水电站设计布置

水电站设计DHPS第20卷第4期2004年12月龙滩水电站机电设计与厂房布置徐立佳(国家电力公司中南勘测设计研究院,湖南长沙410014)摘要:龙滩水电站共装设9台单机最大容量为700MW的水轮发电机组,全部布置在左岸地下厂房内。机电设计和厂房布置经过了国内外专家的咨询和不断的优化完善,经技术经济比较主变压器推荐采用组合三相变压器、500kV设备采用GIS、500kV出线采用挤包绝缘电缆,并设置SF6发电机断路器。本文主要对机电设备选型、厂房尺寸的的确定及机电设备布置等进行了概括和总结。关键词:机电设计;设备选型;厂房布置;龙滩水电站中图法分类号:TV734;TV73116文献标识码:B文章编号:1003-9805(2004)04-0032-04收稿日期:2003-07-16作者简介:徐立佳(1965-),女,湖南益阳人,学士,教授级高级工程师,主要从事水电工程电气设计工作。1前言龙滩水电站位于广西天峨县,距天峨县城15km,是红水河上的龙头电站。电站近期按正常蓄水位37510m建设,最大水头154m,最小水头97m,初期装机7台,单机额定容量600MW(最大容量700MW),总装机容量4200MW,年平均发电量15617亿kW·h,年利用小时数3740h,总库容16211亿m3,具有年调节性能。远期按正常蓄水位40010m设计,最大水头179m,最小水头107m,增设2台机组,总装机容量5400MW,年平均发电量18711亿kW·h,年利用小时数3470h,总库容27217亿m3,具有多年调节性能。龙滩水电站在电力系统中担任调峰、调频和事故备用,电站以500kV电压等级接入电力系统。工程于1990年8月通过能源部主持的初步设计审查,1992年5月通过中国国际工程咨询公司的可行性评估,2001年7月1日正式开工兴建,计划2007年第一台机组投产发电。2设计过程由于国家宏观经济政策调整,龙滩水电站在通过1990年初步设计审查和1992年可行性评估后,经历了1994年原招标设计阶段和1999年补充可研设计阶段,于2001年开工,目前已进入招标及施工详图设计阶段。在此期间机电设计和厂房布置经过了国内外专家的多次咨询:1994年3月国内有关专家对龙滩工程的机电设计进行了咨询;1994年5月美国哈扎国际工程咨询公司对龙滩工程的机电设备布置方案和设备参数优化等进行了咨询;1994年6月加拿大CCEPC-RSW公司对龙滩工程的引水发电系统进行了咨询;2001年7月“龙滩水电站地下厂房系统技术专题讨论会”对厂区枢纽布置和主要洞室控制尺寸进行了咨询和讨论。同时为了更好地做好龙滩水电站机电设计和机组招标评标工作,2002年7月召开了“龙滩水电站厂房机电布置及机组技术专题讨论会”。机电设计根据上述咨询和讨论进行了不断的优化和完善。3电气主接线关厂电气主接线,在1990年8月《红水河龙滩水电站初步设计审查会议审查意见》中,“同意采用发电机、变压器单元接线,不设发电机断路器,500kV电压侧采用双母线四分段接线的电气主接线。是否装出线旁路设施或采用出线双断路器方式,希进一步研究确定”。为此,完成了《500kV侧接线方案优化专题报告》,从技术经济与运行维护等方面进行了详细的分析比较,认为双母线四分段,出线双断路器(其中分段断路器兼作出线断路器)接线运行可靠性高,事故停电范围小,运行维护方便,继电保护相对简单,与双母线四分段带旁路母线相比,设备投资相对较省,综合技术经济指标较好,故推荐500kV侧接线为双母线四分段,出线双断路器接线,其中分段断路器兼作出线断路器。这种接线是基于1986年的接入系统设计和当时的设备制造水平。目前,根据《龙滩水电站输电系统规划设计》报告和国家电力公司国电规[2001]799号《关于印发广西龙滩水电站输电方案评审意见的通知》,电站以交流500kV电压接入系统。通过委托清华大学对双母线四分段接线、3/2接线、4/3接线、3/2和4/3混合接线4个主接线方案的可靠性进行分析研究,研究表明,4/3接线方案可靠性较高,投资较省。同时目前ABB公司己能生产额定电流达28000A的SF6发电机断路器,并有挂网运行经验,可满足龙滩要求。由于龙滩电站要在系统中担任调峰,因此通过分析比较认为,龙滩水电站装设发电机断路器是必要的、也是可行的。4主要设备选型411水轮发电机组根据上级主管部门确定的原则,水轮发电机组采取国内公开招标的方式。这是我国首次立足国内招标的巨型水轮发电机组。由于龙滩水电站有前期375m和后期400m两种水位,要确保前后期机组均能安全、稳定、高效运行,水轮发电机组的设计存在水头变幅大、负荷变幅大、下游水位变幅23大三大难点。为保证设计制造质量,在机组招标文件中规定未独立设计制造过单机容量500MW及以上机组的厂家必须与国外有相关