垣曲抽水蓄能电站厂用电设计

东北水利水电规划设计

［文章编号］1002—0624（2019）08—0003—03

垣曲抽水蓄能电站厂用电设计

李哲，吴云龙，王树生

（中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130021）

［摘要］文章对山西垣曲抽水蓄能电站的10kV厂用电设计进行了介绍和分析。通过对所提出的几种10kV厂用接线形式的比较，使该电站的接线满足“安全可靠、运行灵活和经济合理”的基本原则。［关键词］抽水蓄能电站；厂用电设计；选择［中图分类号］TV743

［文献标识码］B

1简述

永久保留，作为备用电源。

山西垣曲抽水蓄能电站位于山西省运城市垣3）当以上电源全部失去时，为保证应急负荷曲县境内，距太原公路里程420km，距运城公路里的运行以及黑启动电源的供电可靠性，根据《水力程150km，距垣曲县公路里程46km。

发电厂厂用电设计规程》和《抽水蓄能电站设计导电站单机容量为300MW发电电动机，总装则》规定，在地面装设一台10kV柴油发电机组作机容量1200MW。4台发电电动机与4台主变压为电站的应急电源。

器组成2组联合单元接线。500kV侧接线采用四4）为加强地面建筑及设备设施的供电可靠角形接线方式。该工程为一等大（1）型工程。电性，采取通过引接地区电源或增设柴油发电机等站枢纽建筑物主要由上水库、下水库、输水系统、措施提高供电可靠性。同时借鉴已发生的水淹厂地下厂房系统及地面开关站等建筑物组成。

房事故，还应考虑将洞内负荷和地面负荷“有效区2厂用电电源引取及选择

别、有效连接”。

根据《水力发电厂厂用电设计规程》第3.1.1条3厂用电接线方案拟定

对厂用电工作电源的方式如下：“水电厂发电机变根据厂用电源条件，遵照相关规程规范及文压器组合方式采用联合单元接线，宜从每个联合件的有关要求，将厂用电接线分为地上和地下接单元中的任一台变压器低压侧引接一厂用电工作线系统，并从施工变电所引接两回电源，一回作为电源。当联合单元组数量在2组～3组时，至少从厂用电备用电源供至地下接线系统，另一回作为2组联合单元引接”；第3.1.2条规定：“除了工作电水淹厂房时备用电源供至地上接线系统。拟定三源间互为备用和系统倒送电外，大、中型水电厂还个方案比选（各方案高厂变和地区变容量均为全应设置厂用电备用电源”。

厂负荷总容量的100%）。

1）厂用电电源考虑从发电电动机电压母线引方案一：共分四段母线。地下接线系统为三接。两回厂用电电源和两回SFC电源从发电电动段10kV母线，地上接线系统为一段10kV母线。机机端引接的原则为“尽可能从不同的机端分散各母线之间均设置母联断路器。方案详见图1。

引接”。

地下接线系统，从2号、4号两台机端各引接2）该工程的施工变电站将在工程建设结束后

一回厂用电源，经降压至10kV分别接至Ⅰ、Ⅱ段

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2019年第8期

10kV柴油发电机电源接入Ⅴ段母线。水淹厂房备用电源则引自地～#2地区Ⅳ10kV电源区电源#2，接入Ⅳ段母线。

#1方案三：共分四段母线。地下接线系统为两地上接线系统段10kV母线，地上接线系统为两段10kV母线。地下接线系统各母线之间均设置母联断路器。方案详见图3。

GMGM10kV柴油发电机～地区Ⅰ10kVⅢ10kVⅡ10kVⅢ10kVⅣ10kV电源#2#1泵段水安充保地上接线系统地下接线系统图1方案一

GMGM母线作为工作电源，并设Ⅲ段母线作为地下接线系统备用和保安电源段，其备用电源引自地区电Ⅰ10kVⅡ10kV源#1，保安电源引自地上Ⅳ段母线。地下负荷部充水泵保安段分从Ⅰ、Ⅱ段母线对称引接，保安变、充水泵负荷图3方案三

则从Ⅲ段母线引接。正常工作时，Ⅳ段母线由Ⅰ地下接线系统，从2号、4号两台机机端各引段母线供电。地上负荷分别从Ⅱ、Ⅳ段母线对称接一回厂用电源，经降压至10kV后分别接至Ⅰ、引接。保安电源和地区电源#2接入Ⅳ段母线。

方案二：共分五段母线。地下接线系统为三Ⅱ区电源段母线作为工作电源，#1，接入Ⅰ段；保安电源引自地上厂用电备用电源引自地Ⅳ段母段10kV母线，地上接线系统为两段10kV母线。线，接入Ⅱ段。地下负荷部分从Ⅰ、Ⅱ段母线对称

各母线之间均设置母联断路器。方案详见图2。

引接；充水泵从Ⅰ段母线引接，保安变则从Ⅱ段母10kV柴油发电机～地区线引接。地上接线系统设置两段母线，Ⅲ段母线Ⅳ10kVⅤ10kV电源为工作段，Ⅳ段母线为保安段。正常工作时，Ⅲ段#2#1母线与Ⅳ段母线母联合闸，并由Ⅰ段母线供电。地上接线系统地下接线系统地上部分负荷从Ⅱ、Ⅲ段母线对称引接，而生产综合楼的电源则由Ⅱ、Ⅲ段母线对称引接。保安电GMGM源接入Ⅳ段母线。水淹厂房备用电源则引自地区

