泗耳河梯級電站送出工程電壓等級探討

張昌均

(四川省水電投資經(jīng)營集團有限公司，成都，610081)

1 基本情況及問題的提出

泗耳河位于平武縣西南部的山區(qū)，全長約43.1km。泗耳鄉(xiāng)境內(nèi)37.6km河段，共規(guī)劃開發(fā)水電站3座，總裝機容量為7.7萬kW，設(shè)計保證出力為1.4093萬kW，年發(fā)電量3.4577億kW.h，均為混凝土重力壩或混凝土翻板壩引水式水電站，由四川星辰水電有限公司負責(zé)投資開發(fā)。

2007年初，業(yè)主委托的設(shè)計單位提出了泗耳河梯級電站接入系統(tǒng)可行性研究報告初稿，推薦采用68km110kV電壓等級240mm2LGJ導(dǎo)線送出的方案。業(yè)主校核后認為，該方案不能滿足經(jīng)濟電流密度的要求，同時電壓降校核也不滿足要求。因此，對送出工程方案需進行進一步論證分析。

2 論證比較方案

2.1 原方案的不合理性分析

按經(jīng)濟電流計算，采用110kV電壓等級方案，導(dǎo)線截面應(yīng)為:S=P/■3/Ue/cosφ /77000/■3/110/0.85/1.15=413mm2

式中，S為計算導(dǎo)線截面(mm2);P為線路的最大傳輸功率(kW);Ue為線路的額定電壓(kV);cosφ為線路負荷的功率因數(shù);j為經(jīng)濟電流密度(A/mm2)，LGJ導(dǎo)線取1.15。

由以上計算可見，設(shè)計原推薦110kV電壓等級240mm2導(dǎo)線方案不能滿足經(jīng)濟電流要求，同時，經(jīng)校核也不能滿足輸電線電壓降要求。

2.2 擬定方案

在梯級電站聯(lián)網(wǎng)方案中，各方對第一、二級電站通過110kV電壓等級匯入第三級電站，并聯(lián)以后接入系統(tǒng)一點并網(wǎng)沒有異議，爭議點在于:三個電站在第三級電站電能匯集后至接入北川擂鼓220kV變電站的68km輸電線，選擇用110kV還是220kV電壓等級更為合理。由于三級容量總和處于220kV和110kV電壓等級選擇的臨界點，所以接入系統(tǒng)方案考慮采用220kV和110kV兩個方案進行比較。

方案一:第一、二級以110kV電壓等級匯入第三級，在第三級采用220kV三圈變壓器升壓成220kV，以220kV電壓等級送入220kV擂鼓變電站。根據(jù)容量計算導(dǎo)線選擇400mm2LGJ，不再贅述。

方案二:第一、二、三級電站以110kV電壓等級在第三級匯流后，以110kV電壓等級送入220kV擂鼓變電站。根據(jù)容量計算并考慮一定的前瞻性，導(dǎo)線選擇400mm2LGJ，不再贅述。

2.3 方案經(jīng)濟比較

為考察方案的經(jīng)濟性，對兩方案進行經(jīng)濟比較。經(jīng)濟指標參考電力規(guī)劃設(shè)計總院有關(guān)火電、送電和變電工程限額設(shè)計指標(2006年水平)以及四川電網(wǎng)近期輸變電工程造價實際情況。具體經(jīng)濟指標見表1，各方案的投資比較情況見表2，經(jīng)濟比較結(jié)果見表3。經(jīng)濟比較僅針對方案的不同部分，相同部分不參與比較。

表1 具體經(jīng)濟指標

表2 泗耳河梯級電站接入方案投資規(guī)模比較單位:萬元

表3 泗耳河梯級電站接入方案經(jīng)濟比較 單位:萬元

由表2可知，方案一比方案二直接投資高1326萬元，因兩方案效益不同，可采用凈現(xiàn)值法比較。方案一，運行期前20年運行費用(含折舊)為774.55萬元，后5年運行費用為325.75萬元，殘值277.62萬元，年銷售收入為6915萬元;方案二:運行期前20年運行費用(含折舊)為868.7萬元，后5年運行費用為484.2萬元，殘值237.84萬元，年銷售收入為5878萬元。

由表3計算可知，方案一凈現(xiàn)值為47314萬元，方案二凈現(xiàn)值為38232萬元。方案一凈現(xiàn)值大于方案二凈現(xiàn)值，說明方案一優(yōu)于方案二。

2.4 綜合比較和選擇方案

(1)從電壓等級來看，二個方案均能夠?qū)舳尤夒娬?總?cè)萘?7MW)送出。

(2)方案一在第三級匯流后由220kV電壓等級送出，投資高，但年運行費用低。

(3)方案二在第三級回流后由110kV電壓等級送出，投資較低，但年運行費用高。

(4)方案一的220kV主變?nèi)萘窟x擇120MVA。目前，泗爾河三級電站總?cè)萘繛?7MW，功率因數(shù)按0.85計算，還有25MW的富裕容量，且220kV的導(dǎo)線LGJ－400的經(jīng)濟輸送容量為155MW。泗耳河鄰近的馬鳴溝約有50MW的裝機將于近期開發(fā)，擬通過該送出線路接入系統(tǒng)。省電力公司也要求給附近小水電預(yù)留變電間隔和容量，近期內(nèi)就將會提升效益。所以，方案一有較好的發(fā)展性和長期效益。

(5)方案二的導(dǎo)線型號為LGJ－400，其經(jīng)濟傳輸容量為75MW。

(6)從可靠性來講，方案一當(dāng)?shù)谌壷髯児收蠒r，將影響一、二級的送出。

綜上所述，從長期運行和發(fā)展的角度，以及變壓器故障機率低來看，選擇方案一比較合理。

3 結(jié)論

泗耳河流域水電開發(fā)梯級電站送出工程選擇220kV電壓等級400mm2LGJ導(dǎo)線比較合理，既滿足輸送現(xiàn)有容量長期經(jīng)濟性的要求，也考慮了今后的發(fā)展。 ■