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【摘 要】目前小型水电站供电方式也在不断变化,运行模式从单机运行直接供电,发展到多机并列运行联合供电。小水电站电气主接线的设计,在符合可靠性、灵活性和经济性的前提下,电气主接线型式趋向简洁化。而且,随着电网结构的日趋完善,系统备用容量比重加大,电气设备可靠性提高等,小型水电站电气主接线需要进行优化设计,从而达到技术先进、经济合理的要求。 

【关键词】水电站;电气主接线;水利 

  一、前言 

  发电厂、变电所是电力系统的主要组成部分,是发电、输电和配电设备中重要的能量传输点。电气主接线设计是水电站电气设计的核心。在水电站装机规模、台数,电站接入系统电压、出线回路数、距离和位置确定的条件下,主接线设计对主变压器、断路器等主要电气设备的容量、台数、型式的选择与布置,对电站主要机电设备的继电保护、监控系统的设计,对厂房布置、枢纽布置以及机电设备和土建投资,环境保护和水土保持等都密切相关,有着较大的影响。而且,电气主接线设计对电站本身和电力系统的安全、可靠、经济运行也起着十分重要的作用。因此,电气主接线设计不仅是技术含量高、涉及范围广的一项错综复杂的系统工程,又是衡量设计水平的一个重要标志。 

  二、小型水电站电气主接线设计的原则 

  水电站在电力系统中地位十分重要,一旦发生事故可能造成巨大损失。在设计水电站电气主接线时应根据当地实际现状情况,并结合有关规程、规范遵循以下原则进行:首先应满足电力系统对水电站供电稳定性、可靠性要求,即能够不间断地向系统送出合格电能;应综合考虑水电站的水文气象、动能特性、建设规模、接入系统设计、枢纽总体布置、地形和运输条件、环境保护、设备特点等因素;电气主接线应简单、清晰,便于操作维护运行;电气主接线应具有一定的灵活性,适应性;电气主接线设计应便于实现自动化,工程造价经济、合理;继电保护简单、可靠,易实现电站的综合自动控制;满足电站初期发电及最终规模的运行要求,还应考虑便于分期过渡;技术先进、经济合理、投资省,年运行费用低;在可行性研究、初步设计时根据电力系统连接的要求和水电站的装机台数,进行电气主接线方案比较和技术经济分析论证。 

  三、小型水电站电气主接线设计的注意事项 

  1、解决近区负荷的供电问题 

  水电站不同于火电厂,一般一次建成,不扩建 ;水电站开机程序比较简单,机组起动迅速,并容易实现自动化;远离负荷中心,无大的近区负荷,用升高电压送电,出线回路少,多为调峰运行,开停机频繁;不同于火电厂和降压变电所,一般不预留出线回路;水电站厂用负荷较小,一般不从高压侧引线,备用厂用电源可引自地区配电网或保留施工变电站来解决;水电站多处于狭小山区,开关站一般不作为分配或中转电能的变电站,电气主接线宜接线简单清晰;在同一河流上的梯级水电站或地理位置相近的几个水电站,电站之间既有电的联系,又有水的联系;水电站电气主接线设计时,应妥善解决近区负荷的供电问题。 

  2、发电机电压接线选择 

  一般的小型水电站多采用下列三种方案进行发电机电压接线,方案一 :单母线断路器分段接线。优点:运行灵活、可靠,母线可分段运行,减少短路电流;任一段母线检修或故障,不影响另一段母线运行;采用断路器分段运行操作方便灵活。缺点:运行维护费用高,电能损耗大,与其它方案比总投资多。方案二:扩大单元接线。简单、清晰,与单元接线相比,减少了主变压器台数及其相应的高压设备数量,缩小布置场地,节省投资 ;减少了主变压器高压侧进出线,可简化布置和高压侧接线;主变压器或其对应高压侧设备故障、检修,本单元两台机组容量受阻;运行维护费用低,电能损耗小,与其它方案比总投资少。方案三:单元接线。机组与主变压器数量相同,对应性好,可靠性最高 ;继电保护简单 ;主变高压侧进线回路多,布置复杂,不利于简化高压侧的接线形式;主变台数及主变高压侧断路器数量多,增加主变及 110kV 设备布置场地与设备投资;运行维护费用最高,电能损耗大,综合与其它方案比总投资多。综上所述,方案二技术上可行,经济指标优越,高压设备较少,检修维护方便,可靠性较高。 

  3、过电压保护和接地设计 

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