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1、中 国 葛 洲 坝 集 团 埃 塞 俄 比 亚 GD3 水 电 站TBM 配套发配电系统 作 者 姓 名 ： 栗庆超 公 司 ： 中国葛洲坝集团第一工程有限公司 所 属 项 目 ： GD3 引水隧洞 TBM 项目部 工 号： 完 成 日 期 ： 2015 年 11 月 中国葛洲坝集团第一工程有限公司中 国 葛 洲 坝 集 团 埃 塞 俄 比 亚 GD3 水 电 站I摘 要本文以中国葛洲坝集团在埃塞俄比亚承包的 GD3 大型水力工程为实例。主要叙述为大型机械设备硬岩掘进机（TBM）配套供电的自主建设的发电和供电系统。整套系统是柴油发电机组发电，变压器将发电机输出的 400V 的电升压至 2000
2、0V，在高压母排并机，通过高压电缆输送给 TBM 用电设备供电。整套发配电系统非常的先进。由于TBM 在正常运行的过成中根据不同地质岩层负荷的变化非常剧烈。由于用电设备的特殊性采用了 400/20000V 远距离高压供电。采用了六台型号为 C2250D5 康明斯1600KW 发电机组以应对 TBM 负荷的剧烈变化。每台发电机组的发电额定容量最低达到 1900KVA。整套发电系统的发电容量达到 11400KVA 之多。目前在大型土建项目上使用如此大发电容量的发电系统实属少见。此发电系统在负载端发生剧烈负荷变化时低压侧电压控制在 400V，电压降上下波动严格控制在 5V 以内。20 千伏高压侧压降
3、控制在5%+5%以内。电压降控制精度之高也实属空前。作者将对这整套先进的发配电系统运行两年的实际经验进行总结，针对发电系统的常见故障进行分析和讨论，并且以此为基础，针对发电机组保养的措施进行研究和制定，是全面的改善机组使用质量和使用效率的关键点。文章将针对这一方面的内容展开论述，详细的分析了发电机组的诸多方面的故障问题，并且对保养的技术手段，进行了深层次的研究，力求为此项工作的进步和发展，做出积极的贡献。强调了柴油发电机组日常维护的重要性。简要介绍了柴油发电机的常见问题及解决方法，为提高柴油发电机组管理维护水平提供一定的建议，以此延长发配电系统的使用寿命。关键词：中国葛洲坝集团；GD3;柴油发
4、电机组；发配电；维护保养；运行；故障判断；中 国 葛 洲 坝 集 团 埃 塞 俄 比 亚 GD3 水 电 站II目 录摘 要 .I引 言.11 第一章 工程地理位置与环境概况及供电对象.22 第二章 发配电系统设计及组成.22.1 设计要求与 TBM 设备用电要求 .22.2 发配电系统组成及其功能.23 第三章 发电机组概况.43.1 发电机组六大系统.43.2 发电机组主要部件.54 第四章 发电机组的操作.54.1 发电机组开机前检查.54.2 发动机的运转.64.3 机油温度.64.4 冷却液温度.74.5 机油压力.75 第五章 发电机组的日常维护.76 第六章 发配电系统的常见故障
5、及排除方法.9结 论.11中 国 葛 洲 坝 集 团 埃 塞 俄 比 亚 GD3 水 电 站1引 言随着全球经济一体化，国际市场为有实力的大型企业提供了广阔的舞台。国际工程承包市场因其地域环境、政治不确定性、价值观取向和不同生活习俗等风险因素的存在以及实力差距悬殊。葛洲坝集团为积极响应国家“走出去”的经济战略方正政策。葛洲坝集团提出加速建设具有国际竞争力的大型企业集团，国际业务被列为葛洲坝集团重点战略方向。埃塞俄比亚 GD3 水电站便是葛洲坝集团响应国家“走出去”政策的一个大型基础设施建设工程的典型。埃塞俄比亚是位于非洲东部的一个贫穷国家，是世界最不发达国家之一，基础设施落后，连最基本的生活都
