恰木薩生態(tài)電站出線方案的選擇

馬威鋒

(新疆水利水電勘測設(shè)計(jì)研究院，新疆■烏魯木齊■830000)

1　工程概況

恰木薩水電站位于新疆喀什地區(qū)莎車縣，由主電站和生態(tài)電站組成，其中主電站裝機(jī)容量為4×50 MW，生態(tài)電站裝機(jī)容量為2×1.5 MW，生態(tài)電站與主電站相距約12 km。

根據(jù)接入系統(tǒng)要求，恰木薩水電站按220 kV等級接入電網(wǎng)，主電站升壓開關(guān)站按照220 kV雙母線設(shè)計(jì)，生態(tài)電站需要接入主電站，同主電站一起打捆送出。生態(tài)電站以何種方式接入主電站直接影響到電站的投資及運(yùn)行檢修的可靠性。

2　方案比選

2.1　方案1

方案1為生態(tài)電站按照1回220 kV等級出線(見圖1)。

2.1.1技術(shù)分析

(1)生態(tài)電站側(cè)

優(yōu)點(diǎn)：采用線路變壓器組的接線方式，接線簡單。

缺點(diǎn)：變壓器投資高，根據(jù)規(guī)程規(guī)范可知，220 kV主變壓器最小容量可選用31.5 MVA，約是發(fā)電機(jī)容量的10倍，實(shí)際運(yùn)行時(shí)呈現(xiàn)大馬拉小車的狀況；正常運(yùn)行時(shí)，變壓器的空載損耗及額定損耗分別為28 kW和128 kW，能耗較大。220 kV斷路器及隔離開關(guān)等設(shè)備布置采用戶外布置，對場地要求高，接線復(fù)雜。

(2)主電站側(cè)

優(yōu)點(diǎn)：對主電站的電氣設(shè)備選型及布置影響較小，主電站僅僅增加1個(gè)220 kV進(jìn)線間隔，對主電站的主變設(shè)備及發(fā)電機(jī)出口電壓設(shè)備幾乎沒有影響。

缺點(diǎn)：擴(kuò)大了220 kV母線保護(hù)的范圍，使保護(hù)復(fù)雜化。

2.1.2經(jīng)濟(jì)分析

(1)生態(tài)電站側(cè)

220 kV開關(guān)站設(shè)備及220 kV輸電線路較35 kV和10 kV等級投資最高。220 kV線路保護(hù)裝置較35 kV和10 kV等級投資最高。

(2)主電站側(cè)

220 kV進(jìn)線間隔增加了1回，增大了GIS場地布置面積，增加了220 kV GIS的投資。

2.2　方案2

方案2為生態(tài)電站按照1回10 kV等級出線(見圖2)。

圖1　方案1接線示意

圖2方案2接線示意

2.2.1技術(shù)分析

(1)生態(tài)電站側(cè)

優(yōu)點(diǎn)：采用線路變壓器組的接線方式，接線簡單。采用隔離變壓器，在短路時(shí)可有效降低主電站對生態(tài)電站的影響。10 kV開關(guān)站采用戶內(nèi)開關(guān)柜方式，減少了對出線場地的要求。

缺點(diǎn)：由于生態(tài)電站距離主電站距離約12 km，3 MW輸送容量在該輸送距離下接近10 kV線路的極限輸送能力，已超出10 kV線路的經(jīng)濟(jì)輸送能力，使得線路損耗大大增加。

(2)主電站側(cè)

優(yōu)點(diǎn)：對主電站的220 kV開關(guān)站側(cè)影響較小，不改變220 kV GIS的接線方案，不改變主變壓器的參數(shù)的選擇。

缺點(diǎn)：其中1臺機(jī)的發(fā)電機(jī)與變壓器的接線方式發(fā)生了改變，由單元接線變?yōu)閿U(kuò)大單元接線；發(fā)電機(jī)出口短路電流將增加，擴(kuò)大單元處的小機(jī)回路的短路電流較大機(jī)回路較大，對斷路器的開斷能力要求提高；擴(kuò)大單元的主變保護(hù)較單元接線時(shí)要復(fù)雜。

2.2.2經(jīng)濟(jì)分析

(1)生態(tài)電站側(cè)

采用10 kV隔離變壓器、10 kV戶內(nèi)開關(guān)柜及10 kV輸電線路較35 kV和220 kV等級投資最省。

(2)主電站側(cè)

其中1臺機(jī)由單元接線變?yōu)閿U(kuò)大單元接線，使得發(fā)電機(jī)出口設(shè)備投資增加。

2.3　方案3

方案3為生態(tài)電站按照1回35 kV等級出線(見圖3)。

圖3方案3接線示意

2.3.1技術(shù)分析

(1)生態(tài)電站側(cè)

優(yōu)點(diǎn)：采用線路變壓器組的接線方式，接線簡單。35 kV開關(guān)站采用戶內(nèi)開關(guān)柜方式，減少了對出線場地的要求?？梢允咕€路工作在經(jīng)濟(jì)輸送能力范圍內(nèi)，使線路損耗大大減少。

缺點(diǎn)：35 kV開關(guān)柜尺寸較大，廠房內(nèi)的布置形式不夠靈活。

(2)主電站側(cè)

優(yōu)點(diǎn)：對主電站的220 kV開關(guān)站側(cè)影響較小，不改變220 kV GIS的接線方案，不改變發(fā)電機(jī)出口側(cè)的接線。

缺點(diǎn)：其中1臺變壓器由雙卷變改為三卷變，變壓器的容量由63 MVA增加到75 MVA；三卷變壓器的保護(hù)較單元接線時(shí)雙卷變壓器的保護(hù)要復(fù)雜；

增加了35 kV開關(guān)站設(shè)備的布置和接線。

2.3.2經(jīng)濟(jì)分析

(1)生態(tài)電站側(cè)

采用35 kV戶內(nèi)開關(guān)柜及35 kV輸電線路較220 kV等級投資較省，但較10 kV等級投資略大。

(2)主電站側(cè)

由于采用了較大容量的三卷變壓器，增加了35 kV電壓等級的開關(guān)站，使得開關(guān)站及主變的一次設(shè)備及二次保護(hù)設(shè)備的投資較10 kV等級略微增加。

3　結(jié)果分析及選擇

經(jīng)過以上分析可知，方案1、方案2與方案3理論上均能滿足送出要求，但方案1投資最高，布置最為復(fù)雜，使得生態(tài)電站施工建設(shè)難度大大增加，運(yùn)行維修最為復(fù)雜；方案2投資最小，但線路損耗最大，最不經(jīng)濟(jì)，對主電站發(fā)電機(jī)出口接線影響較大；方案3投資介于方案1和方案2之間，較為經(jīng)濟(jì)，對主電站影響最小。綜合考慮，選擇方案3為生態(tài)電站的出線方案。

4　結(jié)　語

正確合理的出線方案對電站的投資、建設(shè)、運(yùn)行及檢修都會(huì)有較大的影響。針對本工程，在生態(tài)電站需要接入主電站并與主電站一起進(jìn)行打捆送出時(shí)，綜合考慮兩電站間的距離、裝機(jī)容量等因素，經(jīng)過多個(gè)方案的技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較分析，最終選出一種最合理的方案。