冯家山一级水电站增效扩容改造电气设计.docx

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1、组别：Y,d-11；阻抗电压：7.0%：功率因数：0.8。水轮发电机机组型号：TSL260A2-24；额定容量：125OkW；额定电压：6.3kV；额定电流：143.2A；功率因数：0.8；额定转速：250rmin;效率：93.5%o2.1.2 发配变电设备现状冯家山水库一级水电站安装TSL260A2-24水轮发电机两台，接受手动准同期方式进行并网运行。发电机母线电压为6.3kV,通过一组TMY-80X10硬母线引至户外IB主变压器，同时用ZLQ21-10万0电缆送至2B主变压器。该站从坝区124回路溢洪洞进口变压器(250kVA)低压侧取得电作为厂用电常用电源，另外在35kV母线侧加装一台容

2、量为80kVA变压器作为厂用电备用电源。选用BZGN-I-20/220型银镉蓄电池屏作为直流电源，同时用作全站的限制爱惜电源。选用两台KYN-IO-06(D)高压柜作为发电机出线限制柜；电压互感器柜型号为KYN-Io-44,两台主变6.3kV侧进线柜型号为KYN-IO-14(D)和KYN-IO-04,另外还有一台连接一、二级站的6.3kV母线联络柜KYN-IO-06(D)o35kV出线断路器为DW8-3%00型。该站凹凸压开关柜及配电设备大部分为淘汰产品，并且已超过电气设备的运用寿命年限，应予以更换。2.1.3 电站厂用电水电站厂用电接受380/22OV三相四线制供电系统，单母线接线。2.2继

3、电爱惜现状2.2.1 继电爱惜配置冯家山水库一级水电站水轮发电机组、变压器、线路继电爱惜，经冯家山一级水电站增效扩容改造电气设计摘要：冯家山一级水电站现存的电气一次设备老化严峻、二次设备智能自动化水平较低，严峻影响了电站的平平稳定运行，文章在对这些问题进行分析的基础上，对电站增效扩容改造内容及电气设备选型等内容进行了深化探讨。关键词：冯家山；水电站；增效扩容；电气改造中图分类号：TV74文献标识码：A文章编号：1006-8937(2015)21-0005-021工程概况冯家山水库是以浇灌为主，兼顾防洪、发电、供水、养殖等综合利用的大(2)型水利工程。水库枢纽工程位于宝鸡市陈仓区桥镇乡冯家山村下

4、的千河河谷中。水库设计库容4.13亿m3,调整库容2.86亿m3,防洪库容0.92亿m3,死库容0.91亿m3,水库限制流域面积3232km2,设计浇灌农田136万亩。工程枢纽主要由拦河大坝、泄洪洞、溢洪洞、特殊溢洪道、输水洞、电站工程等建筑物组成。主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。2电站电气一二次的现状2.1 电气一次现状2.1.1 主变压器及水轮发电机变压器型号：SJLl-3150kVA3济.3kV；额定容量：3150kVA；接线电站励磁系统更换改造。电站调速器限制系统更换改造。3.2电气设备选择3.2.1 发电机选择改造后发电机的性能符合国家标准GB/T7894-2001水轮发电机基本

5、技术条件、GB/T755-2000旋转电机定额和性能等相关标准的规定。改造后发电机主要参数：型号SF-Kl250-20/2600；额定功率1250kW；额定电压6300V；额定电流143.2A；额定转速300r/min；效率96.0%：频率50Hz：功率因数0.8。3.2.2 主接线方式的确定冯家山渠首一级站主接线接受单母线接线方式，其中包括二级水电站并入接线。在二级电站改造时已经把IB主变压器及35kV侧电气全部更换，此次只对一级站04kV和6.3kV电气设备和10kV变压器（容量为1600kVA）进行改造。3.2.3 电站厂用电电站厂用电接受380/220V三相四线制供电系统，备用厂用电电

6、源接自坝区124回路溢洪洞进口变压器低压侧,常用厂用电电源接自35kV厂用电低压侧母线（和二级站共用），厂用变压器容量为20OkVA（备用变压器同时考虑二级站）互为冷备用，提高了水电站厂用电的牢靠性。3.2.4 直流系统改造现场查看，主要包括：水轮发电机：纵差爱惜、低电压闭锁过电流、过电压、失磁、过负荷、转子一点接地等。主变压器：纵差爱惜、复合电压过电流、瓦斯、温度爱惜、过负荷、过励磁、零序爱惜。输电线路：限时电流闭锁电压速断；后备爱惜；过电流等。3.2.5 同期直流励磁系统同期装置为手动准同期，操控繁杂。直流电源为镉银蓄电池，蓄电池漏液严峻、维护困难，且配件不易购置。励磁系统接受直流励磁机励

