團灘河水庫電站工程電氣工程設(shè)計方案

團灘河水庫電站工程電氣工程設(shè)計方案1.1水電站與電力系統(tǒng)的連接團灘河（水庫）電站系云陽縣湯溪河支流團灘河上梯級開發(fā)的兩級電站，由一級電站和二級電站組成。一級電站廠址位于同心橋上游約65m的楊家河壩。據(jù)水力動能計算推薦，本電站裝機2臺，單機容量5000KW，保證出力1179KW，年利用小時數(shù)3108h，年發(fā)電量3108萬Kwh；發(fā)電機額定電壓確定為10.5kv。廠址位于湯溪河左岸劉麻灣河漫灘上。據(jù)水力動能計算推薦，本電站裝機2臺，單機容量7500KW，保證出力2163KW，年利用小時數(shù)3354h，年發(fā)電量5031萬Kwh，發(fā)電機額定電壓確定為10.5kv。經(jīng)項目建設(shè)單位與云陽電力系統(tǒng)商議，一級電站建成后以一回35KV出線12km接入新江口變電站后送入系統(tǒng)，二級電站建成后以一回35KV出線2.5km接入新江口變電站后送入系統(tǒng)。兩級電站分別為混合式和引水式電站，在系統(tǒng)中以峰荷為主，兼帶基、腰荷。接入系統(tǒng)地理接線圖見“一級電站－可研－電氣－01”，“二級電站－可研－電氣－01”。1.2一級電站1.2.1電氣主接線考慮電站在系統(tǒng)中作用及接入電力系統(tǒng)情況，結(jié)合電站裝機容量、臺數(shù)，出線回路數(shù)，初擬三種主接線方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。電氣主接線技術(shù)經(jīng)濟比較詳見“一級電站－可研－電氣－02”。方案一：采用發(fā)電機—變壓器擴大單元接線，兩臺5000KW發(fā)電機通過1臺12500KVA主變壓器升壓成35kv，35kv側(cè)采用主變線路組接線。此方案接線最簡單、清晰，運行及繼電保護簡單，變壓器臺數(shù)和開關(guān)設(shè)備最少，縮小了布置場地，但母線設(shè)備及主變故障或檢修，均封鎖全部發(fā)電功率。方案二：10.5KV采用單母線接線，兩臺發(fā)電機接入母線上，然后通過2臺6300KVA主變壓器升壓至35kv，35kv側(cè)采用單母線接線。此方案接線簡單明了，運行方便。一臺主變壓器故障或檢修，可送出50%的電站發(fā)電容量。但當(dāng)母線故障或檢修時，均封鎖全部電站容量送出。方案三：采用發(fā)變組單元接線，兩臺5000kw發(fā)電機分別通過一臺6300KVA主變壓器升壓至35kv，35kv側(cè)采用單母線接線。發(fā)電機與主變壓器容量相同，接線簡單清晰，繼電保護簡單，故障范圍最小，運行可靠、靈活，維護方便。單元接線中發(fā)電機、變壓器或母線故障及檢修時，可保證一臺機組容量送出。但35KV母線故障或檢修時，均封鎖全部電站容量送出。經(jīng)濟比較，方案一較方案二設(shè)備綜合投資少50.0萬元，年運行費用少7.4萬元，方案一較方案三設(shè)備綜合投資少44.0萬元，年運行費用少6.7萬元。方案一投資最省，方案三次之，方案二最高。技術(shù)角度，從可靠性、運行靈活性、維護方便性比較，方案三最優(yōu)，方案二次之，方案一稍差?？紤]到主變采用了耐高溫、使用壽命超過30年、免維護、節(jié)能的耐高溫液浸變壓器。因此，本階段電氣主接線推薦采用投資費用最省，相對可靠的方案一。其電氣主接線詳見“一級電站－可研－電氣－03”。廠用電按《水力發(fā)電廠廠用電設(shè)計規(guī)程》（DL/T5164-2002）的要求進行設(shè)計，設(shè)兩個廠用電源，一個取自發(fā)電機出口電壓10.5KV母線上，另一個利用10KV線路的施工電源或周圍小水電站作為外來廠用備用電源。廠用電容量暫按總裝機容量的2%左右考慮。兩個電源互為備用，當(dāng)一個廠用電源退出運行時，另一個應(yīng)能滿足全廠重要負荷或短時全廠最大負荷需要。單個容量按總?cè)萘康?0%考慮，初步定為160KVA。其中發(fā)電機出口電壓10.5KV母線上采用SC9型干式變壓器，連接組別選用D、yn11，裝于廠變室內(nèi)。廠用母線電壓400/230V，單母線分段接線，重要負荷分接兩段母線上，采用在低壓側(cè)空氣開關(guān)分斷及備用電源自動投入方式。廠用電接線詳見“一級電站－可研－電氣－06”。因壩區(qū)離廠區(qū)較遠，壩區(qū)用電可由其施工電源變壓器轉(zhuǎn)化為壩區(qū)專用變壓器供給，其泄洪設(shè)施另行裝設(shè)能空載直接啟動電動機、容量達75KW的柴油發(fā)電機作為備用電源。