導(dǎo)語(yǔ)：水電站主接線電氣構(gòu)造與關(guān)注問(wèn)題一文來(lái)源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1前言

目前小水電正在逐步發(fā)展中，供電方式也在不斷變化，運(yùn)行模式從單機(jī)運(yùn)行直接供電，發(fā)展到多機(jī)并列運(yùn)行聯(lián)合供電，再發(fā)展到井入大電兩運(yùn)行。但是水電站的接線方式一直是使用過(guò)去傳統(tǒng)的接線方式，即在單機(jī)運(yùn)行時(shí)直接將供電發(fā)電機(jī)Y接線的中性線引出來(lái)并將其接地，在并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)變壓器和發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)都要連通后接入地網(wǎng)，不管是單機(jī)還是多機(jī)并列后升壓與電網(wǎng)連接，或者是采用多機(jī)發(fā)變組與電網(wǎng)連接。這種接線方式的特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)側(cè)中性點(diǎn)接地系統(tǒng)供電達(dá)400/230V。這種接線方式的優(yōu)點(diǎn)還有在電網(wǎng)停電時(shí)可以對(duì)近區(qū)負(fù)荷自發(fā)自供，為全站提供可靠的照明電，即在電網(wǎng)故障停電時(shí)自動(dòng)關(guān)機(jī)組轉(zhuǎn)成空載而不滅磁，保護(hù)動(dòng)作跳閘，廠房仍可照明。系統(tǒng)內(nèi)部過(guò)電壓對(duì)低壓網(wǎng)絡(luò)影響較小，相對(duì)較可靠、安全，能在單相接地故障時(shí)動(dòng)作跳閘，保護(hù)簡(jiǎn)單。但是，這種接線方式也存在一些問(wèn)題，將對(duì)其缺陷和改進(jìn)措施進(jìn)行探討。

2主接線電氣設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)原則

水電站主接線電氣設(shè)計(jì)必須同時(shí)考慮電站的運(yùn)輸條件、地形、樞紐總體布置、接入系統(tǒng)方式、建設(shè)規(guī)模、動(dòng)能特性、水文氣象等各個(gè)因素。同時(shí)電力系統(tǒng)要求電站具有穩(wěn)定性，必須努力做到經(jīng)濟(jì)合理、節(jié)約投資、技術(shù)先進(jìn)、接線簡(jiǎn)單清晰、檢修維護(hù)方便、運(yùn)行操作靈活、供電安全可靠。

2.2比較發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線方案

第一方案，接線方式使用單母線隔離開(kāi)關(guān)。母線隔離開(kāi)關(guān)在正常運(yùn)行過(guò)程中處在分段狀態(tài)。1臺(tái)SF10-31500／110／10.5kV雙卷變壓器與1G發(fā)電機(jī)接于I段母線，正常運(yùn)行狀態(tài)下形成單元的運(yùn)行方式；1臺(tái)SF10-63000／110／10.5kV雙卷變壓器與2G，3G發(fā)電機(jī)接于Ⅱ段母線，正常運(yùn)行狀態(tài)下形成擴(kuò)大單元運(yùn)行方式。發(fā)電機(jī)電壓母線I、Ⅱ段分別與兩臺(tái)廠用變相接，相互之間形成暗備用。生活區(qū)、船閘、壩頂?shù)扔秒姾屯饨釉O(shè)備電源與I、Ⅱ段母線分別相接。第二方案，1臺(tái)SF10-31500／110／10.5kV雙卷變壓器與1G發(fā)電機(jī)相連形成單元接線；1臺(tái)SF10-63000／110／10.5kV雙卷變壓器與2G，3G發(fā)電機(jī)相連形成擴(kuò)大單元接線；發(fā)電機(jī)電壓母線I、Ⅱ段分別連接兩臺(tái)長(zhǎng)用變，相互之間形成暗備用。生活區(qū)、船閘、壩頂?shù)扔秒姾屯饨釉O(shè)備電源與1O．5kV母線Ⅲ段連接。這兩套組合保護(hù)裝置無(wú)論什么時(shí)候都只能使一套運(yùn)行。

2.3兩方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較

第一方案：該方案布置方便、發(fā)電機(jī)電壓側(cè)設(shè)備少、運(yùn)行維護(hù)方便、接線簡(jiǎn)單清晰。與第二方案相比，第一方案所需的高壓設(shè)備和變壓器臺(tái)數(shù)相對(duì)較少，這就使得開(kāi)關(guān)站的占地面積大大縮小了，開(kāi)關(guān)站的開(kāi)挖量也相應(yīng)減少了，達(dá)到了節(jié)約土建投資及設(shè)備的目的。但是，它仍然存在一些缺點(diǎn)，即運(yùn)行靈活性及可靠性相對(duì)較低。由于與發(fā)電機(jī)電壓母線I、Ⅱ段相連的起到輔助作用的設(shè)備過(guò)多，當(dāng)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)就會(huì)導(dǎo)致于該段母線相連的發(fā)電機(jī)停止工作，最終導(dǎo)致無(wú)法向外輸送電能。除此之外，一臺(tái)變壓器與兩臺(tái)機(jī)組相連，若發(fā)生故障則會(huì)對(duì)較大的范圍都產(chǎn)生影響。當(dāng)進(jìn)行檢修或者電壓器出現(xiàn)故障的時(shí)候，兩臺(tái)機(jī)組全部斷電，不能繼續(xù)輸送電能，會(huì)造成嚴(yán)重的電能損失。第二方案：該方案比第一方案具有更高的可靠性，同時(shí)運(yùn)行過(guò)程也比較靈活。它采用的保護(hù)裝置由真空負(fù)荷開(kāi)關(guān)及高壓限流熔斷器所組成，能夠保護(hù)生活區(qū)變壓器、船閘變壓器、和外接備用電源的斷相、過(guò)載、短路。若其中一個(gè)起輔助作用的變壓器出現(xiàn)短路事故，則熔斷器會(huì)切斷短路電流，與使用斷路器相比其動(dòng)作時(shí)間非常短，且更加安全可靠，操作機(jī)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單，不會(huì)發(fā)生拒合、拒分等現(xiàn)象。因此大大降低了由于輔助設(shè)備發(fā)生故障導(dǎo)致的電能無(wú)法輸送的概率，最終保證了發(fā)電機(jī)運(yùn)行的安全性和可靠性。它的缺點(diǎn)是一次性投入較大。

