电气系统优化设计方案：云溪水电站电站接入与能量消化

4.1　电站接入系统方案

云溪水电站系云溪梯级电站主要组成部分，云溪二级电站二期实施，由于水电站容量不大，以一回35k V线路送至较近的20km外35k V临歧变电所，云溪二级电站送至水电站至临歧变电所的线路上，2个电站所发电能可在临歧变电所消化，如有多余电能，可经临歧变电所35k V出线送入系统。

4.2　电气主接线

云溪水电站在丰水期主要担任基荷，枯水期大部分时间担任峰荷或腰荷。电站不作调相运行，不作近区供电。

初设中第一方案采用2台冲击式机组，电气主接线采用二机二变和二机一变两方案比较，经过比较后确定二机一变，后来经过机型选择优化后确定第二方案（采用一台混流式机组）作为最终方案，电气主接线也随之改为发电机—变压器组单元接线，如图1所示。

图1　发电机—变电器组单元接线图

4.2.1　发电机出线不设断路器

《水力发电厂机电设计技术规范》　（试行）（SDJ173—85）中规定：“当发电机—变压器组采用单元连接时，下列各回路在发电机出口处宜装设断路器：①需要倒送厂用电，且接有公共厂用变压器的单元回路；②开机、停机频繁的调峰水电厂，需要减少高压侧断路器操作次数的单元回路；③联合单元回路。

云溪水电站发电机出口不设断路器，主要原因有以下几点：

（1）电站不作调峰、调频作用，开停机次数不多，机组开停机操作变压器高压侧断路器不会影响其机械使用寿命。(www.xing528.com)

（2）电站厂用变电源引自变压器高压侧35k V母线，而不是引自发电机电压侧。机组发电，厂用变电源从35k V母线获取，机组检修停机，虽然高压侧断路器断开，厂用电仍可从系统35k V反向送电获取，也可从厂外10k V线路变压器获取，保证机组检修停机时有一个工作电源和一个可靠备用电源。

（3）由于本工程资金来源紧张，真空断路器造价昂贵，在满足技术可行和规范前提下，不设断路器有利于降低机电设备投资。

4.2.2　35k V开关站采用户内装置

35k V开关设备主要包含断路器、电压互感器、电流互感器以及避雷器等。由于电站周围环境非常险恶，场地面积也受限，如采用户外开关站，这部分设备由于置于户外工作，工作环境相对较为恶劣，受天气、季节气候影响较大，同时受飞禽鸟兽的危害，容易出现故障。而采用户内开关站有利于降低故障概率，延长设备的使用寿命，维护方便，同时大大减少占地面积。

4.3　综合自动化系统优化

4.3.1　计算机监控系统

电站自动化控制系统按无人值班（少人值守）原则设计，采用计算机监控为主，简易常规控制为辅的监控方式。考虑到机组控制的可靠性，机组控制可分别从3个方面实现，即人机接口上位机实现、LCU屏上液晶触摸屏实现以及现地控制单元手动实现。正常情况下，电站机组由中控室的操作员工作站进行监控，当上位机故障或通信中断时，现地LCU独立工作，实现对机组的监控，或者通过常规控制装置手动操作，维持机组的正常运行。

4.3.2　微机继电保护系统

发电机、变压器、35k V线路的继电保护按照《电力装置继电保护和自动装置设计规范》（GB50062—92）配置，采用微机型继电保护装置。发电机设纵联差动保护，低电压保持过电流、过电压、失磁等动作于跳闸的保护及定子单相接地、转子一点接地保护，过负荷、低电压等动作于发信号的保护。主变压器设纵联差动保护，复合电压启动、重瓦斯、过负荷、轻瓦斯、油温升高等保护。35k V线路采用三段式电流、电压、过负荷、低电压、低频率保护。厂用变压器采用熔断器保护。根据发电机—变压器组单元接线的特点，主变压器、发电机共用一套纵联差动保护单元和一套后备保护单元，省去主变压器和发电机各一套保护单元的常规配置。