(貴州省水利水電勘測設計研究院，貴陽，550002)

1 電站概況

角木塘水電站位于芙蓉江干流下游河段，地處貴州省遵義市道真仡佬族苗族自治縣境內忠信鎮(zhèn)聯江村放牛坪，為芙蓉江水電梯級開發(fā)中的第10級，上銜官莊電站，下接浩口電站。該電站為河床式電站，距上游的官莊水電站廠址約17.7km，距下游的浩口電站約20km，工程規(guī)模為中型，工程等別為Ⅲ等。角木塘水電站總裝機容量為70MW，選用2臺軸流轉漿水輪發(fā)電機，單機容量為35MW，年利用小時數為3480h，年發(fā)電量2.436億kW·h。

角木塘水電站電氣主接線：兩臺主變壓器，采用發(fā)電機—變壓器組的單元接線，兩臺廠用變壓器各自接在發(fā)電機出口母線上，兩變壓器之間采用暗備用方式。

2 廠用電系統的特點

2.1 廠用電設計原則

(1)角木塘兩臺機組廠用電系統相互獨立，但又互為備用；一臺機組的故障停運或其輔機的電氣故障不影響另一臺機組的正常運行，并能在短時間內恢復本機組的運行；

(2)廠用變壓器的選擇滿足各種運行方式下的廠用電負荷需要，并保證供電的可靠安全。

2.2 廠用電范圍及電壓等級

本電站廠用電系統供電范圍包括：

(1)廠房：主廠房、副廠房、安裝間、尾水、水輪機層、蝸殼層、升壓站；

(2)壩區(qū)：取水口、壩頂溢洪道；

(3)其它：廠內道路等。

根據廠用電的負荷大小及水電站廠區(qū)及壩區(qū)的負荷分布情況，廠內負荷較集中，均在0.4kV供電范圍內，采用0.4一級電壓供電。廠用電供電方式采用機組自用電與全廠公用電共用電源變壓器的混合供電方式。

2.3 廠用電源引接方式及接線

廠用電源由3個獨立電源供給。1#、2#廠用電源分別從1#機和2#機發(fā)電機母線上引接，設置兩臺干式變壓器，兩變壓器之間采用暗備用方式。正常情況下1#廠用變壓器向0.4kVⅠ段母線供電，2#廠用變壓器向0.4kVⅡ段母線供電；全廠停機時，可從110kV系統通過主變壓器倒送電。

廠用0.4kV母線采用單母線分段接線，設0.4kV母線分段開關，同時采用廠用電備用電源自動投入裝置，保證廠用電的正常運行。

(1)備用電源自動投入裝置的要求：

①工作母線由于任何原因失去電源后，備用電源自動投入裝置都應工作；

②工作電源未斷開前，備用電源不應投入；

③備用電源自動投入裝置的最大動作時限應保證自起動電動機不致中斷運行。

(2)備用電源自動投入裝置的動作方式：

正常情況下QF1(一段母線電源斷路器)與QF2(二段母線電源斷路器)分別給兩段母線供電，QF3(分斷母線斷路器)和QF4(壩區(qū)柴油發(fā)電機斷路器)處于斷開狀態(tài)；當QF1和QF2中任意一回失電斷開時，QF3投入，由其中帶電的回路給整個廠用低壓設備供電；當QF1和QF2均失電的情況下，QF4自動投入給壩區(qū)和廠區(qū)供電，同時閉鎖QF1和QF2防止來電時QF1和QF2合閘，保證供電回路安全。

表1 廠用電負荷統計(機組自用電及公用電)

2.4 壩區(qū)供電

由于廠房為壩后式布置方式，距壩區(qū)用電負荷很近，因此，壩區(qū)用電設備電源考慮從電站廠用電系統0.4kVⅠ、Ⅱ段母線供電；另設置一臺柴油發(fā)電機作為壩區(qū)的保安電源(即第三電源)。

3 主要電氣設備的選擇

3.1 廠用電最大負荷計算

廠用電最大負荷計算原則：

(1)經常連續(xù)及經常短時運行的負荷均應計算；

(2)經常斷續(xù)運行負荷應考慮同時率后計入；

(3)不經常連續(xù)及不經常短時運行的負荷應按設備組合運行情況計算，但不計僅在事故情況下運行的負荷；

(4)不經常繼續(xù)運行的負荷，僅計入在機組(泵組)檢修時經常使用的負荷；

(5)互為備用的電動機，只計入參加運行的部分；由不同電源供電，在計算該電源最大負荷，應分別計算。

本電站廠用電最大負荷采用負荷統計法，不同狀態(tài)下機組自用電和全廠公用電負荷統計詳見表1。

根據廠用電最大負荷計算：

式中：Sjg——廠用電最大負荷，kVA；

KV——廠用電系統網損率，取1.05；

Kfg——全廠公用電負荷率，取0.72-0.74；

Ktg——全廠公用電同時率，取0.73；

Kfz——機組自用電負荷率，取0.7；

Ktz——機組自用電同時率，取0.77；

∑Pg——最大負荷運行的全廠公用負荷額定有功功率的總和，kW；

∑Qg——最大負荷運行的全廠公用負荷額定無功功率的總和，kVar；

∑Pz——最大負荷運行的全廠自用負荷額定有功功率的總和，kW；

∑Qz——最大負荷運行的全廠自用負荷額定無功功率的總和，kVar。

根據上式(1)計算得廠用電最大負荷Sjg=519.3kVA，選用兩臺630kVA變壓器可滿足要求。

3.2 廠用變壓器型式及布置

為運行管理方便，同時方便變壓器與低壓柜的連接，角木塘水電站工程兩臺廠用變壓器均布置在廠房低壓配電室內，與廠用0.4kV低壓柜并排放置；變壓器采用三相雙線圈干式變壓器，額定容630kVA、額定電壓10.5±2×2.5%/0.4kV、聯接組別為Dyn11。變壓器本體加外殼10kV、400V側引出線分別與高低壓柜連接，其中高壓側采用電纜連接，低壓側采用低壓母線槽側面與低壓柜連接；廠用變壓器低壓側采用上進線方式。

3.3 低壓配電柜

廠用低壓配電柜采用抽屜式開關柜；其中兩臺變壓器低壓側進線柜斷路器及母聯斷路器采用框架式斷路器，其余饋線采用塑殼斷路器。

框架式斷路器應配置電動操作機構和手動操作機構，并具有通訊、遠方操作及自動儲能功能，操作電源為直流220V。塑殼斷路器為手動操作機構。

框架式斷路器應具有過流、長延時、零序過流及分勵脫扣器等保護功能，塑殼斷路器應具有瞬時短路保護及過載保護等控制單元，動作電流要求現場可調。

4 結語

角木塘水電站已于2018年正式發(fā)電投產，廠用電運行良好。本電站廠用電接線采用兩臺廠用變壓器各自接在發(fā)電機出口母線上，廠用0.4kV母線采用單母線分段接線，兩臺廠變接在不同的兩段母線上，同時兩變壓器之間采用暗備用方式，通過廠用電備用電源自動投入裝置和分斷母聯開關很好地保證供電的安全性、可靠性和連續(xù)性，滿足電站的運行要求。