1、6.2 電氣設計6.2.1 接入電力系統方式根據水電站接入系統情況，結合水電站所處的位置、水電站供電范圍內電網結構和電網內現有電壓等級的配置因素。水電站接入系統的電壓等級由業主提供選用35kV，根據裝機容量、水電站的季節性出力與本地區電網布局的銜接，從水電送出投資的經濟性、水電站所處電網地位考慮，錢貫水電站選用1回35kV送出線路，35kV輸電線路架設至南河變電所的35kV側并網。錢貫電站接入系統設計不包括在本次設計中，電站接入系統應由業主方委托有關部門做單項設計，電站接入系統以單項設計資料為依據。6.2.2電氣主接線電力系統對電站無特殊要求（如調相等），電氣設計應保證電站機組在事故或故障情況

2、下，不會影響電力系統的穩定和正常運行。單機容量為1.6MW, 總裝機容量3.2MW。電站裝機年利用小時數為4540 h，多年平均發電量1362萬kw·h。電站主接線的設計原則應是簡單、清晰、經濟、可靠。根據電站接入系統方式及錢貫水電站總裝機容量（2×1.6MW），進行電氣主接線方案的選擇。 6.2.2.1 發電機側電壓確定發電機側電壓：單機容量為1.6MW，發電機出口電壓可選6.3kV和10.5kV電壓等級。考慮樞紐供電，本水電站發電機側電壓選擇為10.5kV。6.2.2.2 發電機側接線方案比較 由于本水電站的裝機容量較小，所以發電機電壓側不適合選擇單元接線和分段接線方式

3、，本階段電站設計只對單母線接線方式進行比較。方案一：單母線接線方式10.5kV側采用單母線不分段接線方式，主變型號選擇為S10-2500/38.5的2臺。該方式優點：接線簡單清晰，運行維護方便；便于采用成套配電設備，簡化布置；繼電保護簡單，廠用電的供電可靠性較高。其缺點：發電機母線發生故障或檢修時，全廠需停止發電，但母線事故率較低。方案二：單母線接線方式10.5kV側采用單母線不分段接線方式，主變型號選擇為S10-5000/38.5的1臺。該方式優點：接線簡單清晰，運行維護方便；便于采用成套配電設備，簡化布置；繼電保護簡單，廠用電的供電可靠性較高。其缺點：發電機母線以及變壓器所連接的任一電氣元

4、件發生故障或檢修時，全廠需停止發電。從兩種接線方案看，方案一與方案二相比較，方案一變壓器及所連接的電氣設備增加，相對投資有所增加，但方案一運行比方案二要靈活，從技術、經濟、運行的可靠性綜合考慮比較，本設計階段推薦方案二。方案比較接線下圖。 升高電壓側電壓等級為35kV，接線方式為變壓器線路組。詳見錢貫水電站的電氣主接線圖（-CS-DQ-01）。6.2.2.3 廠用電及樞紐供電（1）電壓選擇本電站廠用電系統供電范圍包括廠內動力和照明，廠用電系統采用380V/220V電壓供電。（2）電源引接方式及廠用變壓器設置 本電站屬小型電站，為保證機組安全可靠地運行，廠內采用機組自用與公用混合的供電方式。由于

5、廠內負荷比較集中又無高壓電動機，采用380V/220V電壓供電。在廠房內設兩臺250kVA的變壓器，向廠內機組自用、公用、照明等供電。 混合供電的400V母線為單母線方式，正常情況下接在10.5kV母線上的41B運行，當41B廠變事故或故障時，備用電源自動投入裝置啟動，退出41B廠變，投入42B廠變。機旁、升壓站、尾水閘門、安裝間、空壓機室、排水泵、循環水泵等處設置低壓配電柜，由廠用系統分別按輻射形供電。（3）樞紐供電從電站經濟性考慮，電源引自于近區10KV供電線路，裝設單獨的配電變壓器降至380V/220V供電。配電變壓器設1臺油浸式變壓器，容量為S10-100/10型，0.4kV側采用單母

6、線接線方式，備用1臺100kW的柴油發電機作為樞紐的備用電源。6.2.3 主要電力設備選擇由于電站處于高海拔區，故電氣設備需選用高原型。6.2.3.1 水輪發電機： 水輪發電機的型式和主要參數要求如下： 型號 SFW1600-6/1430 額定出力 1.60MW 額定容量 2.0MVA 額定電壓 10.5kV 功率因數 0.8 額定頻率 50HZ 額定轉數 r/min 絕緣等級 F/F 勵磁方式 可控硅勵磁 冷卻方式 管道式通風冷卻 中性點接地方式 不接地 6.2.4.2 發電機電壓回路高壓開關設備KYN28A-12型鎧裝移開式交流金屬封閉開關設備,柜中各元件參數如下:真空斷路器技術參數：型號

