水电站改造中电气设备的选型和布置

江吉生

摘 要：在20世纪六、七十年代，我国建设了一大批中、小型水电站。为边远地区经济发展提供了能源，使乡镇工业有了坚实的基础。当时建成的电站到目前为止已运行30多年从2011年开始，根据水利部的统一部署，吉林省陆续对已运行多年的水电站进行增效扩容改造。更新陈旧设备，改善机组运行性能，提高效率，增加年发电量。该文介绍了泉阳、西沟、朝阳水电站电气屏柜设计，结合工程实践，论述了电气屏柜选型、电气设备布置等内容。

关键词：水电站 增效扩容 电气设备 开关柜选型 设备布置

中图分类号：TV74 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）11（a）-0081-01

1 概述

当时建成的电站到目前为止已运行30多年。电气设备陈旧、技术落后，不能满足电站安全运行要求，尤其是已超过使用年限，已被国家列入机电设备淘汰产品型号目录的电气设备，维修部件难以购置，无论是操作性能及安全保障率都难以适应电站的运行。

电站周边的地理环境也发生变化。国民经济发展对清洁能源、可再生能源的需求，为提高水电站综合能效和安全性能、促进水资源合理利用、维护河流健康，老电站增效扩容改造已刻不容缓。

2 老电站存在的问题

老电站建设的年代，我国经济尚欠发达，建设资金紧张。按着当年的设计理念，建设追求“多、快、好、省”，电站厂房紧凑。在高温、强噪音的条件下，对值班运行人员的工作环境无特殊要求。电气设备室普遍狭小，有的已无法满足新颁布的规程、规范对安全间距的要求。在上个世纪，我国的科技还处在发展阶段，机电产品不完善，电气设备选型范围小。加上当时的特殊条件，为了加快建设速度，边设计、边施工。在老电站中大量使用非标准电气屏柜。

随着我国水电事业的发展，水电站建设日渐成熟，修订和新颁布许多国家及行业标准。除强化提高配电装置对建筑物及构筑物的要求外，对消防、采暖通风也提出新的要求。为保障劳动者的安全和健康，对水利水电工程劳动安全与工业卫生设计也有相关规定。[1]

3 整改措施

在老电站改造中，应从实际出发，因地制宜，充分利用水电站原有的设备和设施。更新改造部分根据电站的结构特点选择技术先进、经济合理、运行维护方便的电气设备。

在电气设备布置时，结合现有布局优化组屏。由于在老厂房施工改造，电气设备布置必须根据厂房的室内尺寸及设备的布置形式，按照机电设备运行维护方便，尽量减少工程量、缩短连接电缆长度，以及机组与屏位置相对合理等原则进行布置。[2]充分利用原有的电气设备基础和电缆夹层、电缆沟等建、构筑物，应满足《水利发电厂厂用电设计规程》（DL5164-2002）、《高压配电装置设计技术规程》（DL5352-2006）等规范的要求：

泉阳水电站1972年竣工，电站厂房建在山洞内，高压开关柜与低压配电柜、直流电源装置、计量屏、机组保护屏等集中在电站中控室安放，不符合《水力发电厂厂用电设计规程》、《水利发电厂机电设计规范》。在本次改造中，将中控室下面的一间房间作为高压开关柜室专用，为克服空间狭小，设计人员在高压开关柜选型时，结合现有布局优化组柜。要求设备中标厂家提供靠墙安装的XGN型固定式柜，从而保证的运行值班人员的操作维护通道。

电站的励磁屏背面距墙偏窄，设计人员与励磁设备厂家协商，在保证屏内设备电气间距、散热的前提下，将原有屏深800mm改成600mm。这样既保证了在屏前整齐、美观，又增加了屏背面的维护通道宽度。

西沟水电站建成与1994年，原有的6.3 kV高压开关柜型号为GG-1A型，已超过使用年限，柜顶母线为敞开式，属淘汰柜型。柜内断路器为少油断路器，经常漏油，无论是操作性能及安全保障率都难以适应电站的运行。更新改造后采用KYN手车型高压开关柜，本次改造中采用标准配置。比原来设备多2面柜。设计人员在现场发现，由于断路器粗大笨重，原有的GG-1A型开关柜比新型号设备宽，经现场测量高压开关柜室长度后，在利用原有电缆沟基础上，重新布置KYN型手车柜，满足运行维护的要求。

朝阳水电站1981年并网发电，是低压发电机组，只有主厂房，无附属房间。原有机组出线柜、变压器柜和厂用用电柜等设备全部布置在机旁。根据电力系统要求，电站须增设几面保护屏。厂房内发电机层面积无法满足控制屏间距离和通道宽度要求，我们查阅朝阳电站原始资料，电站主厂房高7.4m，初拟在主厂房一侧增设二层间隔，经水工、金属结构专业人员核算，满足荷载要求后，在间隔上布置主变、线路保护屏。屏基础与二层间隔内钢构架及主厂房接地网可靠连接，完成工作接地。为减少操作引起动负荷，间隔上不再布置内含断路器的屏柜。

4 结语

中小型水电站在国民经济特别是农村经济发展中占有十分重要的位置，电气设计人员在工作中要把握科学技术的发展方向，遵循生态、节能、环保的设计理念，使设计具有前瞻性。水电工程是百年大计，我们一定要通盘思考。上面3个水电站改造工程现已进入施工安装阶段，不久就将竣工发电，为当地发展做出新的贡献。

参考文献

[1] 卓乐友.《电力工程电气设计200例》水利电力出版社，2004年6月.

[2] 强尧臣.《小型水电站机电设计手册》（电气一次）水利电力出版社，1996年6月.

[3] 《水利发电厂厂用电设计规程》（DL5164-2002）.endprint