扎拉、轟東梯級電站施工供電方案探討

黃 宇， 劉建華

(1.大唐四川發電有限公司， 四川 成都 610091； 2.四川省清源工程咨詢有限公司， 四川 成都 610072)

0 前 言

在國家“西電東送”“藏電外送”的背景下，玉曲河干流水電梯級的規劃開發，對促進西藏經濟社會發展和能源資源開發，以及國家能源發展戰略具有重大意義。

玉曲河位于西藏昌都縣境內，是怒江左岸一級支流，梯級開發推薦方案為：成德、扎玉、吉登、中波、碧土、扎拉、轟東“兩庫七級”，規劃總裝機容量1 984 MW，保證出力312.80 MW/717.40 MW(單獨運行/聯合運行，下同)，多年平均年發電量94.42億kW·h/98.25億kW·h。其中，扎拉、轟東兩電站分別處于開發梯級第六、第七級，均位于西藏自治區左貢縣。扎拉電站計劃開工時間為2019年6月，轟東電站計劃開工時間為2020年3月，相距不到一年。扎拉電站施工用電綜合最大負荷約7 900 kW，轟東電站施工用電綜合最大負荷約7 869 kW。扎拉、轟東電站的施工供電方案須結合電站計劃開工日期、施工負荷、地區電網現狀及電網規劃等因素統一考慮。

基于上述原因，為達到適應扎拉、轟東梯級電站施工組織設計方案變化和節約工程投資的目的，形成兩個施工供電方案，現詳細介紹。

1 工程概況

1.1 電站概況

扎拉電站位于西藏自治區左貢縣碧土鄉，是玉曲河“兩庫七級”開發的第六級，裝機容量102.52萬kW，多年平均發電量42.48億kW·h。扎拉電站壩址距昌都約290 km，左貢縣城約136 km，碧土鄉約為7 km，廠址距碧土鄉約為30 km。樞紐主要建筑物由混凝土重力壩、引水隧洞、地面電站廠房組成。扎拉電站擬通過500 kV線路接入國家電網，出線一回；另在扎拉電站設置一臺500/220 kV 聯絡變壓器，將下游梯級轟東電站以1回220 kV線路與扎拉電站相連。

轟東電站位于西藏自治區左貢縣碧土鄉，是玉曲河“兩庫七級”開發的第七級，裝機容量32萬kW，多年平均發電量13.283億kW·h/14.272億kW·h。轟東電站壩址距昌都邦達鎮公路里程約為330 km，至左貢縣城公路里程約為180 km，至碧土鄉公路里程約為40 km。樞紐主要建筑物由混凝土閘壩、引水隧洞、電站廠房組成。轟東電站擬通過一回220 kV線路接入上游扎拉電站。扎拉電站廠區下接轟東電站首部，如圖1所示。

圖1 扎拉電站、轟東電站位置示意

由于兩電站計劃開工時間相距不到一年，且存在施工用電負荷的疊加問題。電站施工供電規劃設計時，考慮到施工用電的同時性，需要測算兩個電站的施工用電綜合最大負荷及其持續時間。

1.2 扎拉、轟東電站施工用電負荷

扎拉電站施工總工期為6年(72個月)，施工用電綜合最大負荷約7 900 kW；轟東電站計劃開工時間比扎拉電站約晚9個月，施工總工期為5年(60月)，施工用電綜合最大負荷約7 869 kW。

根據兩個梯級電站施工建設規劃進度，扎拉和轟東電站施工最大負荷時間分布見圖2。

圖2 扎拉、轟東電站施工供電綜合最大負荷統計

根據圖2分析可見，扎拉電站高峰施工用電負荷發生在第2年至第4年。轟東電站高峰施工用電負荷發生在第2年至第3年。扎拉和轟東電站施工供電系統綜合負荷將在扎拉電站開工后第9月開始加大，然后逐步上升，到第19月達到最高負荷15 806 kW，較高的負荷一直持續到第48月開始逐步下降。

