四川省隆昌市石盘滩水电管理站 642150
摘要：近年来，在社会经济发展过程中对于电力资源的需求量不断增大，水利发电作为新型清洁能源也得到了广泛应用。但是水利发电系统有其自身特殊性，在电气主接线方面的要求更高。本文介绍了水电站电气主接线选择，结合笔者单位实践经验对电气运行方式进行分析探讨。
关键词：水电站；电气主接线；运行保证
某水电站装机5台，电站单机容量为2500 kW、总装机容量为12500 kW，发电机的出口电压为6kV，主变高压侧电压为35 kV电压等级，经过两回线与系统相互连接。电气主接线是在电站设计时根据机组容量、电站规模及电站在电力系统中的地位等，从供电的可靠性、运行的灵活性、经济性、发展和扩建的可能性等方面，经综合比较后确定。以下就电气主接线的接线选择、运行方式及相关问题进行分析。
1电气主接线概述
电气主接线系统是电站电气一次的组成部分，也是电站各发电单元和输变电设备能合理地集成并安全、高效、灵活地进行电能输出的保证。电气主接线由发电机、变压器、断路器等电气一次设备按照一定的要求和顺序，通过连接线连接而成的用于表示电能的生产、汇集和分配的电路，是传输高电压、强电流的网路系统。电气主接线的设计与枢纽布局、电力系统、水文气象、动能特性等密切相关，它对水电站运行的可靠性、灵活性、经济性有着严重影响，还直接影响着水电站配电装置的布置、电气设备的选择、继电保护和控制方式的确定。
2电气主接线的选择
2.1电气主接线设计原则
电气主接线设计是根据电站的水文气象、动能特性、建设规模、接入系统方式、枢纽总体布置、地形和运输条件等因素综合考虑，满足电力系统对电站稳定性的要求，力求做到供电安全可靠、运行操作灵活、检修维护方便、接线简单清晰、技术先进、节约投资、经济合理。
2.2 发电机和主变压器的组合方式
水电站在发电机和主变压器等相关设备的选择时，主要涉及到单元接线、联合单元接线和扩大单元接线等几个方面。发电机如果和主变压器的相关组合采用了扩大单元接线的方式，发电机的相关配电设备应该将有关的配电装置和设备的额定电流控制在大约50kA左右，由于目前阶段的断路器接口开端附近的电流大约为460kA，所以这些指标都无法实现，即不能够采用扩大相关单元接线的方式。在我国两广地区较为典型的配置是某水电站采用的纯单元接线的方式，这样一来线路设置就比较简单明了，而且当相关水电站的运行出现故障的时候也能够在第一时间内控制好故障的影响范围，不至于影响到整个地区的供电系统，运行起来比较可靠，可以推广应用的实用范围非常广泛。
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2.3 发电机出口断路器的设置
出口断路器的设置对于水电站安全十分重要，应从以下几个方面进行相关设计的思考，以保证相关的运行安全。单元断路器一般情况下都会安装在主变压器的高压一侧，然而考虑到我国各处地区水电站处于的实际情况，我们就会发现需要考虑的内容还有承担系统部分事故的备用容量，然后参与到系统的调峰运行过程中去，机组的开始、停滞阶段往往会较为频繁，而为了提高我国水电站的运行的灵活性和安全性，可以提高保护设备的安全性，从而提高厂用电持续供电的的连续性和可靠性，但是必须在发电机的出口装设相关的断路器设备。
3 运行方式分析
3.1发变组及进线串检修运行方式
在机组停役期间，发电机出口开关断开，厂用电通过主变压器从系统倒送，所以在机组起动、停机之时，主变压器充当起动变压器的作用；当机组出现故障时，保护动作只跳发电机出口开关，厂用电不中断，不需要做任何操作。
进串断路器检修时，发变组及厂高变都陪停。对发变组及进串检修，在系统方式允许的情况下，其最优检修方式安排为：首先安排机组检修，在机组检修末期安排主变压器、厂高变及发电机出口断路器检修，在上述两项检修项目快结束时，安排进串检修。这样减少了相关方的陪停时间，但要考虑检修完成后相互之间的试验配合。
3.2 水电站电气主接线母线运行方式
在相关水电站设备的主接线母线的检修工作中，要断开与其相连接的所有断路器，让整个水电站的主接线的连接都处于单母线运行的过程或者是模式当中，要在最大可能的情况下降低整个系统的危险性。因此，我国一般情况下对于水电站主接线母线的接线运行监测都是处于河水的枯水期。在整个水电站系统运行许可的情况下，应该尽量的减少电力外送给整个系统所带来的的输出负荷，尽量保证出线系统都处于正常运行状态，靠近母线的部分则要尽量的配停，从而确保整个运行的过程都能处于较为流畅的状态。
3.3 线路检修运行方式
线路检修时，此串一般会解环运行，与检修线路相连的机组只能通过单断路器接入母线，其安全运行可靠性降低，如有备用机组，应优先考虑其备用。如果线路检修时间较长，可考虑将出线刀闸拉开，串内合环运行，加强防误动措施。
4电站的过电压保护
4.1绝缘配合原则
35kV及以下的设备，在一般情况下应能耐受通常出现的内过电压。按外过电压选择设备的绝缘时，应以避雷器的残压为基础。具体要求如下：①内部过电压：10.5kV发电机及以下电压的设备绝缘水平，应能承受不低于3.5Uxg的操作过电压；35kV及以下的电气设备，应能承受 1.3Uxg 工频过电压及3Uxg的操作过电压。②外部过电压：10.5kV发电机及以下电压的设备绝缘水平，以专用的氧化锌避雷器2.5kA的雷电流残压进行绝缘配合；35kV及以下电气设备绝缘水平，以氧化锌避雷器5kA的雷电流残压进行绝缘配合；400V及以下电气设备绝缘水平，以氧化锌避雷器1.5kA雷电流残压进行绝缘配合。
4.2 保护措施
采用以下措施对电站的电气设备进行保护。①对直击雷的保护：对主厂房等较高的建（构）筑物以避雷带保护；对升压站以独立避雷针保护；对35kV线路，全线架设避雷线保护。②对进行波的保护：在各级电压的母线上均装有一组氧化锌避雷器，做到距被保护设备的距离都不超过规程规定的值；在10kV进线端装一组氧化锌避雷器；选用好设备，采取有效措施，尽量避开出现谐振过电压的条件，以防损坏设备。
结语
水电站作为我国社会主义市场经济发展与建设的重要内容和基础设施，在人们的生产和生活中具有重要的地位和作用。对于装机容量大、供电范围广，在系统中占有重要地位的水电站，必须选择可靠性高、接线清晰、运行灵活、适应系统变化能力强的主接线方式。
参考文献
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[3]杨士心, 张文涛. 水电站电气主接线可靠性评估[J]. 城市建设理论研究:电子版, 2015, 5(36).
论文作者:周晓东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第7期
论文发表时间:2018/5/23
标签：接线论文; 水电站论文; 过电压论文; 电气论文; 断路器论文; 方式论文; 设备论文; 《基层建设》2018年第7期论文;