水电站电气优化设计的几点思考

水电站电气优化设计的几点思考

王剑宇

（（哈电集团）电机厂有限责任公司成套工程事业部150036）

摘要：电力能源作为一种传统的能源形式，其在国民经济的发展中不断发挥着自身的作用，其也是当下我国支柱性能源形式的中坚力量。当下的中国的电力生产规模已经跃居世界首位，相关的电力生产质量也在不断得到提升，其主要表现在情节生产环节的不断夯实，以作为众多二次能源主力军的电力能源，水能源在我国得到了较大程度的开发，其作为我国的新能源行列的中坚力量，与水资源的相互结合逐步成为电力生产的新思路，并且这种思路大有规模运作的可能，本文中所涉及的内容就是水电站电气设计的几点思考。

关键词：电力能源；二次能源；水电站；思考

1研究背景

水力发电即是环保能源，又是可再生能源。水力发电所发出的电能非常的可观，为电力能源做出了巨大贡献，已经成为重要的发电方式之一。水力发电呈现分布式，客观来说只要有河流就可以建立一个小型的水力发电厂。

早在清朝的时候，我国的石龙坝水力发电站的工程落地拉开了我国就该领域技术探索的序幕，该水力发电站的开工时间为为1910年，仅仅过了两年就开始发电操作，该水力发电站在那个科技并不发达的年代也算较为宏伟的工程，其一号和二号发电组就能实现480000瓦特的发电功率，其运作的输电范围可以覆盖到云南昆明。作为当下世界电力格局中的新思路，规模适中或者是较为小型的发电站仍是当下水力发电站主要的设计思路，借着当当下全球节能减排的东风，我国的水力发电站的建设得到了较大幅度的发展，已经在中小型的水力发电站层面的工程落地的规模提升到总容量超过七千万千瓦的范畴，这个数量也极其接近我国全部发电总数的四分之一，我国在该领域的发展已经遥遥领先。

2电气主布线设计原则

水电站的电气主布线设计原则应当结合水力发电站所处的自然环境，这些环境往往包括水质环境、水力、风力、站的大小、以及电力设备的构成、相关设备的分配、傍水地质形态等多方面的范畴，从而能够以相关的电力生产运转稳重求进的前提下选取最为安全的、高效的、稳定的、可操作性的运作思路，并且结合客观思路，保证当电力事故发生的时候，有足够的维修空间以及对于电力生产的过程中成本管控工作的顺利开展等多方面的范畴，总之，前期的准备是一个冗杂需要进行综合考量的过程，只有进行多方面的考量，发电站的主线布线才能满足高质量水力发电工作开展的需求，除此之外，在布线难度方面仍然尽可能化繁为简，从而便于电力系统的维护，而且能够在尽可能满足电力生产的质量的同时，承接先辈工程师的工作经验，选取易于管控的方式进行相关技术布局的操作。优选设计方案，使推荐方案供电可靠，经济合理。

3水电站设计中变压器的选择

3.1择优确立主体变压设备的规格

首先是在发电系统所需要承担的负荷十分微小的时候，可以利用发电设备的电压母线上的剩下的有功功率和无功功率，从而把其传递到电力系统之中。

其次是，在发电系统设备中的最大的发电设备出现问题的时候，可以保证电力系统能够尽可能地把最大电压的负荷传递大宋系统之中，尤其在电力系统规划设置的进程中，因为系统问题需要对最大规格的发电站进行关断的时候，应当进行变压设备系统输电，这个时候应当考量经过变压设备的最大负荷。

再者是依据水力发电站的规模等客观情况进行变压设备规格的设定。

除了以上之外，应当考量负荷曲线的规律，尤其是在发电站项目运作的开始阶段，能够保证在负荷较小的情况下把发电力设备上的负荷传递到变压系统内部。

3.2择优确立主变压设备的相数

首先是在设备转移不会因为客观因素影响的前提下，在变压设备处在330兆瓦的规格之下的单元布线的主体变压设备及其330千伏范畴之内的发电站及其电力变电系统，应当采取三相位的变电设备的设计思路。

其次是在发电站的系统承载电压在五百千伏范畴的情况下，尤其是在单个设备规格在三百兆瓦，升压幅度在五百千伏的情况下，为了更好地实现成本管控的目的，应当首选单相位的变压设备。

4择优选择电压互感设备规格

首先是在6千伏到35千伏的室内配电设备的选择过程中，对于电气设备的选择层面可以采用油浸式或菏泽市浇筑式的电压互感设备，当配电电压大于110千伏的情况下，可以采用电磁式的电压互感设备，在对于电力生产的过程中，对于精确度等层面要求较高的情况下，可以将电容式的电压互感设备纳入设计方案。

其次是三项式的电压互感装置往往在成本管控层面有更大的管控空间，然而该类变电设备仅仅适用于20千伏之下的三相的电力运作，其最为广泛会应用于3到15千伏的系统之中，在三相三柱式的互感装备中，应当为了防止电网单相接地的时候，因为过大的磁阻烧坏设备，因此这类互感设备往往不会进行接地操作。

5防护雷击的方法

接闪设备及其避雷针组成的防雷设备，其主要的承接雷击的设备是接闪设备，该设备呈金属性，同设备进行接地保护，从而对设备进行雷击情形下的正常操作提供保障。

首先，架起避雷线是一种工程成本较高的防雷方式，其通常会用于高于66千伏的线路保护工作，其主要的的运作方式是让变电站输出电线的一段电压较高的线路进行架设，对于一些低压电路，往往为了节省成本，不会进行架设避雷线的操作。

在另一方面，通过三角形的布线方式，让三角形的一个顶点充当防雷的结构，因为日在3到10千伏的线路往往不会进行接地，这也为这种操作设立了可操作性。当遇到强雷冲击的时候，保护结构会被击穿，连接顶端的接地线会分解强大的高压雷击，从而达到保护整体电路的效果。

参考文献：

[1]李佳.电气主接线的可靠性与经济性评估，山西电力.2008（6）：7-9

[2]黎红梅，苑舜.变电所电气主接线可靠性分析方法的研究，东北电力技术.2008（1）：15—17

[3]余新才.变电站电气主接线的可靠性研究，中国农村水利水电.2012（6）：120—123