敞開式組合電器在水電站的運(yùn)用

羅新月

【摘要】拉潭水電站廠房位于山谷之間，開關(guān)站布置在廠房附近比較困難，通過(guò)采用敞開式組合電器將設(shè)備布置在主廠房屋頂上，解決了開關(guān)站布置困難的問(wèn)題。

【關(guān)鍵詞】開關(guān)站 設(shè)備布置 敞開式組合電器

1工程概況

拉潭河地處于云貴高原南緣，地勢(shì)較高，河流屬于山區(qū)性河流。拉潭二級(jí)水電站位于南丹縣吾隘鄉(xiāng)東南平累村西北側(cè)的拉潭河左岸，是一座引水式電站，電站總裝機(jī)為2×800kW；本電站的接入系統(tǒng)，是將發(fā)電機(jī)電壓升壓至35kV后，就近T接于拉潭一級(jí)水電站～同貢水電站35kV線路上。

電氣主接線的設(shè)計(jì)原則：

（1）主接線簡(jiǎn)明清晰，運(yùn)行靈活，設(shè)備故障影響范圍小，經(jīng)濟(jì)合理。

（2）主接線的設(shè)計(jì)應(yīng)結(jié)合整個(gè)樞紐的特點(diǎn)，以便于設(shè)備布置及運(yùn)行管理。

根據(jù)電站的裝機(jī)臺(tái)數(shù)、容量，選定主接線方案如下：

發(fā)電機(jī)電壓側(cè)采用2機(jī)1變的發(fā)電機(jī)-變壓器組擴(kuò)大單元接線，設(shè)1臺(tái)S9-2000/35主變壓器，35kV電壓側(cè)采用線路-變壓器組接線。

電站廠房處于山谷之中，主廠房面積為11x15m2，高程234.4m，主廠房由主機(jī)間和安裝間組成的單層廠房，廠房?jī)?nèi)機(jī)電設(shè)備布置比較緊湊，無(wú)法將升壓站的電氣設(shè)備布置在廠房?jī)?nèi)；廠房附近地勢(shì)較高（高程253m），關(guān)開站在廠房附近就地布置較困難。采用目前常規(guī)中型設(shè)備布置，土建開挖土方量很大，故考慮敞開式組合電器或全封閉組合電器。

2敞開式組合電器的特點(diǎn)

（1）敞開式組合電器將斷路器、隔離開關(guān)、接地開關(guān)、電流互感器、電壓互感器、避雷器、母線等組成有機(jī)地組合在移動(dòng)小車及鋼結(jié)構(gòu)支架上，結(jié)構(gòu)緊湊。

（2）敞開式組合電器設(shè)備占地面積是常規(guī)開關(guān)站布置的40%左右，具有節(jié)約用地，減少工程造價(jià)等顯著特點(diǎn)。

（3）根據(jù)工程接線方式的不同，可對(duì)輸變電設(shè)備的各功能元件進(jìn)行合理的配置，整個(gè)間隔可在工廠預(yù)制，在出廠前完成裝配及所有的調(diào)試，并整體運(yùn)輸?shù)桨惭b現(xiàn)場(chǎng)，極大地縮短安裝周期。

（4）斷路器與隔離開關(guān)小車間、隔離小車與接地開關(guān)間不僅設(shè)置有電氣聯(lián)鎖，而且還設(shè)置了機(jī)械聯(lián)鎖，防止高誤操作能力更強(qiáng)。

（5）敞開式組合電器采用新一代高性能的滅弧室、干式電壓互感器、復(fù)合絕緣子、避雷器等組成的一個(gè)整體，它們?cè)谡＿\(yùn)行時(shí)，無(wú)需維護(hù)、可靠性高。

（6）敞開式組合電器與全封閉組合電器相比，價(jià)格低，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，重量較輕，安裝方便，周期短，費(fèi)用低；操作簡(jiǎn)便，維護(hù)檢修方便。

3方案比較

3.1開關(guān)站布置方案比較

方案一：常規(guī)中型布置電氣設(shè)備。開關(guān)站布置于主廠房上游側(cè)，要求地面高程為234.4m，長(zhǎng)寬尺寸為17.0x8.0m2。而實(shí)際地面高程為253.0m，要滿足地面高程為234.4m，大約開挖土石方量為2400m3，開挖量很大。

方案二：敞開式組合電器、主變壓器均布置在主廠房?jī)?nèi)，需要增加一層廠房；均布置在主廠房屋頂，屋頂長(zhǎng)寬尺寸為11.0x5.0m2。能夠滿足電器布置要求。

方案三：全封閉組合電器、主變壓器均布置在主廠房?jī)?nèi)，需要增加一層廠房，均布置在主廠房屋頂，屋頂長(zhǎng)寬尺寸為11.0x5.0m2。能夠滿足電器布置要求。