7、: ZN63A-12額定電壓： 10.5kV額定電流： 630A額定短路開斷電流： 25kA額定動穩定電流（峰值）： 63kA4s熱穩定電流： 25kA發電機出口用電壓互感器型式：戶內、單相環氧澆注絕緣、有一個一次繞組和一個剩余電壓繞組的單相電壓互感器。用于中性點不接地系統。額定一次電壓 10.5/kV額定二次電壓：額定二次繞組電壓： 0.1/kV額定剩余電壓繞組電壓： 0.1/3kV額定頻率： 50Hz準確級次： 0.5/3P額定負載： 50/200VA10kV發電機勵磁及調速器用電壓互感器型式：戶內三相環氧澆注絕緣、有一個二次繞組的電壓互感器。額定一次電壓： 10.5/kV額定二次電壓：

8、0.1/kV準確級次： 0.5額定負載： 200VA發電機出口電流互感器型式：戶內、環氧澆注、母線全封閉穿墻式電流互感器。額定電壓： 10kV額定一次電流、變比： 200/5A 容量： 50/50VA 精度： 0.5/10P10 發電機中性點電流互感器型式：戶內、環氧澆注、母線全封閉穿墻式電流互感器。額定電壓： 10kV額定一次電流、變比： 200/5A 容量： 50/50VA 精度： 10P10/10P10 6.2.4.3 10kV母線設備 10kV母線電壓互感器型式：戶內三相環氧澆注絕緣、有一個二次繞組和一個剩余電壓繞組的電壓互器額定一次電壓： 10.5/kV額定二次電壓：額定二次繞組電壓

9、： 0.1/kV額定剩余電壓繞組電壓： 0.1/3kV準確級次： 0.5/3P額定負載： 300VA10kV避雷器型式：戶內、保護旋轉電機、帶串聯間隙的氧化鋅避雷器保護器系統額定電壓有效值： 10.5kV避雷器持續運行電壓有效值： 13.6kV工頻放電電壓不小于： 17kV直流1mA參考電壓不小于： 25kV500A操作沖擊電流殘壓不大于： 38.3kV5kA雷電沖擊電流殘壓不大于： 45kV2000ms方波沖擊電流為： 300A本設備安裝地點海拔高度約為2115m，設備應滿足海拔高度2115m條件下安全可靠運行要求，或采用“高原型”產品。高壓熔斷器型式：戶內管型、短路保護用額定電壓： 10k

10、V額定電流： 0.5A最大開斷電流： 50kA最大切斷容量： 1000MVA6.2.4.4 升壓變壓器： 型號： SZ105000/35 額定容量： 10MVA 接線組別： Yd11 調壓方式： 無勵磁調壓 阻抗電壓： Ud%=10.5 中性點接地方式： 不接地 冷卻方式： 自冷 6.2.4.5 廠用變壓器： 型號： SC-250/10.5 S10-250/10 電壓： 10.5±5%/0.4kV 38.5±5%/0.4kV 短路電壓： Ud%=4 Ud%=4 組別： Dyn11 Dyn116.2.4.6 樞紐變壓器： 型號： S10-100/10 電壓： 10±

11、5%/0.4kV 短路電壓： Ud%=4 組別： Yyno 6.2.4.7 35kV電壓設備：（1）真空斷路器技術參數：額定電壓： 35kV額定電流： 1250A額定短路開斷電流： 40kA動穩定電流（峰值）： 125kA熱穩定電流： 50kA/3s（2）高壓隔離開關型式：戶外三相交流高壓隔離開關額定電壓： 35kV 最高運行電壓： 38.5kV 額定電流： 630A 額定4S熱穩定電流(有效值)： 20kA 額定動穩定電流(峰值)： 50kA （3）氧化鋅避雷器型式：戶外用無間隙的氧化鋅避雷器系統額定電壓有效值： 35kV出線 避雷器額定電壓有效值： 51kV 避雷器持續工作電壓有效值： 4

12、0kV 直流1mA參考電壓： 70kV 操作沖擊下殘壓峰值： 134kV （4）電流互感器型式：真空開關配套額定電壓： 35kV額定一次電流變比：主變 進線 出線 500/5A 200/5A 300/5A （5）電壓互感器 型式： JDJ2-35詳見電氣設備清單表。錢 貫 水 電 站 電 氣 設 備 表序號設 備 名 稱型 號 及 規 格單位數量備 注一.水輪發電機設備1水輪發電機SFW1600-6/1430 10.5kV Cos=0.8臺22勵磁裝置FJL-2EB1A套23避雷器TBP-7.6F只24電流互感器LDZB-10GY 0.5P/10P 200/5A只65電流互感器LDZB-10G

