刍议水利枢纽工程中的电气主接线设计

【摘要】在不以发电为主的综合利用水利枢纽工程中如何充分发挥发电效益.如何在水库不同运用条件下，使发电机组在已接人的电力系统中充分发挥作用.是此类工程电气主接线设计中必须引起重视并需突破常规考虑的问题。

【关键词】发电效益；水利发电机组运行特点；电气主接线

【 abstract 】 not mainly in power generation of comprehensive utilization of water conservancy hub project in how to give full play to the power benefit. How to use different in the reservoir conditions, make the generator set in already pick up person power system play its full role. This project is the main electrical wiring design must be taken seriously and need to break through conventional consider problems.

【 key words 】 power benefit; Water conservancy generator operation characteristics; The main electrical wiring

中图分类号： TV文献标识码：A文章编号：

随着国民经济的发展及对经济发展认识的深化，水资源的综合利用已日益引起社会的关注和重视，从过去常见的为防洪、灌溉或发电而兴建水利或水电工程，从充分的利用水资源的角度规划到兴建综合利用的水利枢纽工程，不仅是大型水利工程，就连中小型水利工程也都越来越重视如何能够充分的发挥工程应有的社会效益。

1既定条件下发挥水利工程的发电效益

综合利用水利枢纽工程中发电往往不是第一位的任务，水库的运用主要取决于防洪、灌溉、城市供水、航运等因素，并协调它们之间的关系。工程设计中一般易将发电当成附带的效益而不做更深入的探讨。但事实上不仅大型就是中小型综合利用水利枢纽工程也存在着诸多发电效益的潜力，一般其建成的初期阶段发电效益还较突出。从事电气主接线设计的人员，需要主动配合动能经济规划工作，结合工程所在电力系统的需要，充分考虑水库运用的不同季节、不同年度、其他不同因素及诸多因素的变化趋势或规律，深人挖掘该工程发电效益的潜力。

1.1水利工程不同季节的发电潜力

水利工程中水库运用季节性较强，对某一项此类工程而言，常常在特定季节有其特定的要求，而在其他季节则有灵活运用的余地。如以防洪为主的水库一般要求汛前放空水库留出防洪库容，而讯后蓄水则可主要用于发电。以灌溉为主、满足下游用水需求的水利工程常被认为只能利用放水时发电，似乎仅相当于径流发电而无调节能力可言。事实上东北内蒙古地区主要要求解决5一6月间春灌用水，其他季节则可更多兼顾发电的要求，即除了在雨季可利用来水充分发电外，从秋冬直到来年春季约半年以上的时间里，均可在水库水位较高(以蓄够来年春灌用水)的情况下，利用少量来水担任所在地区电力系统的调峰和事故备用，可大大改善该电力系统的运行情况。

1、2水利工程不同年度的发电潜力

水利工程中不同年度水库的运用也存在很多发电潜力。如以灌溉为主的水库，所需调节库容往往是按规划灌溉面积计算的，而为实现灌溉所需的农田工作一般则需要一定乃至相当长的时间才能完成，即水库建成后常常需要几年甚至十几年的时间灌溉面积才能达到规划值。在此期间则可采用以发电为主逐步过渡到以灌溉为主来设计水库的调度运行，更多地发挥发电效益，其发电直接经济所得亦能很好地补充工程投人初期还贷的迫切需要。

其他因素的存在和其演变规律也有类似的情况应予以考虑。

总之，电气主接线的设计人员的首要工作是主动配合规划设计人员充分依据上述种种因素最大限度地挖掘工程的发电潜力，合理地设计工程的装机容量和装机台数。

2水利工程发电机组运行的特点

综合利用水利枢纽工程的发电机组容量不一定很大，但该工程发电机组的运行情况却往往比单纯水力发电工程复杂。即在一年的不同季节，机组的运行不但受来水条件的影响而且要受放水条件的制约。在一年中某几个月份，机组运行主要决定于非发电任务，而在其他月份又有按电力系统要求调节发电出力的可能。如以防洪为主的水库在讯前放空水库期间因发电水头降低，会使发电出力下降，而在汛期机组则要尽可能超出力运行以获得更多的发电量。当水库有调节灌溉用水任务时，在灌溉季节，机组需按灌溉用水要求连续运行，流量可能大致不变但水头则会持续下降造成发电出力逐渐减少，而在水库蓄水以后的秋冬季节，因天然来水量较少，水库机组仅留少量甚至一台做调峰运行。总之，不同的工程，在一年的不同季节里，其发电出力、机组运行台数和单台机组的发电容量都有很大的变化，因此深入分析本工程机组运行的特点将是电气主接线设计中应引起重视并不可缺少的一个工作环节。

3根据工程特点选择电气主接线

3.1电气主接线应有较好的灵活性

水利工程的电气主接线设计常常受两个相互制约的要求的影响，一方面要求主接线尽可能简明清晰，以节约投资和便干电站的运行维护;另一方面又要求所选用的电气主接线有较好的灵活性以适应于不同的运行状况。一般以发电为主的工程宜更多地考虑前一个因素，而综合利用水利枢纽工程则应更多地考虑后一因素，即充分考虑电气主接线的灵活性，使其具有适应于各种不同运行状况的能力。

3.2电气主接线应有相应的可靠性

在比较选择电气主接线时，可靠性是一个必须考虑的问题。结合水利枢纽工程电气主接线设计中有可靠性的分析相对比较还得顾及一个不同于一般水力发电工程的特殊特点，即不但要考虑设备事故对发电的影响，还必须考虑设备事故对该枢纽其他功能的影响。如灌溉用水往往是通过发电机组放水的，在枢纽不再专设足够其他放水设施的情况下，机电设备故障不仅仅是影响发电而且还会影响枢纽下游的灌溉用水，这在灌溉季节会造成大面积农田的减产，其损失和影响更大于发电容量的损失，因此必须要充分考虑这一因素的影响。需要注意的是，该因素对可靠性的要求又不同于发电设备，即在此种情况下一般还可允许电站短时停运，而对需较长时间才能修复的主设备事故则需慎重对待。这一点在选择机组和主变压器台数时是不可忽视的。

厂用电源及其接线的可靠性也有类似问题需要考虑，特别是对泄洪、航运等设施供电要求的可靠程度比厂房内机组辅助设备用电要求的可靠程度还要高。中小型水利枢纽工程在厂用电源不多的情况下，常考虑起动本电站机组供电的可能性，并在接线设计和机组附属设备设置中需考虑落实本方案的可能。

3.3电气主接线应有一定的经济性

中小型水利枢纽工程其电站高压出线一般比较简单，有时只有一回35一110kV出线，因此主接线高压侧接线一般趋向于采用单母线接线或变压器―线路组接线。此时线路或高压侧母线故障会造成全厂停机，但考虑到线路故障修复时间较短，一般不会对其枢纽功能产生较大影响，与之相应的高压侧一般也不一定设旁路设施，以简化接线、减少投资。

综上所述，在结合水利枢纽建设的电气主接线设计中完全可以依据该工程的特点，充分挖掘本工程发电效率的潜力，深人研究该工程机组运行的特点，能够得到较好的适应性、相应的可靠性与相对比较经济的电气主接线。