根據(jù)一級電站接入電力系統(tǒng)接線方式，按最大運行方式下短路電流計算的短路電流計算成果如下：短路電流計算結(jié)果表表7.2-1短路時間t=0秒t=1秒t=2秒t=4秒?yún)?shù)短路點短路電流（KA）及容量（MVA）短路電流（KA）ichIchS″I0″I1″I2″I4″d110.5KV母線23.55914.188159.2788.7587.4237.2977.199d235KV母線13.7028.128333.8875.2105.0435.0445.0461.2.2主要電氣設(shè)備（1）．電氣一次設(shè)備1）水輪發(fā)電機：水力動能計算推薦，電站裝機2臺，單機容量5000KW，發(fā)電機額定電壓選擇10.5KV。發(fā)電機型號：SF5000-8/26005000KWUn=10.5KVIn=343.7A。2）主變壓器：推薦采用SRN型耐高溫、使用壽命超過30年、免維護、節(jié)能變壓器，其容量應(yīng)為2臺發(fā)電機容量之和，選定為12500KVA，一臺。主變壓器型號：SRN-12500/3512500KVA38.5±2×5%/10.5KVYN,d11Ud%＝8.0。3）廠用變壓器：廠變?nèi)萘砍踹x160KVA，一臺。廠用變壓器容量較小，但對供電可靠性要求較高，確定選擇SC9型干式變壓器。廠用變壓器型號：SC9-160/10160KVA10.5±5%/0.4KVD，yn11Ud%＝4.0。4）10.5KV配電裝置：采用戶內(nèi)成套柜布置。推薦選用符合國家標準GB3906《3~35KV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備》及國標IEC298的要求，滿足兩部提出的“五防”閉鎖功能要求的XGN2-12型箱式固定金屬封閉開關(guān)柜。斷路器采用真空開關(guān)，分斷電流25KA，-220V，彈簧操作。初步估計9面。5）35KV配電裝置：采用戶內(nèi)成套柜布置。推薦采用符合GB3906和IEC298標準，并滿足“五防”要求，達到IP2X防護等級的XGN17-40.5型開關(guān)柜。斷路器采用VN1-40.5真空開關(guān)，額定電流1250A，開斷電流25KA，-220彈簧操動機構(gòu)。初步估計3面柜。6）廠用配電裝置：采用戶內(nèi)成套柜布置。選用符合IEC439《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》、GB7251《低壓成套開關(guān)設(shè)備》等標準，達到IP30防護等級的GGD1型戶內(nèi)低壓配電屏，分斷電流15KA。進線及分段空氣開關(guān)選用YSM3型塑料外殼式斷路器開關(guān)，-220V，電動操作。出線空氣開關(guān)選用YSM3型塑料外殼式斷路器開關(guān)，手動操作。初步估計3面屏。本站主要電氣一次設(shè)備見下表。主要電氣一次設(shè)備表表7.2-2序號名稱型號單位數(shù)量備注1水輪發(fā)電機SF5000-8/26005000KWCOSφ=0.8臺22主變壓器SRN-12500/3538.5±2×5%/10.5KV臺13廠用變壓器SC9-160/1010.5±5%/0.4KVD,yn11臺1410.5KV開關(guān)XGN2-12-04G面1510.5KV開關(guān)XGN2-12-04ZG面2610.5KV開關(guān)XGN2-12-65面1710.5KV開關(guān)XGN2-12-65G面2810.5KV開關(guān)XGN2-12-67G1面1910.5KV開關(guān)XGN2-10-67G2面21035KV開關(guān)XGN17-40.5-06面11135KV開關(guān)XGN17-40.5-32G面11235KV開關(guān)XGN17-40.5-35G面113廠用配電屏GGD1面314電流互感器LAZBJ-10500/510P/10P只615勵磁電流互感機組生產(chǎn)廠家供給套216勵磁電壓互感機組生產(chǎn)廠家供給套217勵磁變壓器機組生產(chǎn)廠家供給臺218電力電纜YJV22-12/20－3×25米19電力電纜YJV-12/20-1×185米20電力電纜YJV22-12/20-3×185米21電力電纜YJV-26/35-1×95米22阻波器、耦合電容器座式一體化OWF35-0.0035XZK-J5-400-1.0/10套1(2)．電氣二次設(shè)備1）綜合自動化本站自動化設(shè)計按《小型水力發(fā)電站自動化設(shè)計規(guī)定》（SL229-2000）、《水力發(fā)電廠自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)范》（DL/T5081-1997）及水利部水電[2003]170號文件“農(nóng)村水電技術(shù)現(xiàn)代化指導(dǎo)意見”要求進行。