SL水電站主變壓器選型與布置應(yīng)用設(shè)計(jì)

陳丹燕

（中國(guó)電建集團(tuán)貴陽(yáng)勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，貴州 貴陽(yáng)550081）

1 電站概況

SL水電站位于貴州省東北部思南縣SL鄉(xiāng)境內(nèi)的烏江上，是烏江梯級(jí)電站中規(guī)模較大的電站，上游89 km接構(gòu)皮灘電站，下游115 km接沙坨電站。SL水電站距貴陽(yáng)市約317 km。工程以發(fā)電為主，兼顧航運(yùn)和防洪、灌溉。本電站廠房為引水式地下廠房，引水發(fā)電系統(tǒng)為“一洞一機(jī)”布置形式，整個(gè)系統(tǒng)不設(shè)調(diào)壓井。水庫(kù)為季調(diào)節(jié)，但為留出防洪庫(kù)容，多按日調(diào)節(jié)運(yùn)行。電站主要任務(wù)是發(fā)電，并在電力系統(tǒng)中承擔(dān)調(diào)頻、調(diào)峰和事故備用的作用。其次是航運(yùn)、防洪和灌溉。

2 電氣主接線方案

電站裝機(jī)容量為4×262.5 MW，接入系統(tǒng)方案為：電站出線電壓等級(jí)采用220 kV一級(jí)電壓，出線三回接入思南220 kV變電站，每回線路長(zhǎng)度約20 km。電氣主接線方案為：發(fā)電機(jī)電壓側(cè)接線采用單元接線，220 kV升高電壓側(cè)采用雙母線接線方案。工程電氣主接線圖見(jiàn)下頁(yè)圖1。

3 主變壓器選型設(shè)計(jì)

3.1 交通運(yùn)輸情況

電站距思南縣城水路23 km，公路18 km，距貴陽(yáng)328 km。距電站較近的鐵路有川黔線、湘黔線和渝懷線3條鐵路干線，壩址至長(zhǎng)江重鎮(zhèn)—涪陵為通航河段，左、右岸公路分別與省道S304和S203相接。

3.1.1 鐵路

距壩址較近的鐵路有川黔線、渝懷線和湘黔線。川黔線上的遵義站距工地232 km；湘黔線上的鎮(zhèn)遠(yuǎn)站距工地143 km，馬場(chǎng)坪站距工地247 km；渝懷線的孟溪站距工地163 km。

3.1.2 水路

壩址位于大烏江鎮(zhèn)至涪陵（455 km）的五級(jí)通航河道上，SL至涪陵的航運(yùn)里程為368 km。貴州省境內(nèi)龔灘至大烏江河段尺寸為1.6 m×22 m×210 m，可通行100～180 t貨輪（汛期可通行300 t級(jí)貨輪）。本工程施工期間，受下游電站施工的影響，下游河道不能跨越壩址通航，如考慮大件水路運(yùn)輸方案，需修建相應(yīng)噸位的轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭。

3.1.3 公路

左岸（北岸）交通線路：為壩址——思南——煎茶——遵義，全長(zhǎng)234 km。其中，壩址——思南（18 km）為本工程新建的專線公路，三級(jí)公路；思南——煎茶（50 km）為縣道，四級(jí)公路；煎茶——遵義（164 km）為G326國(guó)道，三級(jí)公路。

右岸（南岸）交通線路有2條。

（1）壩址——塘頭——香樹園——鎮(zhèn)遠(yuǎn)全長(zhǎng)143 km。其中，壩址——塘頭（11 km）為本工程改建的專線公路，三級(jí)公路；塘頭——鎮(zhèn)遠(yuǎn)為S203省道，四級(jí)公路。

（2）壩址——塘頭——香樹園——甕安——馬場(chǎng)坪全長(zhǎng)247 km。其中，香樹園——甕安（145 km）為S305省道，四級(jí)公路；甕安——馬場(chǎng)坪（61 km）為S205省道，三級(jí)公路。另外，由香樹園——甕安線上的草塘鎮(zhèn)或龍溪鎮(zhèn)，還可到達(dá)構(gòu)皮灘電站。

3.1.4 兩岸交通

距壩址較近的跨越烏江的大橋有2座，分別是構(gòu)皮灘烏江大橋和思南烏江大橋。

構(gòu)皮灘烏江大橋是構(gòu)皮灘水電站建設(shè)的專用大橋，其主要任務(wù)是溝通兩岸交通和電站的重大件運(yùn)輸。該橋橋型為三跨連續(xù)鋼構(gòu)梁橋，寬12.5 m，行車道寬9 m，荷載標(biāo)準(zhǔn)按汽超-20設(shè)計(jì)，掛-200校核。

