东方红水库1号电站增效扩容改造电气设计分析

中文科技期刊数据库（文摘版）自然科学　学术论坛　２０１５年３月　・１９５・　东方红水库１号电站增效扩容改造电气设计分析　黄阳峰　东阳市水利水电勘测设计所，浙江东阳　３２２１００　摘要：通过对东方红１号电站增容改造中电气部分设计要点的分析介绍，说明了改造的必要性，闸述了中小型电站增效扩　容改造中必须因地制宜，采用新方案、新技术。　关键词：水电站；增效扩容；设计　中图分类号：Ｐ４　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７１—５５７８（２０１５）０３－０１９５—０１　１工程概述　２．３电气一次主接线设计　东方红水库１号电站位于浙江省东阳市虎鹿镇东白山脚，　电站原装机３×３２０ｋＷ，采用一机一变的单元接线方式。　为坝后式电站。东方红水库集雨面积５９＿３平方公里，总库容为　因东方红１号电站担负着水库灌区农田灌溉任务，为灵活适应　１４４５万立方米，是一座以防洪、灌溉为主，结合供水、发电、　灌溉流量的变化，满足电站安全高效经济运行，经技术经济比　养殖等综合利用的中型水库。东方红水库１号电站原装机容量　选，本次机组增容为３×４００ｋＷ后，采用一机一变单元接线和　３×３２０ｋＷ，于１９８２年１２月２３日并网发电。电站主接线为一　二机一变的扩大单元接线相结合的主接线方案。　机一变单元接线，通过３台主变升压后以１０ｋＶ电压送入电力　２．４电站电气二次设备改造　系统。　原电气二次设备采用老式电磁式继电器，调试整定精度底，　东方红水库１号电站从开始运行至今已三十年，机组及其　误动作频繁。本次改造电气二次设备采用计算机监控系统及微　附属设备、电气配套设备老化严重，安全可靠性差，自动化程　机保护系统设备。具体由：１个主计算机系统（含主机／操作　度低，设备效率低，能耗高，近年来虽按规定进行周期性检修，　员工作站）；３台１　～３≠≠机组当地控制单元（ＬＣＵ）屏：１台　但设备的许多性能指标己不能满足《水轮发电机安装技术规　公用、主变、线路保护（含２套主变微机保护和１套１０ｋＶ线　范》（ＧＢ８５６４．２００３）、《电力设备预防性试验规程》（ＤＬ厂ｒ５９６．　路保护等）屏；以及语音报警系统、打印机、时钟同步系统、　１９９６）、等规范标准要求。变压器、开关柜、励磁设备等机电设　电源ＵＰＳ等组成。　备都已被列入国家淘汰产品，已不能满足电站安全运行需要。　监控系统按照“无人值班”少人值守，采用以计算机监控　２００８年东方红水库进行了除险加固工程，设计正常蓄水　为主，简易常规控制为辅的原则进行总体设计，充分注意计算　位由１９４．２７ｍ提高到１９６．２７ｍ，增加蓄水位２米，相应库容增　机监控系统与常规控制设备的协调配合，整个监控系统与发电　加１４６×１０　ｍ　，机组工作水头、装机容量与提高后的水位、库　设备同步投入，建成后电站实现“无人值班”少人值守。　容不相匹配，无法充分利用水资源。　２．５主变厂变　电站实行增效扩容工程是确保电站安全运行所必须，不但　原电站三台主变和１台厂变为１９８２年制造的ＳＪＬ型，属　提高了水库防洪运行和农田灌溉水平，还进一步提高了水资源　于淘汰的高耗能产品，运行损耗大，渗漏油严重，达到了报废　的利用率，因此对１号电站进行增效扩容是十分必要的。　年限。