本電站按集中控制設(shè)計，設(shè)中央控制室。為了提高水電站自動化水平、生產(chǎn)效率及提高管理水平，減少平時的運行維護量，根據(jù)本地區(qū)實際運行管理經(jīng)驗，擬采用一套全微機綜合自動化系統(tǒng)對發(fā)電機組、變壓器及35KV線路等主要電氣設(shè)備進行監(jiān)測、控制、保護。本電站微機綜合自動化系統(tǒng)，采用基本單元面向單一對象的全開放、分層分布式系統(tǒng)，一個設(shè)備對應(yīng)一套獨立的現(xiàn)地控制、保護單元。系統(tǒng)分二層，站級主機及現(xiàn)地控制單元級，機組現(xiàn)地控制單元級又由管理層（現(xiàn)地工控機）及直接控制層（現(xiàn)地控制單元）構(gòu)成。本站主機設(shè)兩臺，一臺為主控，另一臺為備份，是電站的實時監(jiān)控中心，負責(zé)全廠的自動化功能，歷史數(shù)據(jù)處理及全廠的人機對話。站級采用以太網(wǎng)光纖通訊，現(xiàn)地控制單元級采用CAN總線通訊聯(lián)系。該系統(tǒng)應(yīng)參照部頒《水利發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》、《水力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》等規(guī)定設(shè)計，并符合實時性、可靠性、電氣特性、環(huán)境條件等要求。機組按單元自動化設(shè)計，正常開、停機均能以一個命令完成全部操作。機組自動化部分由微機系統(tǒng)實現(xiàn)。進水閥門采用就地手動控制及引入機組自動化系統(tǒng)自動控制相結(jié)合。機組勵磁及機組調(diào)速器系統(tǒng)采用微機控制，通過RS-485接口直接與機組自動化系統(tǒng)通信，勵磁采用自并勵磁方式。油水氣系統(tǒng)引入微機自動化系統(tǒng)進行監(jiān)測控制。在機旁布置機組自動監(jiān)控屏、機組公用監(jiān)控屏及機組勵磁屏。中控室布置發(fā)電機、變壓器、線路的微機監(jiān)控保護屏及后臺主機系統(tǒng)。2）繼電保護、自動裝置、二次接線電站繼電保護和安全自動裝置根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB14285-2006）及《水力發(fā)電廠繼電保護設(shè)計導(dǎo)則》（DL/T5177-2003）的有關(guān)規(guī)定配置。發(fā)電機變壓器組，在發(fā)電機出口設(shè)有斷路器，因此分別設(shè)縱差保護。發(fā)電機還設(shè)有復(fù)合電壓起動的過電流保護、定子一點接地保護、定子過負荷保護、轉(zhuǎn)子一點接地保護、失磁保護、過壓保護等。主變設(shè)有縱差保護、復(fù)合電壓起動的過電流保護、瓦斯、溫度保護。發(fā)電機復(fù)合電壓起動過電流保護同時作為主變的后備保護。35KV線路設(shè)有帶方向的限時電流閉鎖電壓速斷及過電流保護，并設(shè)有檢同期檢無壓三相一次重合閘裝置。廠用電源低壓側(cè)裝設(shè)一套廠用電源備用自投裝置。各級電壓母線系統(tǒng)設(shè)有單相接地保護。以上繼電保護及自動裝置均由微機監(jiān)控保護單元實現(xiàn)，并按類組屏，置于中控室。本電站二次接線按照《水力發(fā)電廠二次接線設(shè)計規(guī)范》（DL/T5132-2001）進行設(shè)計。采用微機綜合自動化系統(tǒng)進行二次監(jiān)控保護，初步組屏方式如下：中控室設(shè)有發(fā)電機控保屏二面，主變線路控保屏一面，公用屏一面，計度屏一面，綜合屏一面，后臺主機一套。機旁設(shè)機組勵磁屏四面，機組自動化屏二面、機組測溫制動屏二面。電氣監(jiān)測遵照《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》（GB/T50063-2008）并結(jié)合微機監(jiān)控要求進行。保護、測量、同期配置詳見“一級電站－可研－電氣－04”。非電量監(jiān)測詳見水機專業(yè)，需要引入計算機監(jiān)測系統(tǒng)的非電量配置性能優(yōu)良的變送器及傳感器，要求帶RS-485或4~20mA接口。電能計量選用數(shù)字式電度表，帶RS-485接口。要求發(fā)電機、主變計度精度有功電度1.0，無功電度2.0級。線路計度精度有功電度0.2S級，無功電度2.0級。