2.4方案推薦

總而言之，第一方案的可靠性較差，因?yàn)樵O(shè)備發(fā)生事故導(dǎo)致不能輸送發(fā)電機(jī)電能的概率較大，由于停止發(fā)電所造成的經(jīng)濟(jì)損失也較多。所以第二方案比第一方案更為合理，在經(jīng)濟(jì)上方案二也具有相當(dāng)?shù)膬?yōu)勢(shì)。特別是對(duì)于風(fēng)冷式、銅芯、無(wú)載調(diào)壓、節(jié)能型的變壓器，發(fā)生故障的概率較小，可以和電站機(jī)組進(jìn)行同步的檢修。因此第二方案為最優(yōu)選擇，不僅節(jié)省了投資，同時(shí)還使電站的可靠運(yùn)行得到了保證。

3水電站主接線電氣設(shè)計(jì)需要注意的問(wèn)題

3.1高壓限流熔斷器

高能氧化鋅電阻和限流熔斷器形成了一種組合保護(hù)裝置高壓限流熔斷器，使電器設(shè)備免受短路電流的破壞，簡(jiǎn)稱為FUR。全廠所有的系統(tǒng)和發(fā)電機(jī)總的短路電流等于廠變高壓側(cè)所產(chǎn)生的短路電流，若將斷路器用于此處，因?yàn)榇颂庪娏鞣浅４蟊仨毷褂么箝_(kāi)電流的斷路器，但是其需要的資金投入非常大，因此不會(huì)選擇大機(jī)組。設(shè)計(jì)新電站或改造舊電站時(shí)，使用FUR用于廠變高壓側(cè)。在很短的時(shí)間內(nèi)它就能限制住短路電流，防止高廠變爆炸事故的發(fā)生。避免母線、主變壓器、發(fā)電機(jī)免受沖擊損傷。同時(shí)，要根據(jù)廠變低壓側(cè)能否良好配合進(jìn)行限流熔斷器的選擇。

3.2中性點(diǎn)接地方式

發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)以前一直是采用消弧線圈接地的接地方式。這種接地方式是可以滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的，在發(fā)生發(fā)電機(jī)單相接地故障時(shí)，因?yàn)榻?jīng)過(guò)消弧線圈接地的電流非常小，所以發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)可以暫時(shí)不跳，只是發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)，并由運(yùn)行人員進(jìn)行處理。國(guó)內(nèi)近幾年新建設(shè)的水電站大部分發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)都是采用接地變壓器接地即經(jīng)高阻接地的接地方式，這種接地方式的接地電容性電流不經(jīng)過(guò)消弧線圈綜合，因此在發(fā)生發(fā)電機(jī)單相接地故障時(shí)，接地電流就會(huì)大于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中的允許值，所以此時(shí)就需要作用于跳發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)。設(shè)計(jì)選擇接地方式時(shí)要考慮到防止暫時(shí)狀態(tài)的過(guò)電壓破壞發(fā)電機(jī)絕緣，在間歇性單相接地故障時(shí)產(chǎn)生；還要考慮到如何避免單相接地故障轉(zhuǎn)化為相間故障或匝問(wèn)故障，如何避免對(duì)發(fā)電機(jī)造成較大的損失。本著這一設(shè)計(jì)思想，主要選擇方式為單相接地故障產(chǎn)生的過(guò)電壓，采用發(fā)電機(jī)中性點(diǎn)的接地變壓器接地方式，即經(jīng)高阻接地。

3.3接地系統(tǒng)和過(guò)電壓保護(hù)

將避雷裝置設(shè)置在電站屋頂，然后通過(guò)接地扁鋼與地網(wǎng)連接，能夠有效的保護(hù)電站免受直擊雷的危害，避雷帶連接于尾水接地網(wǎng)。由于雷電波可以沿110KV線路攻擊，因此在該線路上設(shè)置避雷線。將浪涌保護(hù)器設(shè)置在低壓配電柜內(nèi)起到保護(hù)作用。

4總結(jié)

確定電氣主接線時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮動(dòng)能特性、水文氣象、建設(shè)規(guī)模、系統(tǒng)狀況、樞紐總體布置、接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)輸條件和地形、設(shè)備特點(diǎn)、環(huán)境保護(hù)等等相關(guān)因素。電氣主接線要滿足很多要求，如可靠性要求、電力系統(tǒng)對(duì)電站機(jī)組運(yùn)行方式要求、電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求、供電運(yùn)行靈活性、供電可靠性、接線簡(jiǎn)單、檢修方便、便于實(shí)現(xiàn)分期過(guò)渡和自動(dòng)化、經(jīng)濟(jì)、合理等等。除此之外，設(shè)計(jì)電氣主接線時(shí)還要考慮在特殊情況和環(huán)境下不會(huì)造成大量水庫(kù)棄水，以不影響電站安全運(yùn)行和經(jīng)濟(jì)效益。