張慧媛

(貴州省水利水電勘測設(shè)計研究院，貴州 貴陽 550000)

水利樞紐工程供配電系統(tǒng)作為整個水利工程的重要部分之一，承擔(dān)著使工程內(nèi)各種電氣設(shè)備正常運轉(zhuǎn)、保證整個工程安全平穩(wěn)運行，并實現(xiàn)其水利功能的作用。這就使得在施工前方案規(guī)劃階段對于供配電系統(tǒng)的設(shè)計尤為重要。在當(dāng)前的一些水利樞紐工程中，對于供配電系統(tǒng)的設(shè)計有時完全憑借經(jīng)驗及數(shù)據(jù)計算，沒有科學(xué)、系統(tǒng)性地總結(jié)工作經(jīng)驗形成一套理論，同時也沒有結(jié)合工程區(qū)域內(nèi)的相關(guān)特點，容易造成設(shè)計失誤，影響電氣系統(tǒng)使用，進而影響整個工程正常功能的發(fā)揮，甚至對工程本身的質(zhì)量都造成較大影響。本文主要通過對不同水利樞紐工程以負荷等級作為分級標(biāo)準(zhǔn)對供電電源選擇及系統(tǒng)方案進行總結(jié)，以期實現(xiàn)形成科學(xué)理論。

1　水利樞紐工程用電負荷確定

1.1　大型水利樞紐工程用電設(shè)備負荷等級

大型水利樞紐具有十分重要的地位，一旦發(fā)生事故，將會波及較大范圍內(nèi)個人及企業(yè)的人身及財產(chǎn)安全，甚至產(chǎn)生極為惡劣的影響。所以，大I型或大II型水利樞紐工程的用電負荷等級應(yīng)均為一級負荷。在這些大型水利樞紐工程中，有些部分應(yīng)在一級負荷要求上，對此提出更高要求，其中包括：泄洪設(shè)施、應(yīng)急照明、水情監(jiān)測系統(tǒng)電源、視頻監(jiān)控系統(tǒng)電源、閘門計算機監(jiān)控系統(tǒng)電源，防洪指揮工作電源等[1]。

1.2　中型水利樞紐工程用電設(shè)備等級

中型水利樞紐作用仍十分關(guān)鍵，一旦出現(xiàn)事故，會對較大范圍內(nèi)的個人及企業(yè)的人身及財產(chǎn)安全產(chǎn)生較嚴重的影響。所以，應(yīng)將中型水利樞紐工程用電負荷確定為二級負荷。其中，對于大壩防洪能力要求高，下游有較多居民和較重要廠礦區(qū)的中型水利樞紐，應(yīng)將用電設(shè)備等級定為一級負荷。而對于中型水利樞紐的泄洪設(shè)施，由于其肩負著防洪、通信、照明、監(jiān)控、水情監(jiān)測等設(shè)備的供電，所以也應(yīng)將其確定為二級負荷，而對于其他設(shè)備，可確定為三級負荷。

1.3　小型水利樞紐工程用電設(shè)備等級

小型水利樞紐在水利系統(tǒng)中也起著一定的作用，一旦出現(xiàn)事故，也會對一定范圍內(nèi)的個人及企業(yè)產(chǎn)生一定的影響。所以，對于小I水利樞紐，如果其下游有較大城市、村鎮(zhèn)、廠礦，及其他對生產(chǎn)生活作用較為重要的設(shè)施，則應(yīng)將泄洪設(shè)施、應(yīng)急照明等設(shè)備的用電負荷確定為二級負荷，其他可確定為三級負荷。對于小II水利樞紐，可全部確定為三級負荷。

2　不同負荷等級供電電源

2.1　一級負荷供電電源

按照規(guī)定，一級負荷供電電源的電源點可以選擇在電網(wǎng)中兩個電源聯(lián)系不明顯或者電氣距離較遠的點。但在實際操作中，這兩種情況都是不易尋找的。

(1)電源電氣聯(lián)系不明顯。該點可以用如下的辦法確定：如果兩個變電站的母線分別接入10 kV電源，但在正常情況下，這兩個變電站的上級變電站互相沒有線路連通，滿足此種情況可以把這兩個電源看作電氣聯(lián)系較弱。

(2)電氣距離較遠的點。在上一種情況中，如果兩個變電站的上級變電站互相有線路連通，當(dāng)其連接距離>100 km時，且兩個35 kV變電站與上級間連接距離分別>30 km，則經(jīng)過計算可以得出，兩個電源電氣距離>100+30+30=160 km時，可看作這兩點電氣距離較遠。

2.2　二級負荷供電電源

二級負荷供電電源主要分為以下兩種：

(1)兩回線路供電。兩回線路供電與傳統(tǒng)的雙重電源供電不同，其兩個電源不需互相獨立。在實際的一些中小型水利工程中，常用供電方式的電源由一條電屏低壓饋線和一條柴油發(fā)電機直饋線組成，其優(yōu)點是可靠性較有保證，且經(jīng)濟成本在可控范圍。在一些中小水利工程中，還通常設(shè)立壩后電站，其作用是可以通過電站自發(fā)電滿足工程自身所需電能。同時，在電站發(fā)電停止時，也可以通過與之連接的電網(wǎng)反過來送電來滿足工程所需。