本站的聲、光信號均通過微機來實現(xiàn)。設(shè)有中央復(fù)歸可重復(fù)動作的音響系統(tǒng)，信號回路有事故信號和預(yù)告信號。發(fā)生事故時，微機保護動作，推出事故畫面，指示事故點及原因，電笛叫以提示運行人員。發(fā)生故障時，相應(yīng)地推出故障畫面，指示故障點及原因，電鈴叫提醒運行人員監(jiān)測處理?？墒謩雍妥詣訌?fù)歸音響?；ジ衅鞯呐渲靡罁?jù)電氣設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)及其保護和測量的需要而選擇的，詳見主接線圖。本站計算機監(jiān)控及常規(guī)控制、合閘及事故照明等電源采用直流220V系統(tǒng)。經(jīng)比較計算，采用一套技術(shù)上較為先進、體積小、無污染的免維護鉛酸蓄電池微機高頻開關(guān)監(jiān)控直流系統(tǒng)，帶RS-485微機接口。電池一組，容量120Ah，設(shè)交直流切換裝置。直流系統(tǒng)二面屏，置于中控室。詳見“一級電站－可研－電氣－05”。主要電氣二次設(shè)備表表7.2-3序號設(shè)備名稱、規(guī)格屏型單位數(shù)量備注1微機綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)套1微機控制高頻開關(guān)直流系統(tǒng)免維護電池一組120AhGGD面2后臺主機系統(tǒng)套1主機二臺，帶桌椅通訊服務(wù)器一臺主變線路監(jiān)控保護屏GGD面1發(fā)電機監(jiān)控保護屏GGD面2計度屏GGD面1公用屏GGD面1綜合屏GGD面12機組勵磁屏GGD套4與勵磁裝置成套3機組自動化屏GGD面2帶現(xiàn)地工控機，機旁屏4機組測溫屏GGD面2與機組成套通信設(shè)備套1光纖通訊接收設(shè)備套1不含接收站光纖線路Km載波通訊接收設(shè)備套1不含接收站按鍵電話機部205日常維護儀器儀表設(shè)備套13）電工試驗室一級電站建成后接入新江口變電站后進入云陽電網(wǎng)。根據(jù)GB50071-2002《小型水力發(fā)電站設(shè)計規(guī)范》的規(guī)定，電站可不設(shè)電氣試驗室，只設(shè)電工修理間，配置必須的日常維護儀表設(shè)備。電站電氣設(shè)備大修及調(diào)試時，臨時租用云陽供電局所屬試驗設(shè)備。4）通信為了保證電站安全可靠運行，便于系統(tǒng)調(diào)度合理，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，擬在電站裝設(shè)系統(tǒng)調(diào)度通信和站內(nèi)通信。系統(tǒng)調(diào)度通信擬采用光纖通信及電力載波通信兩種方式至新江口變電站，再中繼至調(diào)度中心實現(xiàn)。郵電部門的有線通信為備用方式。本電站通過光纖及載波上傳機組、主變及35KV線路運行狀態(tài)、參數(shù)、信號并接收調(diào)度中心調(diào)度命令，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控，預(yù)留遙調(diào)功能。本站配置一套光纖通訊及一套載波通訊接收設(shè)備，并架設(shè)一級站至新江口變電站的光纖線路12km。站內(nèi)通信包括生產(chǎn)調(diào)度通信和行政通信，生產(chǎn)及行政通信用戶（按20門考慮）直接接入當(dāng)?shù)剜]局，要求站內(nèi)用戶形成虛擬局域網(wǎng)。通信電源以廠用交流電為主供工作電源。事故停電時，備用工作電源由站內(nèi)綜合自動化系統(tǒng)UPS電源裝置獲得。電站微機綜合自動化系統(tǒng)要求采用開放式數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)，預(yù)留通訊接口，執(zhí)行標準通信規(guī)約，滿足調(diào)度自動化的需要。1.2.3防雷接地防雷接地按《水力發(fā)電廠過電壓保護和絕緣配合設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T5090-1999）及《水力發(fā)電廠接地設(shè)計技術(shù)導(dǎo)則》（DL/T5091-1999）的規(guī)定進行。電站防止雷電波入侵的過電壓保護采用在35KV進線段1～2km架設(shè)避雷線，同時在電站線路進線端靠近斷路器裝設(shè)一組避雷器。