老撾南澗水電站廠用電系統的設計與實現

【Summary】介紹了老撾南澗水電廠的廠用電系統，備自投裝置的設計重點難點，廠用電二次方案的選擇，柴油發電機啟動方案，解決了國外電站廠內供配電系統的各種設計要點。【Keys】廠用電系統；柴油發電機；備用電源自動投入；老撾南澗水電站1.電站概述老撾南澗水電站坐落在老撾中部的XiengKhouang高原，工程范圍在南澗河的流域上游，引水壩高程900m～1300m，往南至廠房高差漸降為500m～450m。南澗水電站廠房建設在南澗河左岸，電站的水位高差計620m。南澗水電站為引水式電站，采用沖擊式機組，電力主要在XiengKhouang省消納。南澗水電站生產的電能輸送到擬建的Thavieng變電站，然后進入國家230kV的國家電網。1.1廠用電系統接線形式本工程廠用供電范圍分兩處，主要包括廠房供電和壩區供電。廠用電的電源由2臺發電機機端匯流母線分別引接，電源由兩臺發電機機端供給或系統通過主變壓器倒送電，同時保留施工電源（地方電網22kV電源）作為備用，保證電站全部機組停運及外來電源斷電時，仍能維持廠內的重要負荷，另外備用電源通過設1臺柴油發電機保障。廠內設置一段22kV母線及兩段400V母線，400V母線的主用電源由機端引接，地方電網22kV電源接至22kV母線，再經降壓變接至400VI母，同時廠用電源也可通過該變壓器升壓至22kV后為壩區供電，柴油發電機則接至400VII母，I、II段母線用聯絡斷路器連接。壩區用電電源取自廠用22kV母線，經22kV架空線路引接至各用電點再降壓至400V向負荷供電，同時為了保證可靠性，壩區的各用電點均設后備電源，共配置蝶閥室、北壩區及進水口3臺柴油發電機。廠用電接線圖如下：1.2廠用電運行方式本工程廠用電系統的運行工況有如下四種：①正常供電情況下，400VI段母線由1#廠用變壓器經QA401供電，I段母線通過備用廠用變壓器升壓后給22kV系統供電。400VII段母線由2#廠用變壓器經QA402供電。②400VI母工作廠用變壓器失電時，優先閉合斷路器QA412由II段母線供電。此時II段母線仍保持原工況，由2#廠用變經QA402供電。③1#和2#兩臺廠用變壓器都失電時，I段母線切換到備用廠用變壓器由地方電網經QA403供電，II段母線由I段母線通過QA412饋線正常供電。若I段母線備用廠用變壓器也失電時，兩段母線同時失壓，柴油發電機自行啟動，此時II段母線的電源由柴油機提供，從而保障重要負荷的運行。④1#廠用變壓器恢復運行時，400VI母重新帶電，此時閉合斷路器QA412，II段母線電源由I段母線提供，柴油發電機自動切除。2.廠用電備自投方案設計①備用電源自動投入裝置的配置：400V分為2段母線，采用母聯連接。其中I母2回進線，1回接備用廠用變壓器，1回接1#發電機機端。正常情況下，22kV母線電源由I母經備用廠變提供。II母2回進線，1回接2#發電機機端，1回接柴油發電機。常規工況下，I、II段母線并列，均由主電源供電。為確保可靠性，22kV廠變進線柜設置一套進線備自投裝置，用以實現400VI母的2回進線之間備投。400V分段斷路器柜設置一套備自投裝置，用以實現400VI、II段母線之間的備投。②備自投裝置投入的狀態要求：任何工況下在主用電源掉電后，再啟用備用電源；除有閉鎖信號外，母線失電時，備自投裝置應及時響應；自動投入裝置只允許動作一次。分段斷路器自動投入裝置應適用于每段母線有兩回電源進線，并且同時能與I、II段母線進線斷路器自動投入裝置配合工作，當各母線失電時，分段備自投應及時響應。③備用電源自動投入設計：400VI、II段母線分段備自投：在母聯QA412斷開的工況下，若I、II段母線一段帶電另一段失電，則分段備自投動作，跳開失電母線的2回斷路器，合上QA412；400VI段母線進線電源備自投：當400VI母失電或22kV母線失電，如果22kV外部電源有壓，進線備自投跳開1#廠變及2#廠變的低壓側的QA401、QA402，合上22kV外部進線QA404。400VI母失壓時，進線備自投與分段備自投通過時限設置，第一時限作用于分段，第二時限作用于進線。400VII段母線進線電源備自投：當400VI、II段母線均失電，則備自投發命令啟動柴油機，跳開2#廠變的低壓QA402和I、II段母線分段QA412，連接柴油機進線。400VII母失電時，分段備自投、I母進線備自投通過時限設置，第一時限作用于分段，第二時限作用于I母進線。3.柴油發電機的自動投退設計本工程運行時可能會頻繁啟動柴油發電機，要達到切換自動廠用電電源的設計理念、并實現自動啟停，柴油機的設計尤為重要。當母線工作電源失電時，柴油機接收到母聯斷路器發來的硬接線自啟命令后，柴油機能自行啟動，電送到切換開關的靜觸點處，切換開關連接；工作電源正常時，母線重新連接主用電源，柴油機接到信號并停機，同時跳開相應出口斷路器，直至再次啟動。考慮容量問題，柴油機在啟動前，應卸掉非重要載荷，切換開關需發出一個硬布線命令。400VII母的饋線均需配分勵脫扣線圈，卸載信號經柴油機回路擴展后，再分接各饋線的分勵脫扣線圈，切除非重要的饋線，使柴油機能夠安全啟動。4.總結老撾南澗水電站投運以來，運行正常，廠用電系統的設計方案得到了良好的實踐檢驗。設計人員根據工程要求，優化工程方案，有效實