Ⅰ10kVⅢ10kVⅡ10kV电源#2，接入Ⅲ段母线。

泵段水安4方案比较

充保图2方案二

4.1比较前提

地下接线系统，从2号、4号两台机端各引接各方案中相同的部分不参加比较。因地形条一回厂用电源，经降压至10kV分别接至Ⅰ、Ⅱ段件，架空线路距离应考虑1.1系数。地上10kV接母线作为工作电源，并设Ⅲ段母线作为地下接线线系统用电设备暂考虑布置在开关站内。厂房与系统的备用和保安电源段，其备用电源引自地区主要区域相对关系见图4。电源#1，保安电源引自地上Ⅴ段母线。地下负荷4.2经济比较

部分从Ⅰ、Ⅱ段母线对称引接，保安变、充水泵负考虑到综合系数取1.1。各方案可比设备投荷则从Ⅲ段母线引接。地上接线系统设置两段母资统计表详见表1。线，Ⅳ段为工作段，Ⅴ段为保安段。正常工作时，4.3技术比较

Ⅳ方案一，从厂用电供电可靠性上看，高压厂用电。地上部分负荷从段母线与Ⅴ段母线母联合闸，Ⅱ、Ⅳ段母线对称引接，并由Ⅰ段母线供而生电系统电源分别由两台发电电动机机端、地区电产综合楼的电源由Ⅱ、Ⅴ段母线对称引接。保安

源以及10kV柴油发电机提供，形成一个闭环。当

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厂房上库坝动送电。接线清晰使得倒闸操作灵活，闭锁设置1.4km上库进/出水口简单，全厂接线可靠性最高。

3km方案三，从厂用电供电可靠性上看，高压厂用电系统电源分别由两台发电电动机机端、地区电地面开关站0.85km地区变电所源以及10kV柴油发电机提供，形成一个闭环。当0.4km机组全停或抽水工况时可由500kV系统倒送电，

作为厂用备用电源。Ⅲ、Ⅳ段母线布0.34km下库进/出水口1.12km生产综合楼地区电源#1生活区及其它置在开关楼内，地上负荷中的另一回电源可引接下库坝于此，而生产综合楼的另一回电源则由Ⅳ段母线图4厂房与主要区域相对关系图

引接。该方案地下系统接线较清晰，但可靠性略注：图中实线为电缆沿公路距离，虚线为架空线路直差。机端电源、地区电源#1、保安电源分别接至线距离

Ⅰ表1各方案可比设备投资统计表

4.4、Ⅱ推荐方案

段母线，无备用和保安段。方案一方案二方案三从技术经济综合比较来看，上述比较各方案项目单价/万数量均满足电站厂用电供电需求，同时保证了地上区/面总价/万数量/面总价/万数量/面总价/万域负荷的供电。但方案一地上系统将水淹厂房备断路器柜15375553857036540用电源和保安电源接至同一母线使得接线不够灵PT柜9436545436隔离柜8324432216活，地下系统失电时倒闸操作复杂。现阶段抽水10kV电力电缆2419.56469.4419.56469.4419.56469.44蓄能电站对于地面负荷中的生产综合楼等可靠性10kV架空线路208.48169.68.48169.68.48169.6要求增强，此种方案可靠性一般。方案二在水淹可比设备合计价/万1379.4441414.6441354.144厂房或地下系统失电时以及全厂停电时，可满足差值/万-350-61各种工况负荷用电需求，操作灵活、方便，在可靠可比设备合计百分比/%9810096性上也最优。方案三地下系统接线与方案一、二注：表中价格为比较参考价格，并非国家有关部门颁比较可靠性、灵活性都较差。经济上看，方案三最布的概预算标准价格。因地上接线系统位于500kV开关省，方案二最贵，但各方案之间差值不大。虽然方站内，因此其至500kV开关站电力电缆按不考虑。

案二投资最高，比方案一增加几十万的投资，但却机组全停或抽水工况时可由500kV系统倒送电，能在可靠性上增加保障。因此，从可靠性、灵活地区电源#1作为厂用备用电源。Ⅳ段母线布置性、经济性等方面考虑，推荐方案二。

在开关楼内，地上负荷的另一回电源可引接于此，5结语

这种接线清晰明了。水淹厂房备用电源和保安电山西垣曲抽水蓄能电站10kV厂用电按地上源接入Ⅳ段母线，运行倒闸时操作不够灵活，给闭和地下接线系统分别设计，达到了“有效区别、有锁操作带来很大困难，尤其是在水淹厂房时不灵效连接”的目的。通过引接双回地区电源和设置活的缺点更为突出。

柴油发电机，提高了两台高厂变均失电时全厂设方案二，从厂用电供电可靠性上看，高压厂用备设施的可靠性，保证了水淹厂房时上下水库区电系统电源分别由两台发电电动机机端、地区电域及开关站、生产综控楼等地面建筑及设备设施源以及10kV柴油发电机提供，形成一个闭环。当供电可靠性。

机组全停或抽水工况时可由500kV系统倒送电，地区电源#1作为厂用备用电源。Ⅳ段和Ⅴ段母［参考文献］

线布置在开关楼内，地上负荷的另一回电源均可［1］钱玉莲，王金峰，王国光，邓新星.数字化设计在仙居抽

引接于此，而生产综合楼的另一回电源则由Ⅴ段水蓄能电站中的应用［J］.水利规划与设计，2018（02）：母线引接。该方案接线略复杂。水淹厂房时可由95-99+159.地区电源#2接入，全厂停电时可由柴油发电机启

［收稿日期]2018-12-14

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No.82019（TotalNo.421）WaterResources&HydropowerofNortheast

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［Keywords］prepressedgatepier;three-dimensionalfiniteelement;stress;contactnonlinearity;equivalentload

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