百色水利枢纽水电站电气主接线设计

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1、百色水利枢纽水电站电气主接线设计百色水利枢纽水电站电气主接线设计张　丽(广西水利电力勘测设计研究院，广西　南宁　530023)摘要：介绍百色水利枢纽在招标设计阶段中对水电站电气主接线进行的优化设计，包括在每个发电机－变压器单元接线均装设发电机出口断路器，以及发电机中性点采用高阻抗接地方式等内容。关键词：百色水利枢纽；电气主接线；发电机出口断路器；发电机中性点DesignofmainelectricalforBaiseMultipurposeDamProjectZHANGLi（GuangxiVA无载调压双圈变压器与22

2、0kV电压侧连接；2台220kV，160MVA有载调压三圈变压器分别与220kV及110kV电压侧连接。由于厂用电源分别从2组发电机－三圈变压器单元的机端引出，在2个回路装设了发电机断路器，2个发电机－双圈变压器单元回路中只装设隔离开关。220kV和110kV升高电压侧均采用单母线分段接线型式。水利部2001年8月21日发文(水总[2001]343号)，批准了百色水利枢纽初步设计报告。并对电气主接线设计及发电机、发电机断路器等主要电气设备的选择提出可适当优化的要求。2　电气主接线优化设计为了提高百色水电站的设计水平，

3、在招标设计阶段，根据初设批文、规程规范、电力部门新颁发的有关文件以及业主单位《关于增加发电机断路器的函》关于在2个发电机－双圈变压器单元回路中增设发电机断路器的要求，设计对电气主接线和主要电气设备的选择进行了详细的研究，并提出以下优化设计方案。2.1　发电机断路器的装设方案百色水电站在每个发电机－变压器单元的机端均装设发电机出口断路器，其主要优点如下：(1)百色水利枢纽电站为调峰电站，机组开停机频繁。按《水力发电厂机电设计技术规范(试行)》(SDJ173－85)第3.2.5条，开停机频繁的调峰水电厂，需要减少高压侧断

4、路器操作次数的单元回路，宜在发电机出口处装设发电机断路器，使运行操作更为方便、简洁和可靠。从发电机组启动到并网发电均不须切换厂用电源，提高了厂用电系统运行的可靠性和稳定性。(2)发电机端设置断路器有利于减少故障范围。发电机断路器将发电机与变压器分隔成2个相对独立的保护区域，在变压器发生内部短路故障时，由于发电机在灭磁过程中(5～20s)发电机剩磁会持续向变压器输送短路电流，有可能造成变压器油箱过压而引起变压器事故，在发电机与变压器之间装设发电机断路器能瞬时(约60ms)切除发电机供给的短路电流，避免变压器事故的发生和

5、扩大，造成经济损失。(3)装设发电机断路器后，电站同期可不在变压器高压侧进行，而由发电机断路器完成。220kVGIS断路器不是三相联动，同期操作中有发生单相或两相拒动的可能，而发电机断路器为三相联动，相间分合闸不同期时间极小，不会发生单相或两相拒动的故障，且同期时只需要预先操作1组13.8kV隔离开关后即可实行同期操作，操作的设备少，有效减少了误操作的机率。另外，GIS高压断路器的机械寿命为分、合闸总循环次数5000次不检修及更换零部件，而按照《户内型发电机断路器订货技术条件》(DL427－91)规定，频繁操作型发电

6、机断路器(如ABB公司生产的HEC型)，其不检修总操作次数高达10000次。由此可见，发电机断路器更适合频繁操作的运行要求。百色水利枢纽水电站电气主接线设计:　综上所述，每台发电机出口处均装设发电机断路器对电站的安全运行十分有利，通过国际竞争招标，最后确定发电机断路器为瑞士ABB公司提供的HECS－80M型SF6发电机断路器中标。虽然每台发电机断路器价格为30万美元，一次投资较大，但当主变压器、高压厂用变压器或离相封闭母线故障时，装设发电机断路器具有减少扩大事故范围，缩短检修时间，有利于电站的稳定可靠运行，提高整体运

7、行可用率和经济效益等显著技术优势。2.2　厂用分支回路保护方式根据百色电站三相短路电流计算结果显示，发电机出口厂用电分支回路处短路电流是系统与发电机提供的短路电流之和，达102kA，大大超出以往常用的SN4型少油断路器的开断电流，采用进口的SF6断路器进行保护不但价格贵，而且体积大，在百色电站这样的地下电站内设备的布置困难，初步设计阶段采用在厂用变压器高压侧真空断路器前串联限流电抗器来限制短路电流，装设真空断路器对厂用变压器进行短路保护的方式，但这种接线方式也存在设备布置和安装的难度和工作量大、运行时电能损耗和噪音较

8、大的问题。招标设计阶段，参考目前国内同类型工程的成功实例，设计采用大容量高压限流熔断器组合保护装置作为厂用变压器高压侧的保护，该设备能够快速有效开断短路电流，主要由真空或SF6负荷开关、限流熔断器和高能氧化锌电阻组成，三者的控制和保护功能十分明确，利用真空或SF6负荷开关切除额定电流和一般过载电流，减轻其负担，延长其使用寿命和检修周期；利用限流