淺談龍洞溝水庫工程電氣一次部分負荷分析及設計方案

(四川智洋建筑工程有限公司,成都，611732)

1 供電系統設計原則及供電電源

1.1 工程概況

古藺縣龍洞溝水庫工程位于古藺縣水口鎮，水庫壩址位于水口鎮碧云村，壩址以上控制集雨面積1.57km2，水庫距水口鎮約6km，距古藺縣城約87km。水庫工程開發任務為以灌區煙田灌溉為主，結合灌區其他農作物的灌溉和農村人畜供水等綜合利用。根據《供配電系統設計規范》(GB 50052-2009)規定，本工程供電系統按三級負荷設計。

1.2 設計原則

本工程用電包括施工及永久性用電。供電系統要求在滿足供電質量的同時具有供電可靠性，結合本工程特點，確定供電系統設計原則為：

(1)供電系統應具有適當的供電可靠性，技術上滿足要求，經濟合理；

(2)供電系統的規劃設計及供電區段的劃分應結合行政區域和地理界限統一考慮，便于工程施工、建設管理及以后的運行調度；

(3)供電系統的規劃設計應盡可能的使用永久供電與施工用電相結合，以求節省投資。

1.3 供電電源及施工布置

本工程供電電源采用“永臨結合”的設計原則，主供電源與當地供電部門協商從古藺縣水口鎮“T”接一條10kV架空線路引至庫區管理所外變壓器，線路長度約為6km，導線型號JKLGYJ-35/6。施工供電可直接從主干線路上“T”接，或結合永久運行管理，提前架設專用電源，施工期可直接利用，施工期結束后作為永久供電電源線路。考慮到工程的地理情況與布局，在管理房外布置1座變壓器，對水庫管理房、取水(導流、放空)隧洞閘門啟閉機進行供電。備用電源采用1臺柴油發電機組，主供電源與備用電源通過雙電源轉換開關實現轉換。

2 工程負荷分析

龍洞溝水庫樞紐工程中，大壩右岸布置開敞式無閘控制側堰溢洪道和取水(導流、放空)隧洞，左岸布置管理房。因此，龍洞溝水庫工程主要永久用電包括水庫管理房生活用電負荷和取水(導流、放空)隧洞進口檢修(事故)閘門啟閉機負荷，生態環境用水等綜合利用。

灌區渠系工程由于閥門較小，均采用手動控制啟閉，不考慮用電負荷。

表1庫區管理所設備用電負荷

根據對庫區管理所用電負荷為不固定用電，生活用電按同時系數0.7計算，其他負荷按同時系數0.9計算，其總計算負荷為16.9kW。

表2取水(導流、放空)隧洞設備用電負荷

根據對隧洞用電設備負荷同時系數為0.9計算，其總計算負荷為9.45kW。

3 電氣一次部分設計方案

3.1 電氣接線

本工程供電負荷高壓側電壓等級為10kV，低壓側電壓等級為0.4kV。高壓單元采用負荷開關及熔斷；低壓單元采用單母線接線。

3.2 主要電氣設備選擇

3.2.1 變壓器選型

本工程計算負荷約為26.35kW，設置變壓器1臺，根據計算并考慮變壓器的經濟運行，確定變壓器容量為50kVA。變壓器性能指標如下：

型號：S11-M-50/10/0.4三相油浸式變壓器；

額定容量：50kVA；

額定電壓：10kV；

絕緣等級：A；

高壓分接范圍：±2×2.5%；

聯接組別：D，yn11；

阻抗電壓：Uk=4%；

箱體防護等級：IP4X；

使用條件：海拔不超過1000m。本工程海拔超過1000m，需做修正，環境溫度+40°C～-10°C、相對濕度不超過90%(25°C)。

3.2.2 戶外氧化鋅避雷器

型號：YH5WS-17/50；

系統額定電壓：10kV；

避雷器額定電壓：17kV；

避雷器持續運行電壓：13.6kV；

雷電沖擊殘壓：50kV；

爬電比距：>2.5cm/kV。

3.2.3 跌落式熔斷器

型號：RW3-10/50；

額定電壓：10kV；

額定電流：50A；

額定斷流容量：50kVA。

3.2.4 備用電源

水庫樞紐備用電源采用柴油發電機，考慮在使用備用電源時，其最大負荷為1臺取水(導流、放空)隧洞工作閘門啟閉機7.5kW及正常照明負荷等，計算負荷約為15.2kW，考慮選擇柴油發電機組容量為20kW。

額定輸出功率：20kW；

額定電壓：400V三相四線；

額定頻率：50Hz；

額定功率因數：0.8；

噪音水平(dB)：≤85。

3.3 主要電氣設備布置

變壓器布置在管理房外，靠近用電負荷中心，該處地勢較高、不易積水、便于巡視。其主供電源從“永臨結合”的專用10kV線路引接。備用電源采用柴油發電機組，柴油發電機組布置在柴油發電機房內，主供電源與備用電源通過雙電源轉換開關實現轉換。

3.4 照明

為降低損耗，本工程采用節能型高效照明燈具。室內照明采用熒光燈，事故照明燈采用帶蓄電池的燈具，蓄電池連續供電時間不少于60min。

3.5 過電壓保護及接地

為防止雷電波侵入，在10kV電源進線終端桿上裝設1組氧化鋅避雷器。建筑屋頂設避雷網帶保護。

接地系統以人工接地裝置(接地扁鋼加接地極)和自然接地裝置相結合的方式；人工接地裝置包括：庫區管理所、取水(放空)隧洞閘房處設的人工接地裝置。自然接地裝置主要是利用結構鋼筋等自然接地體，人工接地裝置與自然接地裝置相連，所有電氣設備均與主接地網連接。

防雷保護接地、工作接地及電子系統接地共用一套接地裝置，其接地電阻按不大于1Ω設計。若接地電阻達不到要求時，采用高效接地極或降阻劑等方式有效降低接地電阻，直至滿足要求。

3.6 電纜防火

根據《水利水電工程設計防火規范》(SL 329-2005)要求，所有電纜孔洞均應采取防火措施，根據電纜孔洞的大小采用不同的防火材料，比較大的孔洞選用耐火隔板、阻火包和有機防火堵料封堵，小孔洞選用有機防火堵料封堵。電纜溝主要采用阻火墻的方式將電纜溝分成若干阻火段，電纜溝內阻火墻采用成型的電纜溝阻火墻和有機堵料相結合的方式封堵，電纜選擇阻燃電纜。

4 結語

水庫樞紐工程項目的規模、負荷、施工所面臨的環境因素與技術條件相對來說較為復雜，而且水庫樞紐工程電氣設計需要考慮水庫在運行過程中所涉及到的不確定因素，因此，在電氣一次部分設計的過程中，結合實際情況對水庫建設過程中及運行過程中的負荷情況進行仔細分析非常重要。