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1、仙居县黄榆坑水电站接入系统方 案 设 计台州宏远电力设计院二零零八年九月仙居县黄榆坑水电站接入系统方 案 设 计批准：审核：校核：徐 辉编写：戴 文目录一、 前言二、 概况1、电力系统现况2、水电站现况三、接入系统设计方案1、35kV横溪变点所运行概况2、电站送出电压等级及出线回路数3、电站电气主接线4、电站接入系统工程5、同期点的设置四、系统分析1、潮流计算2、系统短路计算3、设备选型4、无功补偿5、保安电源五、电网继电保护调度自动化通讯配置1、35kV横溪变电所 35kV线路2、黄榆坑水电站保护装置3、通信、监测、计量装置4、过电压保护和接地六、接入系统投资估算七、结论1、线路部分2、厂房
2、及升压站3、35kV横溪变电所八、附件与附图一、前言受仙居县黄榆坑水电站的委托， 我院对黄榆坑水电站工程建设项目进行接入系统设计， 内容包括接入系统的一次方案设计，进行有关电气计算，明确相关电气设备选择的要求； 接入系统的二次方案设计，明确系统保护、远动、通讯的设备配置方案。仙居县是一个水电大县，境内大小水电站星罗棋布，截止2007年底，仙居电网有电站共68 座，发电总装机容量为76436kW ，其中火电装机容量 9000kW, 占总装机容量 11.8%，水电装机容量 67436kW ，占总装机容量的 88.2%。仙居县黄榆坑水电站位于仙居县横溪镇境内永安溪支流黄榆坑上，装机容量2500kW,
3、主变压器容量11.25MVA ，拟接入 35kV横溪变电所。二、概况1、电力系统现况仙居电网是台州电网的重要组成部分，目前已初步形成了一个由220/110/35/10千伏构成的主干电力网架，220kV 作为主供电源，110kV、35kV为主供电网， 10kV为主配电网。目前，仙居县境内有 220kV主供电源变电站安洲变1 座，变电容量 150MVA ，担负着仙居县所有的110kV变电所及部分 35kV变电所的供电； 110kV变电所 3 座 （110kV仙居变，变电容量 40+31.5MVA ， 110kV创新变，主变容量40MVA ，110kV西罨变，主变容量31.5MVA ） ，变电容量
4、143MVA ，其中 110kV创新变担负着仙居县东南部的供电，110kV仙居变担负着仙居县中部的供电，110kV西罨变担负着仙居县西北部的供电；35kV变电所 14 座 （包括用户临时变3 座） ，35kV主变 19 台，变电容量124.9MVA ，各变电所分布在仙居县各乡镇，担负着全县的供电。黄榆坑水电站所在地为仙居县西北部，目前由 110kV西罨变作为主供电源，由 35kV白塔变、 35kV洪坑变、 35kV官路变和 35kV横溪变等组成环网， 35kV横溪变、35k 下岙开关站、35kV方宅变和 35kV苍岭变组成干线式网络的电力网络。随着仙居县经济的持续增长，2007 年，仙居县全县
5、冬季最大供电负荷达到 6.135 万千瓦，夏季最大供电负荷达到8.848 万千瓦，同比增长了 11.2%和 12.45% 。2、水电站现况2.1 黄榆坑水电站仙居县黄榆坑水电站位于仙居县横溪镇境内永安溪支流黄榆坑上。水库坝址位于曹坑村下游约0.6km 处，控制集雨面积3.21km2，区间利用发电输水隧洞从支流引水3.73km2，合计可利用集雨面积为6.94km2。厂址位于黄榆坑的柴坦下游约500m的左岸山脚，厂址以上集雨面积 8.56km2。黄榆坑水电站基本无调节水库，属于径流式电站， 其拦水堰坝正常蓄水高程为 468.0 米，发电主厂房地面高程为188.3 米，发电毛水头约为 280 米，总