為了保證站內(nèi)配電設(shè)備可能受到雷電侵入的危害以及對發(fā)電機組及相應(yīng)電氣設(shè)備的保護，在35KV和10.5KV母線及變壓器低壓側(cè)均裝設(shè)一組避雷器，所有避雷器應(yīng)以最短的接地線與配電裝置的主接地網(wǎng)連接，同時應(yīng)在其附近裝設(shè)集中接地裝置，對真空斷路器回路還應(yīng)裝設(shè)一組組合式過電壓吸收裝置。為防止電站電力設(shè)備遭受直擊雷襲擊，主、副廠房鋼筋混凝土房頂焊接成網(wǎng)作為直擊雷保護裝置，利用鋼筋混凝土每組不小于兩根Φ16圓鋼綁扎或焊接后引下與主接地網(wǎng)相連。本站微機綜合自動化接地、通信接地、工頻交流供電系統(tǒng)接地、以及防雷保護接地等公用一個接地網(wǎng)，根據(jù)規(guī)范要求，電站主接地網(wǎng)電阻要求不大于1Ω。主接地網(wǎng)沿廠區(qū)周圍敷設(shè)人工接地裝置，埋深0.6m，水平接地體采用-50×5，垂直接地體采用φ50×5,L=2500。該電站的接地裝置除敷設(shè)人工接地網(wǎng)外，還應(yīng)充分利用自然接地體，如：與水或潮濕土壤接觸的鋼筋混凝土、金屬門槽、攔污柵、尾水管、引水系統(tǒng)的鋼筋、接縫灌漿管等等。利用自然接地體和引外接地裝置時，應(yīng)用不少于兩根導(dǎo)體在不同地點與接地網(wǎng)相連接。所有電氣設(shè)備、支架等與接地網(wǎng)可靠連接。1.2.4電氣設(shè)備布置主廠房長29.4m，寬12.0m，廠內(nèi)裝兩臺5.0Mw立式混流發(fā)電機組，機組間距8.4m。主廠房共分三層，分別為蝸殼層、水輪機層和發(fā)電機層。蝸殼層布置蝸殼和進水閥，上游側(cè)布置寬3.5m的水輪機檢修廊道。內(nèi)設(shè)尾水進人孔和集水井。發(fā)電機出線沿上游側(cè)引出至副廠房母線、電纜層。主廠房設(shè)20/5電動橋式起重機一臺，其跨度為10.5m。主廠房發(fā)電機層上游側(cè)布置調(diào)速器、吊閥孔等，下游側(cè)為吊運主通道。安裝間位于主廠房下游端，長9.0m，寬12.0m，共分兩層。上層為安裝場；山墻側(cè)設(shè)大門與進廠公路相接，下層為油處理室。副廠房位于主廠房上游側(cè)，地下一層，地面以上共兩層。地下層布置廠用變、勵磁變、空壓機室和母線電纜道。地面首層布置10.5kv開關(guān)室、機旁盤室、廠用電室、安裝間、油桶室和工具間等，層高滿足10.5kv開關(guān)柜要求，取4.5m；二層布置電氣試驗室、辦公室、中控室、通訊室等生產(chǎn)輔助用房，層高滿足中控柜要求，取4.5m。35KV開關(guān)室位于主、副廠房上游端，共布置3塊35KV開關(guān)柜，層高5.1m。主變壓器場為戶外布置，設(shè)貯油坑及總事故油池。1.3二級電站1.3.1電氣主接線考慮電站在系統(tǒng)中作用及接入電力系統(tǒng)情況，結(jié)合電站裝機容量、臺數(shù)，出線回路數(shù)，經(jīng)分析比較后，擬出三種可能的主接線方案，進行技術(shù)經(jīng)濟比較。電氣主接線技術(shù)經(jīng)濟比較詳見“二級電站－可研－電氣－02”。方案一：采用發(fā)變組擴大單元接線。兩臺7500KW發(fā)電機通過1臺20000KVA主變壓器升壓成35KV，35KV側(cè)采用單母線接線。此方案接線最簡單、清晰、運行及繼電保護簡單，變壓器臺數(shù)和開關(guān)設(shè)備少，縮小了布置場地，但母線設(shè)備及主變故障或檢修，均封鎖全部發(fā)電功率。方案二：發(fā)電機出口采用單母線接線。兩臺7500KW發(fā)電機接入母線上，然后通過2臺10000KVA主變壓器升壓至35KV，35KV側(cè)采用單母線接線。此方案接線簡單明了，運行方便，并可由匯流母線集中和分配全部出力。一臺主變壓器故障或檢修，可送出53%的電站發(fā)電容量。但當(dāng)母線故障或檢修時，均封鎖全部電站容量送出。方案三：采用發(fā)變組單元接線。兩臺7500KW發(fā)電機分別通過一臺10000KVA主變壓器升壓至35KV，35KV側(cè)采用單母線接線。發(fā)電機與主變壓器容量相同，接線簡單清晰，繼電保護簡單，故障范圍最小，運行可靠、靈活，維護方便。單元接線中發(fā)電機、變壓器或母線故障及檢修時，可保證一臺機組容量送出。但35KV母線故障或檢修時，均封鎖全部電站容量送出。經(jīng)濟比較，方案三較方案一設(shè)備綜合投資高69.0萬元，年運行費用高9.7萬元；方案三較方案二設(shè)備綜合投資低6.0萬元，年運行費用低0.7萬元。方案一投資最省，方案三次之，方案二最高。技術(shù)角度，從可靠性、運行靈活性、維護方便性比較，方案三最優(yōu)，方案二次之，方案一較差。