13、Y 10P/10P 200/5A只66機組測溫屏面2二.10.5kV配電設備1高壓開關柜KYN28A-12-006面42高壓開關柜KYN28A-12-040面23高壓開關柜KYN28A-12-041面14高壓開關柜KYN28A-12-047面2三.控制保護設備1微機保護系統微機型發電機保護屏套2微機型主變保護屏主變、廠變及10kV出線套1微機型35線路保護屏1回35kV出線套12計算機監控系統套1發電機LCU監控屏面3公用LCU監控屏升壓站設備及全廠公用設備面1樞紐LCU監控屏面1電度表屏電子式多功能表（6塊）面1系統網絡屏電能量采集裝置及遠方終端、電能表等面1計算機及操作員工作站套1通信工作

14、站套1GPS衛星時鐘系統套1UPS電源3kVA/1小時在線式套1激光漢字打印機臺1語音報警裝置套1中控室控制桌套1軟件套13輔助設備控制系統油壓裝置LCU監控屏面2滲漏排水LCU監控屏面1四.直流系統1直流屏智能高頻開關直流電源 100Ah套13面屏五.廠用電系統1廠用變壓器SC-250/10 10.5±5%/0.4kV臺12廠用變壓器SC-250/10 10±5%/0.4kV臺13廠用進線母線屏GGD型低壓屏面34廠用饋電屏GGD型低壓屏面45機組動力配電屏GGD型低壓屏面26空壓機室配電箱面17安裝間配電箱面18油處理配電箱面19照明配電箱只210事故照明配電箱只111

15、機組端子箱只2六.升壓站設備1主變壓器SZ10-5000/10 38.5±2×2.5%/10.5kV臺12真空斷路器ZW7-40.5/D1250組13隔離開關GW4-35/630A組14隔離開關GW4-35D/630A組15限流熔斷器RW10-35/0.5A只36電壓互感器JDJ2-35 只17獨立避雷針鋼結構 h=30m座28端 子 箱只19升壓站金具套1七樞紐用電系統1樞紐用變壓器S10-100/10 10±5%/0.4kV臺12樞紐進線屏GGD型低壓屏面23跌落式熔斷器Y5W5-12.7只34限流熔斷器RW10-10F只35照明配電箱只26柴油發電機100k

16、W臺1八通信1數字程控調度機DN-S 20門套12電力載波機ESB580套13高頻阻波器XZK-400/10-0.2套14結合濾波器JL-400-3.3-M2套15耦合電容器OWF-35/-0.0035（Z）套16接地刀閘JD-2套17通信線路廠房至樞紐km76.2.5 自動控制6.2.5.1 監控方式 為了滿足電力系統優化調度的需要，充分發揮電站的經濟效益，確保電站安全、可靠運行，本電站初步考慮采用以計算機為基礎的監控系統，按無人值班（少人值守）的原則設計，實現全廠綜合自動化。 正常運行情況下，全廠設備的監視控制完全依靠計算機，監控系統發出操作指令，通過現地執行機構執行。包括水輪發電機組的自

17、動控制、自動調節、機組事故的自動處理、全廠斷路器、隔離開關及機組滅磁開關等的自動操作；以及電站運行必需的反映設備運行狀態的模擬量和開關量的信息反饋均由計算機監控系統進行處理。 在機旁以現地控制單元LCU取代常規的機組自動屏，保證在監控系統一旦退出工作后，已運行的機組仍能維護運行，停機狀態下的機組也能開機運行或進行調試工作。6.2.5.2 系統結構 采用分層分布式結構，設中央控制層和單元控制層。 中央控制層配置1臺操作員工作站，管理電站經濟運行、自動發電控制（AGC），自動電壓控制（AVC）、全廠數據及歷史數據保存、運行報表打印、運行監視和事件報警、與外系統的通信、并作為操作員控制臺，實現運行人

18、員與計算機系統的人機接口，完成實時的監視與控制。 每臺機組設一套現地控制單元LCU，完成數據采集、預處理、控制開關量輸出和有無功功率的調節。 35kV升壓站及公用設備設一套現地控制單元LCU，承擔數據采集和開關的自動操作任務。 每套LCU可以接收上位機系統的控制和管理，也可以脫離上位機系統而獨立地完成對現地設備的監視和控制。各現地單元LCU通過網絡收發器（FOXCR）和網絡互聯器（HUB）用光纖電纜連接，構成總線型以太網監控系統局域網絡。 6.2.5.3 機組勵磁 采用自并激可控硅勵磁方式，其中調節部分采用微機勵磁調節器。 微機勵磁調節器通用性、靈活性強；具有向上兼容性和通信能力；檢修、調試、

