渡口坝水电站电气设计简介

渡口坝水电站电气设计简介

摘要：渡口坝水电站装机2台，单机容量64.5MW，总装机容量为129MW，电气主接线采用发变组单元接线，220kv出线2回，220kv侧为户外设备布置。本文对该电站的电气设计进行了简要介绍。

关键词：水电站；电气主接线；厂用接线；坝区用电接线；监控系统

1.1工程概况

渡口坝水电站位于梅溪河中上游重庆市奉节县境内，水库坝址有37km（公路里程，下同）长的山重四级泥结碎石公路（金桃路）与渝巴路（重庆至奉节）相通，坝址距新政乡7km、奉节县城90km；打烂沟厂址位于梅溪河下游左岸渝巴路旁，距奉节县城53.7km，重庆市420km；坝址至厂址37.7km。交通较为方便。

渡口坝是梅溪河第一级开发的水电工程。坝址控制流域面积764.9km２，占全流域面积2001 km２的38.23%，多年平均流量18.2m3/s，年径流量5.74亿m ３。

本电站装机容量129MW，年平均发电量 4.35亿kW·h，水量利用系数达95.32％，年利用小时数3370h。

1.2 电气设计介绍

1.2.1电气主接线

1#、2#发电机接线均采用发变组接线方式，经变压器升压到220 kV电压等级，再与220 kV母线连接，220 kV母线采用单母线形式，220 kV出线共设二回，一回至万洲变电站，一回至奉节变电站,输送容量12.9万kW；导线型号为LGJ—400。

1.2.2厂用电以及坝区用电

1）厂用电源及厂用电接线

渡口坝水电站厂用电系统共有二回电源进线：1#电源取自由1#发电机10.5kV电压母线；2#电源取自由2#发电机10.5kV电压母线；厂用电接线采用单母线分段。两回进线电源互为备用。

2）坝区供电

渡口坝水电站大坝具有泄洪功能，根据规范要求，坝区负荷采用双电源供电。由于坝区距离厂区大约有35km，因此，坝区供电单独成系统。坝区1#电源由坝

区附近10kv电网“T”接，2#电源采用柴油发电机作为备用电源，两回电源互为备用。

1.2.3 主要电力设备

1、发电机

选用2台64.5MW 立式水轮发电机，发电机出口电压等级为10.5 kV，发电机功率因数为0.8。

水轮发电机的型式和主要参数要求如下：

型式SF64.5-12/4250

额定出力6.45万kW

额定容量8.0625万kV A

额定电压10.5kV

额定电流4433.35A

功率因数0.8

额定频率50Hz

2、发电机电压母线

母线型式：TGFM-11.5/5000

额定电压12kV

额定电流5000kA

额定绝缘水平12kV

3、发电机出口断路器

型号3AHT-12/T5000

额定电压12kV

额定电流5000A

额定绝缘水平12 kV

额定开断电流及直流分量和额定值63kA，＞60%

操作机械弹簧操作

4、主变压器及厂用变压器

①主变压器

型式SF9-90000/220

额定容量90000kV A

电压242kV

结线组别YNd11

调压方式242±2×2.5%/10.5

阻抗电压百分比13%

中性点接地方式直接接地

冷却方式风冷

②厂用变压器

型号：SCB9-800/10

额定容量：800kV A

额定变比：10.5±5﹪/0.4kV

阻抗电压：6﹪

接线组别：Dyn11

5、220kV设备

本电站厂区河谷平坦，两岸又有开阔地带，适合于采用敞开式电器户外布置。而且具有缩短施工安装工期，方便操作维护以及运行安全可靠等多方面的明显特点，故220kV开关站选用敞开式电器。

其中：220 kV断路器为LW35-252/4000-40型SF6断路器，额定电流4000 kA，额定开断电流40kA。

1.2.4 全站监控系统

为适应系统调度的调控要求，根据国内大中型水电厂的运行经验，确定本电厂按无人值班(少人值守)运行方式设计，采用以计算机监控为基础的集中监控方式。计算机监控系统采用分层分布开放式网络结构，分主控级和单元控制级，上下级间采用光纤环形以太网通讯。。

主控级设2台厂级计算机、2台操作员工作站、1台工程师工作站(兼培训工作站)、1台通讯工作站、1台打印服务器、1台打印机、GPS时钟和语音报警设备等。主控级完成全厂监控功能，负责与调度中心及梯级控制中心计算机系统通讯。中控室只设有少量必要的供紧急操作的按钮(或开关)，运行人员依靠彩色屏幕显示器和键盘、鼠标实现对全厂设备的监控。

按每台机组、开关站、全厂公用设备等分别设置5个单元控制级，每个单元1套LCU。机组微机调速器及微机励磁装置、微机继电保护及自动装置、微机监测仪表等与相应的单元LCU通信。机组辅助设备、各公用设备、厂用设备等分别采用单独的可编程控制器(PLC)，各自按其控制程序独立实现自动控制，并能与相应的单元级LCU通信。单元控制级LCU对被控对象执行过程控制，进行数据采集和处理，事故检测报警。

主控级设备分别布置在中央控制室内，单元控制级分别设在机组旁和继电保护室、坝顶闸门集控室内。

1.2.5继电保护

电厂主设备的继电保护按GB 14285-93《继电保护和安全自动装置规程》及有关标准、规定配置，采用微机型成套保护装置，按发电机、变压器或发电机变压器组等不同的主设备分别组屏。

继电保护系统包括：全站发电机、变压器、220kV断路器及线路（含对侧）的继电保护设备、故障录波设备，远方跳闸装置。

发电机保护配有：发电机纵差保护、单元件横差保护、定子一点接地保护、定子过电压保护、定子过负荷保护、发电机后备保护、负序过流保护、失磁保护、励磁绕组一点接地保护、励磁变压器保护

变压器保护（双重）配有：变压器纵差保护、零序保护、变压器方向过流保护、主变压器低压侧接地保护。

线路保护配有：1套微机光纤电流差动保护和1套220kV微机高频闭锁距离保护、2套后备保护（三段式相间距离保护、三段式接地距离保护、四段式零序