2 施工供電的電源接入方案

2.1 梯級電站所在區域電網現狀

兩電站施工工區附近50 km范圍內，目前沒有能供出16 000 kW左右電力負荷的電網能夠向其直接供電，只有從較遠的西藏昌都電網和云南德欽供電網絡中考慮。

2.1.1 云南德欽電網

云南德欽縣佛山變電站離電站施工工區較近，但目前佛山變電站(35/10 kV,主變2 500 kVA)設備容量較小、電壓等級低，不能滿足扎拉、轟東兩個電站施工用電負荷的需求。若考慮從110 kV升平變電站引接110 kV線路供扎拉、轟東電站施工用電，電網容量還能滿足施工用電負荷的需求，但該方案存在110 kV線路路徑選擇困難和施工難度極大的問題，雪山阻隔、無施工交通運輸道路支撐是較大的問題，并且存在供區劃分問題，不具有可行性，本方案不予考慮。

圖3 云南德欽電網現狀示意

2.1.2 西藏昌都電網

目前四川與西藏昌都地區聯網工程已建成并投運。川藏聯網工程起于四川500 kV鄉城變電站，經500 kV巴塘變電站至西藏500 kV昌都變電站，再從500 kV昌都變電站至220 kV邦達變電站和220 kV玉龍變電站。這些項目目前500 kV線路暫時降壓為220 kV運行，昌都-邦達的雙回220 kV線路目前降為110 kV運行，上述線路均已建成投入運行。

川藏聯網配套工程及昌都地區農網升級改造工程的邦達-(左貢)旺達110 kV送變電工程已建成投運，旺達-(芒康)噶托110 kV送變電工程已建成投運；從110 kV(左貢)旺達變電站接線至35 kV扎玉變電站已建成投運；從35 kV扎玉變電站接線至35 kV碧土變電站工程已經過初設審查。

根據電網規劃，“十三五”期間還要建成500 kV(芒康)變電站以及110 kV鹽井變電站等配套工程。目前，芒康500 kV變電站和其開π進站500 kV線路已開工建設，(芒康)噶托變電站至鹽井110 kV送變電工程開工建設日期尚未確定。

西藏昌都地區電網現狀及規劃詳見圖4。

2.1.3 施工供電電源點的選擇

扎拉、轟東兩電站施工綜合最高負荷為15 806 kW，最低保障負荷約為10 000 kW。電源點的引接只有從西藏昌都電網和建設專供水電站考慮。

(1)西藏昌都電網與四川電網聯網后，依靠國網公司大電網和現已建成的邦達-110 kV(左貢)旺達110 kV級網絡完全有能力供給本工程施工電源。

(2)若考慮建設專供扎拉、轟東電站施工供電要求的水電站來供電，要能滿足枯水期可靠的供給16 000 kW左右負荷的要求，則新建水電站的裝機容量較大，從建設時間上考慮較難滿足電站施工供電的要求，且電站投資較大，因此在供電規劃方案中不予考慮建設施工專供水電站的方案。

圖4 西藏昌都電網現狀及規劃接線示意

3 梯級電站施工供電網絡

3.1 施工供電方案擬定

根據電網調查情況，從昌都電網供電扎拉、轟東電站施工供電方案是可行的。目前四川與西藏昌都地區聯網工程除500 kV線路降壓為220 kV投運、昌都-邦達220 kV雙回降為110 kV運行外，其余部分均按設計投運，其配套工程(左貢)旺達110 kV變電站已投運，(芒康)噶托110 kV變電站也已投運。(左貢)旺達變電站-扎玉變電站的35 kV輸變電工程已投運，從扎玉35 kV變電站延伸至碧土的35 kV輸變電工程也已通過設計審查。

若考慮從(左貢)旺達110 kV變電站及其 35 kV配網上引接電源，可初步擬定以下兩個供電方案。

(1)方案1：從(左貢)旺達110 kV變電站建110 kV線路至扎拉、轟東電站施工區建1個110 kV變電站供電。該方案從(左貢)旺達110 kV變電站-扎拉轟東的110 kV線路長度約140 km，送電負荷若按施工負荷15 806 kW計算。由于旺達變的110 kV線路是從昌都500 kV變經邦達220 kV變電站引接，計算末端電壓降應考慮昌都-邦達-旺達段的110 kV線路的電壓損耗，經計算本方案能滿足電壓降小于 10%的允許值，因此這個方案可作為擬定方案1。方案1地理接線示意如圖5所示。