19、維護工作量少；由完全獨立的兩套自動控制通道組成，且互為備用；對電源故障、軟、硬件故障具有自動檢測和顯示功能，并具有軟件故障自恢復功能；邏輯判別回路簡單明了，故障率低，操作中不易出現失誤等。無論從技術性能，日常的維護工作量，運行可靠性等方面比較，優勢明顯，既能滿足電力系統不同運行工況的要求，也能適應機組的計算機調節控制。 采用遠方與現地控制并聯運行操作方式。遠方操作，操作員可在中控室通過計算機監控系統進行勵磁系統起停、滅磁開關跳合，起勵以及勵磁電壓升降調節等操作，勵磁系統接收并執行遠方發來的操作調節指令，并將結果反饋到計算機監控系統，現地操作，通過勵磁盤面上的開關和按鈕來實現上述操作。勵磁系統接

20、收操作指令后，在中控室操作終端LCD畫面及現地勵磁屏上顯示勵磁系統運行狀態及相關量參數。6.2.5.4 自動化元件機組自動化元件配置和選型滿足無人值班（少人值守）對自動化和安全監控提出的要求，須滿足由一個操作指令即可完成機組工況的自動轉換。6.2.5.5 操作電源操作電源應保證對繼電保護、自動控制、信號回路等負荷的連續可靠供電。電站的操作電源采用微機控制高頻開關直流電源，系統采用了高性能的高頻開關電源充電設備，微機監控，具有安裝調試方便、運行可靠、維護量小、自動化程度高等特點。電站設一組免維護鉛酸蓄電池，以浮充電方式運行，合閘電源由交流電源整流后供給，在失去交流電源后才由蓄電池供給，并將合閘電

21、源與浮充電回路分開，以延長蓄電池的使用壽命。蓄電池組的容量為100Ah,直流操作電壓為-220V。6.2.5.6 輔助設備控制與信號空壓機、油泵、閘門、排水泵、供水泵等采用就地及遠程控制方式。全廠信號系統采用一對一信號系統，按用途分為位置信號、事故信號及故障信號等。位置信號采用不同顏色的信號燈指示電站內各種設備狀態，事故及故障信號點亮相應的光字牌，同時在后臺機上中文語音報警并顯示，以引起運行人員注意并及時處理故障。6.2.5.7 監視測量測量分電量測量和非電量測量，電量測量（如電流、電壓、功率、頻率、電度等）直接通過電壓互感器或電流互感器信號采樣，上傳至后臺機上顯示；非電量測量是直流采樣模擬量

22、一般為標準電量信號（05V或420mA），上傳至后臺機上顯示。溫度由微機巡檢裝置測量顯示并上傳至后臺機。6.2.5.8同期為使發電機與電力系統之間的并列運行，本水電站采用微機準同期裝置來實現。同期裝置設置為自動和手動準同期兩種方式。在35kV線路出口側及發電機出口側各設置一套自動準同期，同時在全廠設置一套手動準同期裝置。6.2.6 繼電保護本水電站采用微機保護裝置，設備的繼電保護按GB 14285-93繼電保護和安全自動裝置規程及有關標準、規定配置。采用微機型成套保護裝置，按發電機、主變壓器等不同的主設備分別組屏，線路根據接入系統設計要求配置。發電機保護 縱聯差動 復合電壓起動的過電流保護 過

23、電壓 過負荷 失磁保護 定子繞組單相接地 勵磁回路一點接地 低電壓主變壓器保護縱聯差動復合電壓起動的過電流重瓦斯輕瓦斯油溫升高 35kV線路保護 電流閉鎖電壓速斷或光纖差動（以系統設計為準） 過電流 單相接地 機組自動保護 機組過速 軸承溫度升高 油壓裝置油壓事故 開停機未完成 冷卻水中斷 剪斷銷剪斷 10kV線路保護 電流速斷 過電流 10kV母線PT保護過電壓 廠用變壓器保護電流速斷過電流6.2.7 通信6.2.7.1 概述錢貫水電站為引水式水電站，設置2臺機組，總裝機容量為3.MW。水電站通信采用電力線載波方式，設備分室內、室外布置，通信室內布置電力線載波機1臺；室外設備布置高頻阻波器，藕合電容器，結合濾波器，接地刀閘布置在35kV輸電線路一回相線上懸掛設置，最后由高頻電纜引入通信室內與電力線載波機相連。本電站設置以下用戶實現內、外通信聯系： 電站生產調度及行政通信（對內通信） 電站至引水樞紐的通信（對外通信） 電站至生活區的通信（對外通信） 電站至冶力關鎮變電所的通信（系統通信）6.2.7.2 網絡組成根據本電站的實際情況，設置一臺生產