本次改造主变选用Ｓｌ１－－１０００／１０、ＳＩ１－５００／１０低能耗户　为此确定东方红１号电站增效扩容电气部分改造内容如下：　外式变压器各一台，厂变选用Ｓ１ｌ－Ｍ－８０／１０型。　更换３台发电机，更换后的发电机容量为３×４００ｋＷ；更换发　２．６高低压配电设备　电机励磁装置等附属设备；更改电气主接线方式；更换发电机　高低压配电设备包括：１０ｋＶＸＧＮ２．１２箱型固定式（交流）　控制保护设备：更换主变和厂变；更换和改造高、低压配电设　金属封闭开关柜５面（含主变１０ｋＶ开关柜２面、厂变１０ｋＶ隔　备；增加电站计算机监控和微机保护系统；１０ｋＶ出线改造等。　离开关柜１面、１０ｋＶ压变柜１面、１０ｋＶ出线柜１面）和机组　２电气设计要点分析　控制屏３面、厂（公）用屏１面。　２．１发电机　１０ｋＶ　ＸＧＮ２．１２高压开关柜需满足国内ＩＥＣ２９８标准，达　本次增容改造发电机容量由３×３２０ｋＷ更换为３×４００ｋＷ。　到两部提出的“五防”闭锁要求，防护等级为ＩＰ３０，主开关　因受厂房和预埋件的，按照主机主体土建不动少动的原则，　采用ＺＮ２８Ｇ．１２／６３０Ａ型真空断路器。　发电机定子机座、转子磁轭与主轴等保持不变，通过改造绕组　机组控制屏即机组当地控制单元（ＬＣＵ）屏。屏内一次设　和绝缘来达到增容目的：　备包括：隔离刀开关、自动空气开关、电流互感器、电压互感　（１）定子铁心在旧线圈拆除后进行清理、检查，并按ＧＢ／　器、熔断器等。　Ｔ７８９４．２００１的要求做有关定子方面的试验（铁心试验），排除　厂（公）用屏电源来自Ｓｌ１一Ｍ一８０／１０厂变。　局部故障点，并采取防晕措施。定子嵌线后，整体浇二次Ｆ　２．７电站１０ｋＶ出线及其它　级绝缘漆。（２）更新并增大定子线圈截面，将定子绕组绝缘由　电站１０ｋＶ出线通过１０ｋＶ出线柜，内配ＺＮ２８Ｇ一１２／６３０Ａ　Ｂ级提高到Ｆ级。（３）更新转子磁极线圈，将转子绕组绝缘由Ｂ　型真空断路器、隔离开关、避雷器等。　级提高到Ｆ级，并增加转子线圈匝数。（４）在发电机定子线圈　３结语　和铁芯上埋设铂电阻温度计，以测量定子绕组和定子铁心的温　东方红水库１号电站通过增容扩效改造，装机容量由原来　度。（５）更换发电机两侧轴承，采用高效耐用优质轴承。　的３台×３２０ｋＷ增容为３台￣４００ｋＷ，年设计发电量由原来　２．２发电机励磁装置等附属设备　的１９０ｋＷｈ增加到２５０ｋＷｈ，装机容量和发电量分别增加２５％、　原发电机采用励磁电机它励静止励磁方式，噪音大、效率　３１．６％；电站由常规的继电器控制保护变为计算机自动化控制　低，机端电压不稳，特别是丰水期时无功不足。本次改造采用　保护，实行“无人值班，少人值守”的目标；增效扩容的实施　微机型三相全桥自并激静止可控硅励磁方式，每套磁励磁系统　不但提高了水库防洪运行和农田灌溉水平、提高了水资源的利　由励磁变压器、微机励磁调节器、起励装置、转子过电压保护、　用率和电站的经济效益，同时更进一步提高了电站的安全运行　励磁控制、励磁保护、单相全控功率整流单元、灭磁装置、仪　水平。　表等部分组成。励磁装置设有大屏幕液晶触摸屏，汉字显示各　参考文献　种测量值、运行状态及运行参数的设置与修改，具备通信接口　［１】成都水力发电学校．水电站【Ｍ】．北京：水利电力社出版，　ＲＳ４８５，可以满足用户实时现场监控，实现无人值守。　１９７９．　作者简介：黄阳峰（１９６９一），东阳市水利水电勘测设计所，男，工程师，主要从事水利水电工程设计工作。