（中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222）
摘要：喀麦隆Mekin水电站工程接入电力系统是制约工程最终并网发电的重要因素。工程前期，鉴于非洲工程的情况，接入系统问题一直未能落实。本文分析了Mekin工程的现状，就接入系统存在的问题进行分析和探讨。在工程项目已经具备发电条件下，为以后电站的安全并网和系统运行提供一定的基础，同时，本工程接入系统工作的经验也值得借鉴。
关键词：非洲 接入系统 水电站
1概述
喀麦隆Mekin水电站位于阿达马瓦省Dja河、Lobo河、Sabe河汇合处下游约1.50km处，为河床式水电站，装设3台灯泡式水轮发电机组，单机容量5MW，机端电压6.3kV。电站采用一回110kV线路将电能送至NdjomYekombo（NY）变电所。在NY变电所降为30kV电压后与当地电网连接。110kV线路输电距离约为33.10km。
2电气主接线
Mekin水电站装机3台，单机容量5MW，机端电压为6.3kV，经2台SF9-12500/110型，容量为12500kVA，变比为110±2×2.5%/6.3kV的主变升压至110kV后，由一回线路将电能送出。厂用电和大坝用电等近区供电电源均由机端6.3kV母线直接引接。
电站110kV高压侧采用单母线接线，发电机6.3kV采用单母线接线，厂用电及大坝用电0.4kV侧采用单母线分段接线。
NY变电站110kV 侧采用单母线接线，经两台12500kVA 降压变压器变为30kV。30kV 采用单母线接线，通过30kV断路器和出线接入当地电网。
3 接入系统分析及探讨
喀麦隆当地发展比较落后，电网公司屡经英、法、美等各国公司频繁易手，管理复杂，电网建设落后。工程前期，根据业主要求，电站通过110kV一回线路送电至NY附近，在NY处，新建变电站与当地30kV电网连接。
鉴于当地的实际情况，设计按业主要求和国内经验对电站、线路和NY变电站进行了设计。在中方完成电站和NY站施工后，经协调，针对工程的并网和接入系统得到了一定的推进。对主要的问题分述如下。
3.1 当地电网情况及初步接入方案
当地电力公司缺乏必要的资料，初步了解目前当地30kV由Mbalmayo变电站2MW变压器引出，经NKPwang 村和Meyomessala 村至Bengis 村，线路沿线T接了较多单相变压器，用于附近供电，但各变压器数量和容量不能完全掌握。当地30kV系统为接地系统，且目前现存的线路截面较小，不能能满足后期供电要求。
电力公司计划在NKPwang村和Meyomessala 村之间将原30kV线路断开，NY站的两回30kV出线分别连接NKPwang村和Meyomessala 村。其中，Meyomessala 村至Bengis 村方向对侧无电源，由NY变电站单独供电；NKPwang村至变电站方向将暂时同2MW变压器并网运行。但Mbalmayo变电站处为南北电网的分界点，随着电网的发展，远期Mbalmayo变电站此回出线将断开，负荷由NY站单独供电。
3.2 机组启动及送电
为确保工程顺利进行，喀方成立Mekin项目协调小组，对电站并网和接入系统工作进行统一协调。
在1#机组和NY站具备条件情况下，项目进行了1#机组启动及发电工作。一般情况下，国内水电站并网均由电力系统充电至主变高压侧，然后由机端断路器进行同期操作，实现并网。但目前当地电网实际尚不具备倒送电条件，且业主认为，电站和NY变电站作为整体，应将电送至NY变电站，并实现站内照明正常工作，以此证明工程具备发电条件。为满足业主要求，试验时，中方采用了零起升压的方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆主要操作步骤如下：
（1）启动柴油机带厂用电各负荷，按机组启动流程，开机至空转状态；
（2）将机端断路器、主变高低压侧断路器、110kV出线断路器和NY站的110kV进线断路器以及主变低压侧30kV断路器合上；
（3）手动操作励磁系统并逐步增磁，注意观察各部电气量变化；
（4）各部电压增至额定值时，操作厂用电系统，关闭柴油机组，厂用电由机组提供。
（5）将NY站用电回路合上，启动站内照明。
通过零起升压的方式，中方实现了机组启动并将电能送至NY站，向喀方证明了工程已具备发电条件。同时，零起升压的方式，有效避免了机组向主变充电引起的对机组和电气设备的损伤。手动操作励磁逐步升压，可让操作人员随时观察各部分电气量的变化，若出现异常可随时跳闸和停机，确保设备安全。
3.3 并网及接入系统
根据接入系统协调小组的初步意见，若采用国内普通模式，即由系统充电至电站主变，然后，由机端断路器进行同期并实现并网，可能性不大。因对侧Mbalmayo变电站容量不足，且该线路电压和频率变化大（电压波动10%，频率波动3%），可靠性较差。
若在NY变电站30kV出线断路器处同期，可采用机组启动后零起升压的模式，送电至NY站后，由30kV出线保护装置检同期，符合同期条件后进行并网。但是，这种同期方式为自同期，30kV断路器两侧的电压和频率均不可调，合闸是个概率事件。
因此，是否能够实现并网，需要协调小组在收集电力系统和电站技术资料基础上，进行一定的计算，并复核电站的设计，制定最终的并网方案。
3.4 存在的问题及探讨
通过和外方技术人员沟通，就目前的工程设计，有一些内容和国内有一定的差别，主要如下：
（1）当地30kV系统为接地系统，而国内的30kV系统一般为不接地系统。经各方讨论，最终确定方案为：在主变低压侧增设接地变压器，将不接地系统更改为接地系统；接地变布置于室外主变附近。
（2）当地电力负荷主要是照明负荷，30kV线路上串接多个单向变。因此电力公司希望110kV断路器采用单相操作，且具备单相重合闸功能，这样可保证供电可靠性。
（3）系统调度尚不明确。当地已有的电站和变电站主要通过电话调度。因此，我方的载波设备是否满足调度要求，以及是否需要传输数据需要进一步落实。
（4）电网电压和频率变化较大。30kV系统电压波动在10%之内，频率波动在3%以内。电力公司计划将电压波动控制在5%以内，频率1%以内。电压和频率的波动范围大会影响机组的稳定运行。
整体而言，喀方的电网负荷主要以照明负荷为主，故实时性和可靠性要求相对不是十分严格，这些特点也是电力公司适应当地实际情况得结果。设计方若能早期就和当地电力公司进行配合，有利于电站具备发电条件后尽快并网发电。
4结语
对于非洲国家的水电项目，接入系统往往很不明确。设计方应尽早提出接入系统的配合要求，提醒业主早期开展相关工作，以便发电顺利运行。
电网本身需要根据供电负荷的位置、容量、负荷特性进行系统的网络设计，且随着电源点的建设，电网需要逐步配套发展。而电力系统的运行同电网的结构以及调度密切相关，需要由电网设计进行系统性规划和考虑，作为电站建设方需要积极配合系统设计，满足调度要求。水电站作为重大基础设施项目，在当地有较大影响，因此，参建方应考虑非洲工程的特殊情况，早期考虑接入系统的风险因素，以便项目建设完成后尽早实现其社会和经济效益。
作者简介
程晓坤，男，工程师，中水北方勘测设计研究有限责任公司，300222 天津.
李青，男，工程师，中水北方勘测设计研究有限责任公司，300222 天津.
论文作者:程晓坤,李青
论文发表刊物:《电力设备》2016年第6期
论文发表时间:2016/6/18
标签：系统论文; 电网论文; 变电站论文; 电站论文; 断路器论文; 机组论文; 水电站论文; 《电力设备》2016年第6期论文;