為了更好地發(fā)揮該電站的發(fā)電效益，使該電站運行相對可靠、維護方便，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟綜合比較，并征求建設(shè)單位意見，本階段推薦采用電氣主接線方案三。其電氣主接線詳見“二級電站－可研－電氣－03”。廠用電按《水力發(fā)電廠廠用電設(shè)計規(guī)程》（DL/T5164-2002）的要求進行設(shè)計，設(shè)兩臺廠變，廠用電源分別取自發(fā)電機出口電壓10.5KV母線上。廠變?nèi)萘繒喊纯傃b機容量的2%左右考慮。兩臺廠變互為備用，當(dāng)一臺廠用變壓器退出運行時，應(yīng)能滿足全廠重要負荷或短時全廠最大負荷需要。單臺容量初步定為200KVA，采用SCB9型干式變壓器，連接組別選用D、yn11，裝于廠變室內(nèi)。廠用母線 電壓400/230V，單母線分段接線，重要負荷分接兩段母線上，采用在低壓側(cè)空氣開關(guān)分斷及備用電源自動投入方式。廠用電接線詳見“二級電站－可研－電氣－06”。因壩區(qū)離廠區(qū)較遠，建議保留施工電源以適應(yīng)壩區(qū)用電需要。根據(jù)二級電站接入電力系統(tǒng)接線方式，按最大運行方式下短路電流計算的短路電流計算成果如下表7.2-4：短路電流計算結(jié)果表表7.2-4短路時間t=0秒t=1秒t=2秒t=4秒?yún)?shù)短路點短路電流（KA）及容量（MVA）短路電流（KA）ichIchS″I0″I1″I2″I4″d110.5KV母線21.45012.918145.0197.9746.9536.8576.782d235KV母線61.57536.6631506.14623.50223.20023.19323.1871.3.2主要電氣設(shè)備(1)．電氣一次設(shè)備1）水輪發(fā)電機：水力動能計算推薦，電站裝機2臺，單機容量7500KW，保證出力2163KW，年利用小時數(shù)3354h。發(fā)電機額定電壓初定10.5KV。發(fā)電機型號：SF7500-8/26007500KWUn=10.5KVcosφ=0.8In=515.5A2）主變壓器：推薦采用SF9型節(jié)能變壓器。主接線為發(fā)變組單元接線，其容量應(yīng)與發(fā)電機匹配，共兩臺，選定為10000KVA。主變壓器型號：SF9-10000/3510000KVA38.5±2×2.5%/10.5KVUd%=7.5YN，d11。3）廠用變壓器：廠變?nèi)萘砍踹x200KVA，二臺。廠用變壓器容量較小，但對供電可靠性要求較高，布置在廠房母線電纜廊道廠變室，確定選擇SCB9型干式變壓器。廠用變壓器型號：SCB9-200/10200KVA10.5±5%/0.4KVUd%=4.0D，yn11。4）10.5KV配電裝置：采用戶內(nèi)成套柜布置。推薦選用符合國家標準GB3906《3~35KV交流金屬封閉開關(guān)設(shè)備》及國標IEC298的要求，滿足兩部提出的“五防”閉鎖功能要求的XGN2-12型箱式固定金屬封閉開關(guān)柜。斷路器采用VN3-12E真空開關(guān)，額定電流1250A，開斷電流31.5KA，-220V，彈簧操作。初步估計12面柜。5）35KV配電裝置：根據(jù)站址地形條件及總體布置情況，35KV配電采用戶內(nèi)成套柜布置。推薦采用符合GB3906和IEC298標準，并滿足“五防”要求，達到IP2X防護等級的XGN17-40.5型開關(guān)柜。斷路器采用VN1-40.5真空開關(guān)，額定電流1250A，開斷電流25KA，-220彈簧操動機構(gòu)。初步估計5面柜。6）廠用配電裝置：采用戶內(nèi)成套柜布置。選用符合IEC439《低壓成套開關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備》、GB7251《低壓成套開關(guān)設(shè)備》等標準，達到IP30防護等級的GGD1型戶內(nèi)低壓配電屏，分斷電流15KA。進線及分段空氣開關(guān)選用YSM3型塑料外殼式斷路器開關(guān)，-220V，電動操作。出線空氣開關(guān)選用YSM3型塑料外殼式斷路器開關(guān)，手動操作。初步估計3面屏。本站主要電氣一次設(shè)備見表7.2-5。