[科普中国]-水电站接入系统设计

简介

对大中型水电站接入电力系统的方式、送电范围、出线电压、出线回路数等进行电气计算、分析和选定的工作。它是电力系统设计的一个组成部分。对小型电站可按电力系统设计已有资料进行设计，一般不专门做接入系统设计。

接入系统设计与电站的水能、水工、机电设计，以及电力系统结构方式、电力用户的送电距离和近区用电等都有密切关系。由于水电站大多地处高山狭谷，地形复杂，电站枢纽布置和出线都较困难，且远离负荷中心，一般均为远距离输电，技术问题较多。因此，要充分根据这些特点，通过技术经济分析后尽可能简化电站出线电压和出线回路数。

接入系统设计的原则是要注意远景和近期结合，由近及远，进行多方案技术经济比较。推荐方案要技术上先进，简化电力系统接线，过渡方便，易于发展，运行灵活和经济可靠地向系统供电。对电力系统中的不确定因素和变化因素要作敏感性分析。对于大型水电站还要研究扩大电力系统发挥调峰或补偿调节径流效益等问题1。

设计内容接入系统工作要和水电站的前期和设计工作相协调，相应分为接入系统配合、接入系统方案论证、接入系统设计和施工图系统配合四个阶段，因此设计内容和深度随设计阶段有所不同。

接入系统设计阶段的设计内容为:

①设计依据和一般设计原则;

②电力系统现况及设计电站概述;

③负荷发展及分析;

④电力电量平衡;

⑤接入系统方案;

⑥对电站电气主接线及有关电气设备参数的要求;

⑦送出工程规模与投资估算;

⑧结论和建议。

以上是接入系统设计电气一次部分的设计内容，而接入系统设计电气二次部分的设计，必须在一次接入系统方案审定或基本明确后才能开展工作，它的设计内容为:

①设计依据和一般设计原则;

②继电保护;

③系统安全自动装置；

④通信;

⑤调度自动化;

⑥投资估算；

⑦结论和建议2。

接入系统方式水电站接入系统的方式大致有如下几种:

①长距离多分段输电线路接入负荷中心;

②中或短距离辐射式接入电力系统主网架;

③以变压器一线路组接线方式接入附近变电所或主力水电站，然后升压接入电力系统;

④作为主网网架的组成;

⑤作为两个电力系统的联系枢纽3。

送电范围和出线电压根据电力系统规划设计的负荷发展及分析资料、水火电站的出力指标等，通过分区电力电量平衡计算出水电站出力、系统调峰需要和备用要求等，确定水电站的送电范围、出线电压和回路数等。

一般距离在150 km以内时，多以110kV电压送电;在150~300 km左右时，多以220 kV电压送电;在300 km以上时，则以330 kV, 500 kV或更高电压送电。在800 km以上时也有用±500 kV或±600 kV直流输电1。

电气计算和分析根据对水电站丰水年、枯水年不同代表日的典型运行方式分析，以及水电站保证出力、预想出力、强迫出力等出力指标，进行下列部分或全部校验性的电气计算和分析:

①潮流计算分析，校验是否满足正常与事故送电能力需要以及相应的无功补偿容量。

②校验稳定水平并提出提高稳定性的措施。

③校验超高压长线接入系统时的工频过电压、潜供电流和自励磁，并结合电站无功出力情况提出限制措施。

④校验电站投产后对有关系统的短路电流影响，并提供系统各序阻抗图和母线短路容量值。

⑤对过渡年份进行研究，必要时提出过渡措施。

根据电气计算结果，对下列电气设备和参数提出要求:

①水轮发电机是否调相或进相运行。

②发电机的励磁方式及强励倍数、功率因数、暂态电抗和冷却方式等。

③可逆式水泵水轮机组的起动方式，各种工况及工况转换时间要求等。

④主变压器和联络变压器的容量、型式、分接头和是否需采用有载凋压及凋压范围，中性点接地方式和阻抗值等。

⑤是否装设并联电抗器和电气制动装置。

⑥电站需配置的安全自动装置的类型。

⑦对电站的自动化，远动化、继电保护等的要求2。