6、无法保障，主要以农业和畜牧业为主，工业基础非常落后。全国电力供应严重不足。由于埃塞俄比亚资源严重匮乏，煤炭、石油等能源几乎为零，大部分需要进口，但水利资源丰富。为了改善国内严重短缺的电力供应，埃塞俄比亚政府决定大力开发水利工程发电项目。GD3 便是埃塞俄比亚迄今为止最大的一座水轮发电在建项目。因此 GD3 整个项目的所有用电设备都是在用柴油发电机来进行供电。因为水电建设大部分都是在人间稀少的地方，加上国际水电市场大都在东南亚，非洲，和南美洲等不发达地区。在这些市场区域普遍电力供应不足。所以大型柴油发电机供电设备在大型水力工程将设过程中将起到非常重要的作用。随着国际市场的不断打开，大型的发电机供
7、电设备也将逐渐的运用到项目建设过程中来。中 国 葛 洲 坝 集 团 埃 塞 俄 比 亚 GD3 水 电 站21 第一章 工程地理位置与环境概况及供电对象GD-3 水电站位于北纬 538，东经 3943，属热带雨林区。工程区位于埃塞俄比亚首都亚的斯亚贝巴南部稍偏东约 400km，靠近索马里、肯尼亚边境地带。GD-3 水电站总体可分为大坝及附属建筑物、输水建筑物、地面厂房及开关站建筑物等，坝址位于 Genale 主河道中部。输水系统主要包括进水口、叠梁检修门竖井、低压隧洞段、调压井、事故检修门井、斜井上平段、斜井段、斜井下平段、高压管道段、尾水洞以及明渠段。进水口位于大坝上游约 2.5km 的左岸
8、，为钢筋砼结构，结合事故检修闸门以及拦污栅布置。进水口和调压井之间约为 12.4km 长的引水隧洞，引水隧洞便是用硬岩掘进机施工开挖直径 8.1m 的岩石隧洞，将要讲述的便是给硬岩掘进机（TBM ）设备配套供电的发配电系统及柴油发电机站。TBM 负载容量大约在6000KVA。发配电系统提供的发配电容量在 11440KVA。2 第二章 发配电系统设计及组成2.1、设计要求柴油发电机站主要设计建造在大型机械用电设备硬岩掘进机（TBM）进行施工的引水隧洞的洞口边以方便供电。由于被供电的设备是移动设备，且随着工程的进度，给 TBM 供电的距离逐渐拉长。所以我们采取了型号为 C2250D5 的六台 16
9、00KW 康明斯柴油发电机并联 400 伏升 20 千伏高压远距离输电的方式给用电设备进行供电，减少电缆造成压降，以确保供电的质量能达到设备正常运行的标准。TBM 用电设备用电要求：硬岩掘进机用电为柴油发电机组并机发电，升压变为 20kV（可根据硬岩掘进机要求的电压等级进行供电）后以高压电缆输送电力，电压波动范围15%10%。连续皮带机、隧道通风、洞壁照明及现场施工用电，都采用发电机组供电，并根据用电负荷以及用电地点综合安排布置，电压等级 400V， 电压波动范围15% 10%。通过滤波和削波装置，达到设备供电所需品质，并考虑应急情况的相关保护措施，确保供电安全。2.2、发配电系统的组成结构及其功能发配电系统主要采用了康明斯 DMC200 集中远程控制系统。中 国 葛 洲 坝 集 团 埃 塞 俄 比 亚 GD3 水 电 站3发配电系统主要是由发电机组室、变压器区、高压室、远程监控室和油库组成。 发电机组室主要有六台 1600KW 康明斯柴油发电机和 6 个低压断路器控制柜构成。采用的型号为 C2250D5 的 1600KW 康明斯发电机组是产自美国的最先进发电设备。由于技术的保密性，目前国内无法生产。发电机组主要由 PCC3201 标准的并机型控制器控制，能够自动实现同步并机，负载分配，包括必要的逆功率保护，失磁保护等功能。PCC32O1 控制系统的工作程序：