(2)一回6 kV或以上的架空線路供電。此種方法主要應(yīng)用于系統(tǒng)負荷不大或當(dāng)?shù)毓╇姉l件較為不便的系統(tǒng)，此種方法就是直接從附近的變電站或開閉所引入6 kV及以上母線來作為電源。需要注意的是，此種方法必須采用架空線路連接，不得采取電纜等方式。

3　不同負荷等級水利樞紐工程供配電方案設(shè)計

3.1　一級負荷供配電系統(tǒng)方案

一級負荷供配電系統(tǒng)設(shè)計方案主要有如下兩種：

(1)單母線斷路器分段。此種方法中，10 kV供電系統(tǒng)及0.4 kV配電系統(tǒng)接線均采用單母線斷路器分段方式，同時在0.4 kV線路設(shè)立應(yīng)急電源。

(2)單母線接線。此種方法中，10 kV供電系統(tǒng)采用單母線接線，而0.4 kV仍采用單母線斷路器分段接線并設(shè)立應(yīng)急電源。

3.2　二級負荷供配電系統(tǒng)方案

二級負荷供配電系統(tǒng)設(shè)計方案主要可采用以下三種：

(1)兩條10 kV線路供電。此種方法的接線與一級負荷接線方法完全相同，僅對于供電電源的要求不同。

(2)一回10 kV專用架空線路供電。此種方法中10 kV供電線路采用線路與變壓器組相連接的方式，0.4 kV配電系統(tǒng)采用單母線接線。

(3)一回10 kV線路T型接線，柴油發(fā)電機組供電。此種方法中，10 kV供電線路采取與鄰近同電壓等級線路T型接線，系統(tǒng)內(nèi)仍采用線路與變壓器組相連接的方式，0.4 kV配電線路采用柴油機直接饋電的接線形式仍使用單母線斷路器分段接線?；亟訅魏箅娬?，柴油發(fā)電機組供電，此種方法通常應(yīng)用于設(shè)有壩后電站的水利樞紐工程，其方法是，供電系統(tǒng)采用兩回0.4 kV低壓饋線，而配電系統(tǒng)仍采用單母線分段接線。此種接線方式由于電壓等級較低，所以具有用線經(jīng)濟、輸電安全、供電可靠的特點。

3.3　三級負荷供配電系統(tǒng)方案

以10 kV電源為例，10 kV供電系統(tǒng)仍采用線路與變壓器組相連接的方式，0.4 kV配電系統(tǒng)仍采用單母線接線。

4　水利樞紐工程供配電系統(tǒng)設(shè)計的幾點規(guī)則

(1)遵守國家法律規(guī)范，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，職業(yè)規(guī)范，對國家的相關(guān)政策方針堅決執(zhí)行。充分保證人身及供電設(shè)備安全，供電性能可靠，供電質(zhì)量符合要求，資金投入合理。從全局考慮，統(tǒng)籌兼顧，要有一定長遠眼光，要充分將負荷類別、電能耗用量、工程特殊性、當(dāng)?shù)毓╇姺绞降瓤紤]進設(shè)計規(guī)劃中，使方案科學(xué)合理。依據(jù)負荷等級，當(dāng)?shù)毓╇娗闆r適當(dāng)選擇供電電源。泄洪設(shè)備在用電時，應(yīng)設(shè)置以柴油發(fā)電機組為供電的應(yīng)急備用電源[2]。

(2)應(yīng)急備用電源用于一級負荷時，由兩個獨立電源提供電能；用于二級負荷時，由兩回路線路或一回路架空線路供電。應(yīng)急電源與正常工作電源間可采用機械或電氣連鎖的方式轉(zhuǎn)換。當(dāng)兩路電源與兩臺主變壓器分別相連時，若兩電源同時供電，兩臺變壓器分別運行；若只有一電源供電，兩臺變壓器則并聯(lián)運行[3]。當(dāng)兩回供電線路同時工作或一條工作一條備用時，如果其中一條突然停止工作，另一條也需滿足各種負荷的用電需求。配電變壓器采用三相接線，其接線組別應(yīng)選用D，yn11。

5　結(jié)　論

本文所述的相關(guān)理論方案是通過分析相關(guān)水利電氣知識，結(jié)合多個工程總結(jié)而成的，但在應(yīng)用過程中不應(yīng)拘泥于此，還應(yīng)結(jié)合當(dāng)?shù)厍闆r對理論方案作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，以適應(yīng)工程要求，使工程實現(xiàn)其預(yù)期功能。但同時，應(yīng)遵守相關(guān)水利工程電氣設(shè)計規(guī)則，以免對工程本身的正常使用及工程安全造成不利影響。

參考文獻：

[1]周安偉.水利樞紐工程供配電系統(tǒng)方案設(shè)計探討[J].水利規(guī)劃與設(shè)計,2017(1):132-137.

[2]程瑞奇.九龍江北溪水閘樞紐供配電系統(tǒng)改造技術(shù)設(shè)計[J]. 水利水電快報, 2006, 27(6):22-25.

[3]鄭守仁,劉寧. 水利樞紐工程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及監(jiān)控[M].北京：中國水利水電出版社, 2000.