主要電氣一次設(shè)備表表7.2-5序號名稱型號單位數(shù)量備注1水輪發(fā)電機SF7500-8/26005500KWCOSφ=0.8臺22主變壓器SF9-10000/3538.5±2×5%/10.5KV臺23廠用變壓器SCB9-200/1010.5±5%/0.4KVD,yn11臺1410.5KV開關(guān)柜XGN2-12-04G面2510.5KV開關(guān)柜XGN2-12-04ZG面2610.5KV開關(guān)柜XGN2-12-ETY面1710.5KV開關(guān)柜XGN2-12-65G面2810.5KV開關(guān)柜XGN2-12-67G1面2910.5KV開關(guān)柜XGN2-10-67G2面21035KV開關(guān)柜XGN17-40.5-06面21135KV開關(guān)柜XGN17-40.5-26面11235KV開關(guān)柜XGN17-40.5-35G面11335KV開關(guān)柜XGN17-40.5-40G面114廠用配電屏GGD1面315電流互感器LAZBJ-10800/510P/10P只616勵磁電流互感器機組生產(chǎn)廠家供給套217勵磁電壓互感器機組生產(chǎn)廠家供給套218勵磁變壓器機組生產(chǎn)廠家供給臺219電力電纜YJV22-12/20－3×25米20電力電纜YJV-12/20-1×150米21電力電纜YJV-26/35-1×70米22阻波器、耦合電容器座式一體化OWF35-0.0035XZK-J5-630-1.0/16套123避雷HY5WZ-51/134臺3(2)．電氣二次設(shè)備1）綜合自動化本站自動化設(shè)計按《小型水力發(fā)電站自動化設(shè)計規(guī)定》（SL229-2000）、《水力發(fā)電廠自動化設(shè)計技術(shù)規(guī)范》（DL/T5081-1997）及水利部水電[2003]170號文件“農(nóng)村水電技術(shù)現(xiàn)代化指導(dǎo)意見”要求進行。本電站按集中控制設(shè)計，設(shè)中央控制室。為了提高水電站自動化水平、生產(chǎn)效率及提高管理水平，減少平時的運行維護量，根據(jù)本地區(qū)實際運行管理經(jīng)驗，擬采用一套全微機綜合自動化系統(tǒng)對發(fā)電機組、變壓器及35KV線路等主要電氣設(shè)備進行監(jiān)測、控制、保護。本電站微機綜合自動化系統(tǒng)，采用基本單元面向單一對象的全開放、分層分布式系統(tǒng)，一個設(shè)備對應(yīng)一套獨立的現(xiàn)地控制、保護單元。系統(tǒng)分二層，站級主機及現(xiàn)地控制單元級，機組現(xiàn)地控制單元級又由管理層（現(xiàn)地工控機）及直接控制層（現(xiàn)地控制單元）構(gòu)成。本站主機設(shè)兩臺，一臺為主控，另一臺為備份，是電站的實時監(jiān)控中心，負責(zé)全廠的自動化功能，歷史數(shù)據(jù)處理及全廠的人機對話。站級采用以太網(wǎng)光纖通訊，現(xiàn)地控制單元級采用CAN總線通訊聯(lián)系。該系統(tǒng)應(yīng)參照部頒《水利發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)基本技術(shù)條件》、《水力發(fā)電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計規(guī)定》等規(guī)定設(shè)計，并符合實時性、可靠性、電氣特性、環(huán)境條件等要求。機組按單元自動化設(shè)計，正常開、停機均能以一個命令完成全部操作。機組自動化部分由微機系統(tǒng)實現(xiàn)。進水閥門采用就地手動控制及引入機組自動化系統(tǒng)自動控制相結(jié)合。機組勵磁及機組調(diào)速器系統(tǒng)采用微機控制，通過RS-485接口直接與機組自動化系統(tǒng)通信，勵磁采用自并勵磁方式。油水氣系統(tǒng)引入微機自動化系統(tǒng)進行監(jiān)測控制。在機旁布置機組自動監(jiān)控屏、機組公用監(jiān)控屏及機組勵磁屏。中控室布置發(fā)電機、變壓器、線路的微機監(jiān)控保護屏及后臺主機系統(tǒng)。2）繼電保護、自動裝置、二次接線電站繼電保護和安全自動裝置根據(jù)《繼電保護和安全自動裝置設(shè)計規(guī)范》（GB14285-2006）及《水力發(fā)電廠繼電保護設(shè)計導(dǎo)則》（DL/T5177-2003）的有關(guān)規(guī)定配置。發(fā)電機變壓器組，在發(fā)電機出口設(shè)有斷路器，因此分別設(shè)縱差保護。發(fā)電機還設(shè)有復(fù)合電壓起動的過電流保護、定子一點接地保護、定子過負荷保護、轉(zhuǎn)子一點接地保護、失磁保護、過壓保護等。主變設(shè)有縱差保護、復(fù)合電壓起動的過電流保護、瓦斯、溫度保護。發(fā)電機復(fù)合電壓起動過電流保護同時作為主變的后備保護。