6、装机为 2500kW ，工程任务以发电为主。2007 年 2 月， 根据仙居县发展和改革局文件仙发改投资200714号文关于仙居县黄榆坑水电站初步设计的批复和仙居县水利局文件仙水利 2006104 号文关于仙居县黄榆坑水电站初步设计技术审查意见的函，仙居县发展和改革局原则上同意了仙居县水利水电勘测设计所编制的仙居县黄榆坑水电站的初步设计，本期开始对本水电站的接入系统方案进行设计。文件见附件一和附件二。三、接入系统设计方案根据黄榆坑水电站工程建设项目的现况，现以2008 年作为接入系统设计水平年， 2010 年即作为设计过渡年，新建电站的接入系统方案如下：1、35kV横溪变电所运行概况35kV
7、横溪变电所距离仙居县黄榆坑水电站大约6.5 公里， 35kV横溪变电所运行概况如下： 主变二台，变电容量11.3MVA,1#主变型号为： SZ9-5000/35，Y.d11；2#主变型号为： SZ7-6300/35，Y.d11。 35kV 母线采用单母分段接线， 35kV 线路目前运行的有三回，由 35kV横下 3652 线、35kV西溪 3752 线和 35kV横洪 3650 线组成，备用一回，其中 35kV横下 3652 线导线型号为 LGJ-95/13.7km， 35kV西溪 3752线导线型号为 LGJ-150/12.5km， 35kV 横洪 3650 线导线型号为 LGJ-150/9
8、.1km。 10kV母线采用单母分段接线，10kV出线 8 回。 平均日负荷大约 10000kW 。2、电站送出电压等级及出线回路数从新建水电站的装机容量和电网的送电距离来看，仙居县境内35kV 横溪变电所距离水电站较近，地势较平坦，从经济性等角度来看也比较适合于线路的架设，同时由于35kV横溪变电所没有可以利用的 10kV间隔，电压等级选择35kV。从电站送出的能量来看， 电站装机容量较小，出线考虑一回即可。3、电站电气主接线黄榆坑水电站发电机组及升压站主变型号、主要参数选择如下： 水轮机 2 台，型号均为 XJD-W-X65C/1 7。 发电机 2 台，型号均为 SFW500-6/850
9、。 主变 1 台，主变型号： S9-1250/38.5 ，额定电压： 38.522.5%/0.4kV 35kV母线为线路变压器组接线方式 发电机采用扩大单元接线，即两机一变方案黄榆坑水电站升压站电气主接线图见附图一4、电站接入系统工程仙居县黄榆坑水电站采用一回35kV线路接入 35kV横溪变电所的线路， 新建 35kV线路长大约 6.5kM， 导线线型采用钢芯铝绞线LGJ-95，同时 35kV横溪变电所要求将35kV横下 3652 线线路间隔移至备用间隔，将电站专线接入现有的35kV横下 3652线线路间隔， 并要求进行相应的保护、通信、远动、计量和土建等的改造，35kV 横溪变电所电气一次主
10、接线接入图见附图二。电站接入系统工程部分附图如下：2008 年黄榆坑水电站接入后仙居县35kV及以上电网地理接线图见附图三。仙居县西北部 35kV电网主接线图见附图四。5、同期点的设置根据电站的实际情况，可以在35kV线路各侧均安置同期点。四、系统分析1、潮流计算1、潮流计算1.1 、计算说明 本专线目前有水电站总装机容量为2440kW ，对电力系统网络冲击教小，计算中，取横溪变电所35kV母线作为参考点。 计算用接线按仙居电网2008 年规划接线图，计算方式按 2008年仙居电网正常接线方式，计算负荷为仙居电网2008年负荷水平。 由于仙居县电网装机容量中水电装机容量比例较高，在电力电量平衡
11、是充分考虑了小水电发电方式对潮流分布的影响，因此，在潮流计算中采用丰水期腰荷、 枯水期峰荷二种方式， 并对以上二种方式下，下岸电站开、停机二种情况对潮流及电压的影响作不同比较。 黄榆坑水电站发电力率为0.8 。1.2 、计算结果及分析计算结果见下表所示：表一：枯水期峰荷方式单位： kV 单位分接头电压实际母线电压下岸电站开机下岸电站停机西罨变电所107.25/38.5/10.5 107.5/37.7/10.8 102.4/35.8/10.2 横溪变电所35/10.5 36.2/10.6 35.8/10.5 洪坑变电所35/10.5 36.3/10.6 35.8/10.5 白塔变电所35/10.