7、磁，励磁方式落后、能耗大，运用以后故障较多、并网困难，影响机组平安运行。3增效扩容改造内容及电气设备选择3.2.6 扩容改造内容结合冯家山水库一级水电站电气设备存在的问题，设计对水轮发电机，励磁系统，电气一、二次设备进行改造，并提高电站的综合自动化程度。改造只改造两台机组（1#、2#）,具体包括以下几方面：依据水轮机出力，选择更换原水轮发电机。电站的高压开关柜进行更换改造。低压配电屏及动力限制箱更换改造。电站的综合自动化系统（机组限制、开关限制，机组、线路、变压器爱惜）更换改造。电站直流电源系统更换改造。避雷器：型号EAT-5D-筋00；额定电压8kV；残压26.2kV。开关柜，选用三台型号为

8、KYN28-12-58的开关柜。真空断路器：型号VBG-I施30-25kA；额定电压12kV；额定电流630A；额定开断电流25kA；额定峰值耐受电流50kA。电流互感器：型号LZZBJ9-10；额定电流比200万A；精确度级：0.V10P10o发电机出口引线电缆的选择：按最大长期工作电流选用YJV型电缆,电压等级10kV,按经济电流密度选择电缆截面为3X150mm2o厂用电配电箱柜：电站原低压配电屏为开敞式结构，柜内开关、母线袒露安装、操作平安性差，装置外壳、二次接线端子锈蚀严峻，故障多、不能进行正常运行。依据电站实际，设计选用GGD2型沟通低压配电屏和XL-21型低压配电箱。3.2.7 限

9、制、爱惜、同期考虑该水电站属于小型水电站，设计接受全套微机测量、限制、爱惜设备，实现机组和闸门限制自动化；其计算机监控系统作为上位机，实现和远程监控中心之间的数据传输、故障录波、运行记录等。全厂监控系统。接受计算机监控系统为主，简化常规为辅的模式。监控系统接受分层分布式全开放系统，便于系统的扩展。监控系统由厂级计算机层和现地限制单元组成，现地限制级有LCU,执行对应于机组，开关站、公用设备等的实时监控。LCU即作为全厂监控系统的现地限制层，向电厂上级上行发送采集和各种数据、事务信息，接受电厂级的下行叮嘱对设备电站直流电源现接受老式BZGN-I系统镉银蓄电池屏，蓄电池存在漏液严峻、维护困难等问题

10、。蓄电池爬碱严峻，接线端子大部分锈蚀。对电站直流电源必需更换改造，改造接受先进的微机高频开关免维护直流电源装置，装置型号为GZDW,电池容量为IoOAh。3.2.5变电站改造改造变电站的接线方案维持原接线形式不变，鉴于变电站大部分电气设备年久老化，绝缘强度降低，事故率高，并且变压器属高耗能产品，故改造更换变电站全部电气设备，内容包括：主变压器、厂用变压器。2B主变：Sll-I600kVA10.52.5%6.3kVo阻抗电压：6.5%；结线组别：Y,dlloIokV隔离开关：型号GW9L2200-6.3kA；额定电压12kV；额定电流200A；额定开断电流0.2kA；额定峰值耐受电流6.3kA。

11、避雷器：型号HY5WZ；称1；额定电压51kV；残压134kV.发电机出线开关柜：型号KYN28-12-04o真空断路器：型号VBG-1%30-25kA；额定电压12kV；额定电流630A；额定开断电流25kA；额定峰值耐受电流50kA。电流互感器：型号LZZBJ9-10；额定电流比200方A；精确度级0.V10P10o6.3kV母线PT柜：型号为ETY-J/X-7.2kV。电压互感器：型号JDZJKX-12；额定电压6kV；额定电压比：631QmkVo高压熔断器RN2-1.5Ao红水河，2014,(3).进行监控，在上位机或网络故障时又能独立工作。继电爱惜。接受微机爱惜，继电爱惜装置配置为：

12、发电机：纵差爱惜；复合电压过电流爱惜；定子过电压爱惜；定子过负荷爱惜；发电机转子一点接地爱惜；发电机定子单相接地爱惜；水机爱惜。主变压器：纵差爱惜；复合电压/过电流爱惜；低压侧过电压爱惜：重瓦斯爱惜；轻瓦斯爱惜：油温上升爱惜。35kV线路：过电流爱惜；单相接地爱惜。同期。冯家山水库一级水电站选用自动准同期和手动准同期，同期点设在发电机6kV出线真空断路器处。微机自动准同期作为正常同期方式，手动准同期作为备用同期方式，全站设一套手动准同期装置。4结语冯家山一级水电站建于1992年，由于技术条件和设备条件等缘由，电气设备现存老化严峻、机组效率不高、自动化程度低、能耗高等问题,水力资源没有得到充分利用，严峻制约电站效益的正常发挥。通过合理计算分析，优选先进智能的电气设备和继电爱惜装置，有效地提高了电站电气设备运行的平安牢靠性和节能经济性。参考文献：1西北水利水电建筑勘测设计院.冯家山一级水电站增效扩容改造项目初步设计R.2012.王连庆.对小型水电站电气一次主接线形式改造的初步探讨UL