35KV線路設(shè)有帶方向的限時電流閉鎖電壓速斷及過電流保護，設(shè)短線路縱差保護，并設(shè)有檢同期檢無壓三相一次重合閘裝置。廠用電源低壓側(cè)裝設(shè)一套廠用電源備用自投裝置。各級電壓母線系統(tǒng)設(shè)有單相接地保護。以上繼電保護及自動裝置均由微機監(jiān)控保護單元實現(xiàn)，并按類組屏，置于中控室。本電站二次接線按照《水力發(fā)電廠二次接線設(shè)計規(guī)范》（DL/T5132-2001）進行設(shè)計。采用微機綜合自動化系統(tǒng)進行二次監(jiān)控保護，初步組屏方式如下：中控室設(shè)有發(fā)電機控保屏二面，主變控保屏一面，35KV線路控保屏一面，公用屏一面，電度表屏一面，綜合屏一面，后臺主機一套。機旁設(shè)機組勵磁屏4面，機組自動化屏二面、機組測溫制動屏二面。電氣監(jiān)測遵照《電力裝置的電測量儀表裝置設(shè)計規(guī)范》（GB/T50063-2008）并結(jié)合微機監(jiān)控要求進行。保護、測量、同期配置詳見“二級電站－可研－電氣－04”。非電量監(jiān)測詳見水機專業(yè)，需要引入計算機監(jiān)測系統(tǒng)的非電量配置性能優(yōu)良的變送器及傳感器，要求帶RS-485或4~20mA接口。電能計量選用數(shù)字式電度表，帶RS-485接口。要求發(fā)電機、主變計度精度有功電度1.0，無功電度2.0級。線路計度精度有功電度0.2S級，無功電度2.0級。本站的聲、光信號均通過微機來實現(xiàn)。設(shè)有中央復(fù)歸可重復(fù)動作的音響系統(tǒng)，信號回路有事故信號和預(yù)告信號。發(fā)生事故時，微機保護動作，推出事故畫面，指示事故點及原因，電笛叫以提示運行人員。發(fā)生故障時，相應(yīng)地推出故障畫面，指示故障點及原因，電鈴叫提醒運行人員監(jiān)測處理?？墒謩雍妥詣訌?fù)歸音響。互感器的配置依據(jù)電氣設(shè)備的技術(shù)數(shù)據(jù)及其保護和測量的需要而選擇的，詳見主接線圖。本站計算機監(jiān)控及常規(guī)控制、合閘及事故照明等電源采用直流220V系統(tǒng)。經(jīng)比較計算，采用一套技術(shù)上較為先進、體積小、無污染、無需維護的免維護鉛酸蓄電池微機高頻開關(guān)監(jiān)控直流系統(tǒng)，帶RS-485微機接口。電池一組，容量150Ah，設(shè)交直流切換裝置。直流系統(tǒng)二面屏，置于中控室。詳見“二級電站－可研－電氣－05”。主要電氣二次設(shè)備表表7.2-6序號設(shè)備名稱、規(guī)格屏型單位數(shù)量備注1微機綜合自動化監(jiān)控系統(tǒng)套1微機控制高頻開關(guān)直流系統(tǒng)免維護電池一組150AhGGD面2后臺主機系統(tǒng)套1主機二臺，帶桌椅通訊服務(wù)器一臺線路監(jiān)控保護屏GGD面1主變監(jiān)控保護屏GGD面1發(fā)電機監(jiān)控保護屏GGD面2計度屏GGD面1綜合屏GGD面1公用屏GGD面12機組勵磁屏GGD面4與勵磁裝置成套3機組自動屏GGD面2帶現(xiàn)地工控機，機旁屏4機組測溫屏GGD面2與機組成套5通信設(shè)備套1光纖通訊接收設(shè)備套1不含接收站光纖線路Km載波通訊接收設(shè)備套1不含接收站按鍵電話機部205日常維護儀器儀表設(shè)備套13）電工試驗室二級電站建成后直接進入云陽電網(wǎng)。電站可不設(shè)電氣試驗室，只設(shè)電工修理間，配置必須的日常維護儀表設(shè)備。電站電氣設(shè)備大修及調(diào)試時，臨時租用云陽供電局所屬試驗設(shè)備。4）通信為了保證電站安全可靠運行，便于系統(tǒng)調(diào)度合理，根據(jù)有關(guān)規(guī)定，擬在電站裝設(shè)系統(tǒng)調(diào)度通信和站內(nèi)通信。系統(tǒng)調(diào)度通信擬采用光纖通信及電力載波通信兩種方式至調(diào)度中心實現(xiàn)。郵電部門的有線通信為備用方式。本電站通過光纖及載波上傳機組、主變及35KV線路運行狀態(tài)、參數(shù)、信號并接收調(diào)度中心調(diào)度命令，實現(xiàn)遙測、遙信、遙控，預(yù)留遙調(diào)功能。本站配置一套光纖通訊及一套載波通訊接收設(shè)備，并架設(shè)二級電站至新江口變電站的光纖線路2.5km。站內(nèi)通信包括生產(chǎn)調(diào)度通信和行政通信，生產(chǎn)及行政通信用戶（按20門考慮）直接接入當(dāng)?shù)剜]局，要求站內(nèi)用戶形成