12、5 36.2/10.6 35.8/10.5表二：丰水期腰荷方式单位： kV 单位分接头电压实际母线电压下岸电站开机下岸电站停机西罨变电所123.75/38.5/10.5 125.8/39.5/11.2 122.4/38.4/10.9 横溪变电所38.5/10.5 40.5/10.8 39.6/10.5 洪坑变电所38.5/10.5 40.6/10.8 39.7/10.5 白塔变电所38.5/10.5 40.5/10.8 39.6/10.5 根据上面数据的分析：本水电站接入35kV 横溪变电所后，对系统的潮流以及电压的影响均在规定范围之内，同时也对各变电所的用户电压不会产生不利的影响。2、系统短
13、路计算短路电流计算水平年取2008年，并对 2010 水平年电网短路电流进行了计算（考虑 220kV安洲变一台主变，部分参数为估计值，计算结果供设计参考之用）。表三：短路电流表单位：kA 短 路 地 点2008 水平年大方式2008水平年小方式黄榆坑水电站 35kV母线1.869 1.695 横溪变电所 35kV母线2.458 2.053 注：SB=100MVA，UB为各侧额定电压 , 短路电流计算不含黄榆坑水电站站内设备。3、设备选型根据各短路点的短路电流的计算，35kV 横溪变电所和黄榆坑水电站主要设备选择的短路承受能力35 千伏为 25千安，电气设备尽量满足：、防护性能与 “五防”功能齐
14、好，安全可靠；、电气设备尽量采用无油化或近乎免维护，并满足将来发展的需要。4、无功补偿该水电站机组的功率因数可以根据电网需要通过调节发电机励磁进行调整，具有灵活的无功电力调节功能，因此35kV升压站无需装设其他无功补偿装置。5、保安电源该电站自用电系统的电源有两处，一是专用变压器S9-20/10 ，接在附近的10kV 郑桥894线上；二是利用主变低压母线电源，并装设双投闸刀切换。五、电网继电保护调度自动化通讯配置根据电力行业标准DL/T5842007 和浙江省电力公司企业标准Q/GDW-11-141-2008文件规定，电网继电保护调度自动化通讯配置如下：1、横溪变电所 35kV线路35kV横溪
15、变电所所有35kV线路间隔均已安装了常规保护以及测控装置，本期建议在35kV电站专线间隔增设低周低压解列装置，用于系统异常时解列电源。2、黄榆坑水电站保护装置黄榆坑水电站的发电机保护均采用电流速断、电压闭锁过电流、过电压保护、 低电压保护失磁及接地保护等；变压器保护采用微机继电保护，保护要求电 流速断保护作为主保护，后备保护采用复合电压启动的过电流保护， 同时配置本体重瓦斯保护和压力释放保护等非电量保护， 以上保护以上均作用于跳闸，非电量保护还要求配置本体轻瓦斯、过负荷和超温（温高）等保护，此保护均作用于信号；35kV线路保护采用阶段式电流电压保护、过流保护，此外还需配置重合闸功能， 同时建议
16、在本侧也装设高周高压解列装置。3、通信、监测和计量装置通信： 35kV 横溪变电所目前已具备完备的通信功能，黄榆坑水电站通信采用光纤通信， 光纤由 35kV横溪变电所 -黄榆坑水电站采用12 芯 ADSS 光缆，光缆长度大约6.5 公里，同时在黄榆坑水电站增设光端机一台，黄榆坑水电站-仙居县调 PCM 终端一对。监测：在黄榆坑水电站装设监控（远动）装置一套，黄榆坑水电站远动信息发送至供电局调度主站及集控站监控系统。计量装置：在35kV线路各侧均装设高压计量箱与多功能电子表一套作为电能量计量用，另外35kV横溪变电所电能量采集装置已经具备，本期要求在黄榆坑水电站装设电能量采集装置一套，各电子表的电能量数据采集后均通过站内电能量采集装置上传至供电局调度主站及集控站监控系统。4、过电压保护和接地防雷设计： 35kV 横溪变电所已设置避雷针防直接雷，并在35kV相应线路上装设避雷器以防感应雷；升压站采用避雷线延伸方式， 以防直接雷，并在35kV母线装设避雷器以防感应雷。另外，其他弱电线路进入前先埋