圖5 方案1地理接線示意

(2)方案2：從(左貢)旺達110 kV變電站建一回110 kV線路至扎玉35 kV變電站附近新建一座110 kV施工變電站，將電壓降壓為35 kV與原扎玉變的35 kV母線連接，再利用昌都電網已規劃建設的扎玉-碧土35 kV輸變電工程送電到碧土變電站。為滿足扎拉、轟東電站施工用電負荷要求，擬采用保留原已設計的扎玉-碧土35 kV輸變電工程(其線路線型LGJ-120)，并利用該工程向扎拉、轟東電站供一部分施工用電，再從110 kV扎玉變電站增架一回35 kV線路來供另一部分施工用電的方案。該方案不會打亂昌都電網公司原扎玉-碧土35 kV輸變電工程的實施計劃，也可以給扎拉電站更早提供部分施工用電。

通過計算，增架一條35 kV線路，導線采用LGJ-185，在允許電壓10%損失的情況下可以輸送9 100 kW；加上昌都電網已通過設計審查的一回35 kV(LGJ-120)線路，可以輸送6 400 kW(功率因數cosφ=0.95時)，兩回線路送電能力可以達到 15 500 kW的綜合供電能力，能基本滿足扎拉、轟東電站施工用電負荷的要求。方案2地理接線示意如圖6所示。

3.2 方案比較

從滿足扎拉、轟東電站開工建設時間和施工用電的可行性看，方案1和方案2都具有較高的可行性。

根據扎拉、轟東電站施工進度規劃，把滿足扎拉電站施工用電負荷的工程作為第一期, 轟東電站開工后的綜合施工用電負荷作為第二期。則第一期可考慮扎玉110 kV變電站的主變先上1臺(10 MVA),且僅需架一回35 kV線路至扎拉電站施工工區即可；而方案1若要分期建設只能將110 kV變電站的主變分期投入，110 kV線路必須一次建成，可見方案2的分期更為靈活。方案2中兩回35 kV線路輸送容量可以達到15 500 kW的綜合供電能力，能基本滿足扎拉、轟東電站施工用電負荷的要求。

圖6 方案2地理接線示意

綜合分析比較，方案1的網絡結構簡單，運行管理費用低，但工程造價高；方案2的一、二期工程總造價略低，網絡結構較復雜，運行管理費用略高。但方案2具有兩個較大的優點，一是便于分期建設，二是可以較好地兼顧地方電網規劃。方案2更能適應梯級電站中轟東電站建設時序的變化，靈活性方面強。故扎拉、轟東梯級電站施工供電規劃設計方案推薦采用方案2。

3.3 施工供電網絡

根據推薦的扎拉、轟東電站施工供電方案(方案2)，其與電網系統的接入點為(左貢)旺達變電站110 kV母線。從(左貢)旺達變電站建一回110 kV線路至扎玉35 kV變電站，在扎玉變電站附近另建一座110 kV變電站，將電壓降壓為35 kV，與原扎玉變電站的35 kV母線連接；通過兩回35 kV線路(其中一回為昌都電網規劃建設)至扎拉、轟東電站施工工區，在扎拉、轟東電站施工區建2個35 kV變電站，滿足扎拉、轟東兩個電站施工供電需求。經計算，各種運行方式下，其潮流分布和各節點電壓均能滿足要求。

施工供電網絡電氣接線見圖7。

圖7 施工供電網絡電氣接線示意

3.4 施工變電站電氣主接線

3.4.1 扎玉110 kV施工變電站

為保證110 kV施工變電站供電的可靠性和分期靈活性，本次推薦采用兩臺主變方案(一期一臺、二期一臺)，主變最終容量選擇2×10 000 kVA。110 kV側采用單母線接線，35 kV側采用單母線接線。主接線如圖8所示。

3.4.2 扎拉廠區(轟東首部)35 kV施工變電站和扎拉首部35 kV施工變電站

電氣主接線方案如圖9所示：包括35 kV側采用單母線接線(a)，10 kV側采用單母線接線(b)。

4 結 語

(1)根據梯級電站施工組織設計方案確定的各電站開工時間、施工負荷分布情況、負荷水平等要求，作為施工供電設計的基礎資料。

(a)扎拉廠區(轟東首部)35 kV變電站 (b)扎拉首部35 kV施工變電站

(2)在施工供電設計時，應考慮電站施工組織設計方案可能的變化，采用分期建設方式是有必要的，可使施工供電工程投資更加合理。

(3)扎拉、轟東梯級電站施工供電方案的探討，可以為類似工程提供一定的借鑒和參考。