淺談水電站電器主設備的選擇與電器主接線的設計

嚴彭杰

（中國葛洲壩集團機電建設有限公司，江西 靖安330603）

1 水電站電器主設備的選擇

1.1 變電器的選擇

一般來說水電站打變壓器都是接在發電機電壓測的近區和廠用電負荷很小的，但是吧有的水電站是沒有近區負荷的。假設發電機電壓側接有較大的近區負荷時，變壓器的容量就要根據發電機電壓側最小負荷時，將水電站所有剩余的有功功率和無功功率進行選擇，在對變電器選擇時會充分考慮這些因素。現階段我們多會采用三相變電器或者是單相變電器，在330KV及以下的水電站一般都會采用三相變壓器，而一些電廠則多選擇單相變壓器，因為變壓器的制造條件會直接影響變壓器的質量。同時，在選擇變壓器時，還要考慮好運輸條件。

水電站變壓器的選著一定要考慮到變壓器繞組鏈接方式的選擇。進行變壓器的選擇時要考慮到水電站整體的系統電壓，若變壓器的繞組鏈接方式與系統電壓不相一致，會導致二者不能并列運行。現階段根據水電站的實際情況多會選擇星形和三角形，根據實際安裝過程可以分為三YO連接方式、Y連接方式以及△連接方式。水電站變壓器的調試方式主要有兩類，一類是無勵磁調壓，另一類則是有載調壓。無勵磁調壓的變壓器調壓范圍相對較小，但是屬于性價比相對較高的。有載調壓的變壓器調壓范圍相對較大，并且可以向系統進行傳輸，同時還可從系統倒送功率，但是其價錢相對較高，并且功率也較大，過分消耗能源。

1.2 電氣設備的選擇

進行電氣設備的選擇是水電站電器主設備選擇的重要環節，正確的進行選擇電氣設備能更好的使水電站進行正常供電的重要因素。一個號的電氣設備一定要具備正常的額定電壓和額定電流。一般情況下電氣設備的最高允許工作電壓為1.15Ue，這是指通常的220KV及以下的電器設備，通常我會選擇電氣設備的額定電壓不低于裝設地點電網的額定電壓Uew：Ue≥Uew。額定電流是指水電站在進行選擇電氣設備時的額定電流Ie，Ie值是不能低于裝設回路時的做大客持續工作電流的。在進行裝設回路的過程中一定要將回路中各種運行方式下的持續工作電流。變壓器回路則是要充分的考慮到電壓在降低過程中，所出的力是否可以保持不變。

水電站電器主設備的電氣設備選擇要注意斷路器和隔離開關的選擇。電氣設備中的高壓斷路器是重要的設備之一。斷路器在設備或者是線路發生故障時，起到快速切除故障，保護電氣設備。斷路器在進行合閘時時良導體，在跳閘時時絕緣體，有效的延長電氣設備的壽命。根據現代水電站的發展趨勢，在選擇斷路器時一定要選擇超高壓和特高壓的斷路器。隔離開關是高壓開關設備的一種，是用來進行電源的隔離，是用來進行倒閘操作的，可以改變小電流電路。根據實踐維修過程中的經驗，在進行隔離開關選擇的過程中，一定要滿足相應的條件，隔離開關要具備較為明顯的斷開點，這樣可更好地鑒別設備是否與電網隔開，以免造成不必要的操作錯誤。隔離開關的斷電之間一定要有足夠的絕緣距離，可有效保證過電壓與相間閃絡時，不會出現擊穿或者危機工作人員安全的事故。隔離開關一定要具備較強的穩定性、動穩定性、機械強度和絕緣強度，這樣才能保證電氣設備的正常工作。隔離開關在進行跳閘和合閘的同步過程中要有較好的同期性，要有好的同步速度，以此來降低操作過程中出現的過電壓。進行隔離開關的設計時要簡單，但是動作要可靠。

2 水電站電器主接線設計

2.1 水電站電器主接線設計的基本要求

水電站的電器主接線是整個設計中的主體部分，在進行水電站電器主接線的設計時要考慮以下幾方面因素：

1）要考慮水電站電器主接線設計的可靠性，考慮到水電站都是建在水庫附近，因特殊的地理位置而有所限制，所以在建造水電站時要根據范圍的廣泛性進行可靠性選擇，范圍廣的地方就要選擇可靠性高的主接線設計方法，相對范圍較窄的地方則要選擇可靠性低的主接線設計方法。負荷的性質，主接線的可靠性還要考慮到水電站的運行方式和負荷的性質，根據水電站自身的運行方式進行負荷性質的選擇。水電站主接線設計的過程一定要考慮到相應設備的制造水平，構建主接線的一次設備及相應的控制盒保護它二次設備的制造水平的可靠性是可以決定主接線的可靠性的，設備的差異會影響到水電站主接線設計的最終實用性

2）在考慮到主接線線路的靈活性。水電站的主接線應該可以適應整個水電系統的各種運行方式。主接線的設計一定要考慮到擴建的方便性，水電站建設完成后，還會出現一些設備線路的工程，所以要靈活方便設計主接線。

2.2 水電站電器主接線設計的主要原則

水電站主接線設計是要進行雙母線接線和雙母線分段接線：雙母線接線設計的優點是：在進行檢修任一組母線可不影響正常供電，在進行任一組母線隔離開關時，只進行斷開該段線路即可。當正在工作的母線出現故障時，可以將其它的回路轉移到備用的母線上，進而能夠迅速的恢復供電。在進行檢修任一回路的斷路器時，可以將檢修的斷路器位置跨到另一條線路進行連接，進而不用中斷正常的供電過程。一些需要進行獨立檢修的主接線可以將其進行獨立的接至備用母線上。水電站的供電功率是110K—220KV，其送電距離都是相對較遠的，在進行主接線的設計時一定要考慮到主接線的檢修。進行斷路器或者是母線檢修時，是需要停電的，母線在進行檢修的過程越長停電的面積與時間就會增大和加長，所以在進行水電站主接線設計時一定要在其傍邊設計安裝處專用旁路斷器和旁路母線。

水電站主接線設計的雙母線分段接線是指將雙母線分段運行，兩個元件之間可完全分別連接在不同的母線上的。這樣的設計手法對大容量的聯系設備系統間是十分有利的，進行雙母線分段接線是一種傳統主接線設計的延伸。水電站主接線的雙母線分段接線可以有效的保護供電的暢通，并且能在發生事故的時候快速排除故障。并且能較為容易實現分段的擴建主接線。

進行水電站主接線的設計一定要充分的考慮到線路，要考慮到安裝過程中的線路位置，同時要考慮到當主接線出現故障時，能及時快速的進行維修，這是進行水電站主接線設計的重要原則。

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