貫流式水電站廠用電設計的介紹與分析

皇甫能達

【摘 ?要】根據貫流式水電站的特點，對廠用電系統電源的引接、負荷特征、廠用電設計的要求，以及廠用電的實際應用進行深入的研究，總結出一些有益的經驗，對同類工程有一定的參考作用。

【關鍵詞】貫流式水電站;廠用電;負荷分析;接線;運行方式

貫流式水電站廠用電是整個電站設計中非常重要的內容，若廠用電設計不合理，會對電站正常安全運行造成很大影響，甚至會損壞其他設備、水工建筑物，危及周邊人員的人身安全。因此，廠用電科學合理設計，成為整個水電站設計中的重要環節。下面就貫流式水電站廠用電設計進行深入探討，并提出了相關的建議和意見。

1廠用電特點及設計要求

1.1廠用電特點

1.1.1供電范圍大 ?貫流式水電站建在淺丘地帶，江面較寬，通常都設有航道，因此其樞紐比較龐大，一般包括電站、泄洪閘、船閘等建筑物。為了保障各建筑物的功能性和安全性，必須為其提供安全、可靠的電源。

1.1.2負荷種類多 ?廠用電主要負荷包括高、低壓油泵、機組技術供水泵、機組冷卻風機、調速器油壓裝置、機組尾水出水閘門啟閉機等機組自用電設備;中、低空壓機、送排風機、滲漏、檢修排水泵、消防泵、配電裝置等全廠共用設備;行車、進水口門機及清污機、油處理等檢修設備;泄洪閘啟閉機等季節性用電設備;船閘閘門啟閉機設備;全站照明，壩區照明及其它用電沒備。

1.1.3負荷特征 ?機組具有流量大、水頭低的特點，因此機組轉速低，定子直徑大，轉動部分重，導水機構復雜，調速器都具有雙調功能，且要求高，相對同容量其他類型的機組來比較，機組自用電較多。由于機組尺寸大，重量重，起吊行車容量大，機修負荷占的比例較大，另外電站裝機臺數較多，廠用電最大負荷一般為一臺機組檢修、其余全部運行的工況。泄洪閘通常有幾十臺啟閉機，雖然啟閉機統計電機功率大，根據泄洪要求，一般同時操作啟閉機臺數不多，一般不大于4組，同時具有明顯的季節性特點。船閘用電比較均衡，主要負荷為上下閘首人字門液壓泵站，容量一般不大，但其可靠性要求較高，一旦失電，會影響正常的航運。

1.2廠用電設計要求

根據廠用電在水電站中承擔的角色，廠用電設計應該具備供電的可靠性和不間斷性。在設計中，可從如下幾個方面綜合考慮設計：

1.2.1廠用電源的數量及設置。廠用電源對于廠用電的可靠性有重要的影響。若選擇廠用電源及對廠用電源進行設置時，沒有深入分析水電站的實際情況，可能會造成一旦出現突發情況，廠用電源無法滿足廠用電負荷要求，這對于廠用電的可靠性構成嚴重威脅。

設置原則為：根據NB/T 35044-2014《水力發電廠廠用電設計規程》規范中3.1條廠用電電源規定有關內容，廠用電源應滿足各種運行方式下的廠用電負荷需要。由于貫流式水電站機組臺數較多，廠用電源應有2個或2個以上獨立的電源;考慮樞紐作為重要的防洪工程，需引接較為可靠的外來廠用電源，同時為確保供電可靠再配一套柴油發電機組作為備用電源。

1.2.2廠用電接線方式。廠用電接線方式是連接水電站用電設備以及各種負荷的配電方案，如果接線方式不合理、不科學，不僅會降低廠用電的可靠性，而且會造成后期的維護工作極為繁雜，這種情況應在水電站廠用電設計中充分注意。

1.2.3應滿足電站自動化的要求。在水電站廠用電設計的中，應提高廠用電設備的自動化性能要求，達到廠用電系統運行滿足電站無人值班或少人值班的要求。

2.廠用電設計

青田水利樞紐工程位于浙江省麗水市青田縣境內，壩址位于甌江干流與四都港匯合口下游約185m處，電站總裝機容量3×16MW，機組接線采用一組二機一變和一組一機一變接線方式，發電機出線都設斷路器;110kV側以一回線路接入電網。主要建筑物：泄洪閘、河床式電站廠房、船閘上、下閘首等建筑物。

2.1 廠用電接線形式

工程廠用電采用400V電壓等級，廠房和泄洪區各設一組單母線分段接線。廠房I段和II段母線分別從2臺廠用變引來，其中II段母線進線開關設一把雙切開關，一回從#2廠用變引，另一回從泄洪配電引來，二段母線設母聯開關;泄洪閘I段從外來電源供電的1臺壩區變引來，II段母線進線開關設一把雙切開關，一回從廠用變I段引來，另一回從柴油發電機引來，二段母線設母聯開關。廠用電接線圖如圖1所示。

2.3 廠用電運行方式

本工程廠用電系統主要有下列4種運行方式：

（1）在發電和電源及設備均正常情況下，電站和泄洪閘正常負荷全由廠房I段母線和II 段母線分別供電，母聯開關為熱備用。

（2）二組配電分裂運行，電站和泄洪閘負荷全由各自I段母線和II 段母線分別供電，母聯開關為熱備用，相互不關聯。

（3）在未發電情況下，電站日常負荷和泄洪閘正常負荷全由泄洪區的外來電源供電的壩區變引來I段母線供電，母聯開關為合閘狀態。柴油機為備用。

（4）在未發電和外來電源全停電情況下，電站日常負荷和泄洪閘正常負荷全由泄洪區II段母線柴油機發電機組供電。

2.4 結束語

廠用電設計是整個貫流式電站總體設計中重要的環節，廠用電設計的優劣對于水電站的可靠、安全運行均有重要影響。青田水電站投運以來，廠用電系統運行正常，廠用電接線采用二組單母線分段接線，即滿足各自安全運行，同時在不同運行工況下，滿足電站和泄洪閘安全運行供電。

參考文獻：

[1] 貫流式水電站廠用電特征及其設計[J].智勇鳴，陳永利.人民珠江.2009（06）

[2] NB/T 35044-2014 水力發電廠廠用電設計規程 [S]

[3] 水電站機電設計手冊 電氣一次[S].水電站機電設計手冊編寫組，水利電力出版社.1982

（作者單位：浙江省水利水電勘測設計院）