方案可供选择。为了有利于限制短路电流，减少变压器重复容量，本 电站110 kV与220 kV两级电压之间的联络采用普通三卷变方案。百龙滩水电站的电气主接线见图1。图1电气主接线3.5针对灯泡贯流式机组的特点需考虑的因素在主接线设计中，我们针对灯泡贯流式机组的特点，考虑了如下因素：发电机与主变压器的组合方式。灯泡贯流式机组单机容量小

6、，电站机组 台数多。针对这一特点，为了有利于厂房电气设备布置，有利于设备选择，百龙 滩电站发电机与主变压器的组合方式采用两机一变的扩大单元接线。注重加强电站与系统的联系。鉴于灯泡贯流式机组转动惯量小，运行稳 定性较差的特点，在主接线设计中，注重加强电站与系统的联系，通过两回220 kV 线路接入广西主电网，并要求在运行中尽量避免仅带一回线路的运行方式。无功功率的补偿。在发电机额定有功功率一定的条件下，发电机额定功 率因数选取较低值，可增大无功功率输出，改善电网无功功率缺额较大、电压普 遍偏低的状况。由于贯流机组本身结构的原因，机组的功率因数较高(百龙滩机 组cos=0.95)，向系统提供的无功

7、功率相对较少。考虑到本电站送电距离和电 气距离距负荷均较远，按照无功电源和负荷就地平衡的原则，电站提供的无功功 率除补偿主变压器、厂用变压器和机组励磁系统的无功损耗外，尚有部分无功功 率外送；另一方面，电站厂房内设备布置场地有限，布置无功补偿设备有困难。 故本电站不考虑设无功补偿装置，建议在线路对侧系统装设无功补偿装置，尽量 减少电网有功损耗。厂用电源的引接。针对贯流机组自用电负荷大，对供电可靠性要求高的 特点，本电站厂用电源分别取自3个发电机扩大单元母线和施工变电所，即使是 全厂停机、1台主变检修的情况下，也保证至少有2个独立的厂用电源。所有机组 自用电负荷均按I类负荷进行配电。机组压油装置主油泵电动机容量较大(为149 kW)，为了防止机组突然甩负荷2台机组的主油泵同时启动，造成启动电压降过大， 电动机启动困难，影响机组导叶的操作，将同一扩大单元接线的机组4台