從以上三種布置方案看，敞開式組合電器和全封閉組合電器設(shè)備布置靈活，可將設(shè)備布置在屋外和屋內(nèi)，而占用布置較少，從而能更有效地提高土地利用率。

3.2技術(shù)比較

方案一：開關(guān)站距離中控室較遠(yuǎn)，給運(yùn)行維護(hù)管理帶來(lái)不便，升壓站占地面積大，安裝周期長(zhǎng)，可靠性和防止誤操作能力稍差。

方案二：設(shè)備布置緊湊，占地面積小，安裝簡(jiǎn)單快捷，可靠性高，防止誤操作能力強(qiáng)，具備較好的互換性，維護(hù)管理方便。

方案三：占地面積小、占用空間少、運(yùn)行可靠性高，維護(hù)工作量小、檢修周期長(zhǎng)，不受外界環(huán)境條件的影響，無(wú)靜電感應(yīng)和電暈干擾，噪聲水平低，抗震性能好，適應(yīng)性強(qiáng)。

從以上三種技術(shù)方案看，常規(guī)電器設(shè)備、敞開式組合電器設(shè)備、全封閉組合電器設(shè)備均能滿足技術(shù)要求。特別是小水電站技術(shù)要求不是很高，常規(guī)電器設(shè)備、敞開式組合電器設(shè)備就足夠了。

3.3防雷、接地保護(hù)設(shè)計(jì)比較

方案一：開關(guān)站布置在主廠房附近，需設(shè)計(jì)一基30m高的避雷針及接地網(wǎng)。

方案二：（1）開關(guān)站布置在廠房?jī)?nèi)，屋頂配置避雷帶即可。（2）開關(guān)站布置布置廠房屋頂上，需裝設(shè)兩基10m的避雷針，且采用加強(qiáng)分流、裝設(shè)集中接地裝置、設(shè)備的接地點(diǎn)盡量遠(yuǎn)離避雷針接地引下線的入地點(diǎn)、避雷針接地引下線盡量遠(yuǎn)離電氣設(shè)備等防止反擊的措施。

方案三：同方案二。

從以上三種防雷方案看，開關(guān)站布置在主廠房附近和廠房?jī)?nèi)，防雷、接地設(shè)計(jì)比較簡(jiǎn)單，施工也比較方便，比較容易滿足防雷、接地保護(hù)的要求。而開關(guān)站布置屋頂上，防雷、接地保護(hù)的要求比較高，施工難度也比較大。

3.4經(jīng)濟(jì)比較

方案一：開關(guān)站布置在廠房附近，土石方開挖及運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用，開關(guān)站土建費(fèi)用，旱地補(bǔ)償費(fèi)，電氣設(shè)備費(fèi)，避雷針及接地網(wǎng)的費(fèi)用。

方案二：（1）開關(guān)站布置廠房?jī)?nèi)需增加土建投資（增加一層廠房），敞開式組合電器設(shè)備費(fèi)。（2）開關(guān)站布置在廠房屋頂上需增加避雷針的費(fèi)用，敞開式組合電器設(shè)備費(fèi)。

方案三：（1）開關(guān)站布置廠房?jī)?nèi)需土建投資（增加一層廠房），全封閉組合電器設(shè)備費(fèi)。（2）開關(guān)站布置在廠房屋頂上需增加避雷針的費(fèi)用，全封閉組合電器設(shè)備費(fèi)。

從以上三種方案的經(jīng)濟(jì)比較來(lái)看，方案一的土石方開挖及運(yùn)輸?shù)馁M(fèi)用大于方案二（三），方案一還加上以上所列的費(fèi)用遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于方案二（三）。方案二與方案三進(jìn)行比較，全封閉組合電器價(jià)格遠(yuǎn)高于敞開式組合電器，故方案三費(fèi)用大于方案二。方案二中的增加一層廠房投資遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于兩基8m避雷針。經(jīng)過(guò)以上費(fèi)用比較，得出開關(guān)站采用敞開式組合電器布置在廠房屋頂上的費(fèi)用最少。

通過(guò)以上四個(gè)方面進(jìn)行比較，采用敞開式組合電器既能節(jié)省占地，又能滿足技術(shù)要求；布置在廠房屋頂上，既能節(jié)省投資，又能滿足防雷、接地保護(hù)的要求。

就本工程所在地理位置及環(huán)境條件，開關(guān)站采用敞開式組合電器且布置在廠房屋頂上，能成功地解決開關(guān)站布置的問(wèn)題，而且能節(jié)省投資。

4結(jié)語(yǔ)

敞開式組合電器具有占地少，可靠性高、工程造價(jià)低等顯著特點(diǎn)，特別適用于用地緊張，交通不便的山區(qū)的水電站。