S304省道上的思南烏江大橋位于思南縣城，橋型為四跨連續(xù)鋼構(gòu)梁橋，寬11 m，行車道寬8 m，荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽掛-20設(shè)計(jì)。

對(duì)外方案為：運(yùn)距最長(zhǎng)約307 km，由遵義至構(gòu)皮灘電站南岸為構(gòu)皮灘電站重大件運(yùn)輸線路，所經(jīng)過(guò)的烏江構(gòu)皮灘大橋，橋長(zhǎng)347 m，荷載標(biāo)準(zhǔn)為汽超-20設(shè)計(jì)，掛-200校核。由構(gòu)皮灘電站至SL電站約180 km，沿途道路和橋梁的改造規(guī)模較小，主要的道路改造路段是構(gòu)皮灘電站至龍溪的四級(jí)公路約30 km，另需加固改造中、小型橋梁8座，新建大橋1座，為余慶縣的印河大橋，橋長(zhǎng)約150 m。

圖1 電氣主接線圖

3.2 主變壓器選型

3.2.1 主變壓器選型比較

電站發(fā)電機(jī)容量為291.7 MVA，220 kV主變壓器容量選擇與之相匹配。經(jīng)計(jì)算其容量為318 MVA。根據(jù)電站的地理位置和交通情況，陸路運(yùn)輸重量極限為120 t，主變壓器的選型主要受運(yùn)輸條件的限制。若采用普通三相變壓器運(yùn)輸重約為180 t，采用單相變壓器組或三相組合式變壓器運(yùn)輸重約為83 t，采用分解運(yùn)輸式（ASA）變壓器運(yùn)輸重約為35 t。各種型式變壓器技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較見(jiàn)表1。

表1 各種型式變壓器技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較表 投資：萬(wàn)元

3.2.2 主變壓器性能參數(shù)

SL水電站主變壓器容量為318 MVA，陸路運(yùn)輸重量極限為120 t。根據(jù)廠家資料，如選用三相雙圈變壓器，其運(yùn)輸重量約為180 t，超過(guò)運(yùn)輸限制。而對(duì)于單相變壓器來(lái)說(shuō)，由于受到廠房布置的限制亦不能采用。因此本電站主變壓器只能采用三相組合式變壓器（表2），其運(yùn)輸重量?jī)H為83 t。

表2 三相組合式變壓器性能參數(shù)表

3.3 主變壓器布置

本電站為右岸地下廠房，根據(jù)“烏江SL水電站可行性研究修編報(bào)告”審查意見(jiàn)，將開關(guān)站及中控樓布置在地面。現(xiàn)階段初步選定開關(guān)站及中控樓布置在大壩右岸452.0 m高程平臺(tái)。主變壓器仍布置在右岸地下廠房主變洞內(nèi)，主變壓器與地面開關(guān)站SF6全封閉組合電器采用高壓電纜連接。高壓電纜經(jīng)垂直段電纜豎井，水平段電纜廊道引至地面開關(guān)站電纜夾層內(nèi)。

主變洞位于主廠房洞下游側(cè)，主變室與主廠房發(fā)電機(jī)層同高程為375.80 m，主變運(yùn)輸?shù)涝O(shè)在主變洞內(nèi)右側(cè)，寬8.0 m。主變洞為二層結(jié)構(gòu)，長(zhǎng)120 m，寬16.3 m。電纜夾層高程為387.80 m，主變高程為375.80 m，電纜廊道高程為370.0 m。主變室的高度為12 m，主要考慮洞內(nèi)布置的各設(shè)備的安裝檢修及正常運(yùn)行維護(hù)。主變低壓側(cè)與離相封閉母線直接連接。由于地下廠房散熱比較困難，主變采用了水冷變壓器，冷卻器安裝在主變左側(cè)室內(nèi)。在1號(hào)和3號(hào)主變下部分別設(shè)置一個(gè)事故油池。

4 結(jié)語(yǔ)

SL水電站在主變壓器選型及布置的設(shè)計(jì)過(guò)程中，根據(jù)工程特點(diǎn)、在電網(wǎng)中的作用及其接入系統(tǒng)方案，結(jié)合工程施工要求及樞紐布置，對(duì)電氣主接線方案、主變壓器選型及其布置進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，選出了最優(yōu)設(shè)計(jì)方案，工程投產(chǎn)至今運(yùn)行狀況良好，可供同行在同等規(guī)模國(guó)內(nèi)外工程中借鑒參考。