重庆市中梁水电站220kV接入系统方案优化调整

李启文

（重庆市水利投资(集团)有限公司，重庆市 401147 ）

一、工程概况

中梁水电站位于重庆市巫溪县境内，由中梁一级、二级、三级电站组成，总装机容量122MW，多年平均发电量3.84亿kWh。其中：中梁一级站为大宁河干流梯级开发的龙头电站，坝址距巫溪县城49.0km，坝址控制流域面积525km2，多年平均流量17.2m3/s ，一级站采用混合式开发，装机3台，单机容量24MW，总容量72MW。中梁二级站采用引水式开发，装机3台，单机容量8MW，总容量24MW。中梁三级站采用引水式开发，装机2台，单机容量10.5MW，加上已投运多年的西宁电站5MW，总容量26MW。

中梁水电站地处重庆市统调电网的末端，中梁一级、二级电站与重庆市统调电网中的巫溪220kV变电站直线距离均为18.5km，中梁三级电站与重庆市统调电网中的巫溪220kV变电站直线距离为18.0km，中梁一级电站与二级电站相距约12km，中梁二级电站与中梁三级电站相距约3.7km。

二、可研阶段推荐接入电力系统方案

三、初设阶段推荐接入电力系统方案

在初设阶段，设计单位根据重庆市电机工程学会编制的《中梁水电站接入系统咨询报告》（一次部分），推荐中梁三个梯级电站作为一个整体与电力系统连接，外送采用220kV电压等级，出线一回至规划中的巫溪220kV变电站，再通过奉节220kV变电站，接入重庆电力系统。初设报告认为: 中梁三个梯级电站中，中梁三级电站距220kV巫溪变电站最近，从而确定中梁电站作为一个整体从中梁三级电站送出，输电线路长约30km，导线选用LGJQ－400型号。

初设时，根据各梯级电站装机容量、输电距离及电压等级等基本资料，对中梁三个梯级电站的电能输送方式，拟定以下三种方案进行技术经济比较：

方案一：三个梯级电站均升压至110kV出线，连接至三级电站220kV升压站的110kV母线上，通过一台220kV/110kV升压变压器，出线一回至220kV巫溪变电站。

方案二：三个梯级电站均直接升压至220kV出线，连接至三级电站220kV开关站母线上，出线一回至220kV巫溪变电站。

方案三：在三级电站220kV升压站设置一台220/110/10.5kV三绕组升压变压器，一级、二级电站升压至110kV出线，连接至三级电站220kV升压站的110kV母线上。三级电站发电机电压出线连接至三绕组升压变压器的10.5 kV侧，从220kV侧出线一回至220kV巫溪变电站。

对以上三个方案进行详细的技术经济比较后认为：从技术方面看，正常运行方式下，以上三个方案均能满足电站电能安全送出的要求，但方案三布置较为复杂；从三级电站总体布置看，三级电站发电机电压母线较长而且需跨河，电能损耗大、母线布置困难；而从投资方面看，方案一较方案二省1527万元，较方案三省82万元。最后从整个梯级电站运行的可靠性、灵活性、经济性及布置的可能性等方面综合考虑，最终推荐中梁电站电能输送方式采用方案一，即在中梁三级电站厂房对岸建一座110kV/220kV升压站，三个梯级电站均以110kV出线，连接到该升压站110kV母线上，即进线四回，分别为中梁一级进线二回，输电距离12km；中梁二级电站进线一回，输电距离3.7km；中梁三级电站进线一回，输电距离约600m。在该升压站内设置一台双绕组升压变压器，将电压由110kV升至220kV后，出线一回至巫溪220kV变电站。其中110kV母线采用单母线接线，220kV出线采用变压器—线路组接线。

四、按初设推荐方案实施时面临的问题

1. 220kV升压站工程投资较大

开展工程质量监督的范围不够宽和广，政府监管质量的作用未能充分发挥，现场质量监督检查时对具体的工序和实体质量问题研究相对多，但对工程宏观上的质量动态掌握不够。个别质量监督人员也存在服务意识不强，工作不够深入的问题。

初设阶段推荐的220kV集中升压站位于中梁三级站对面山坡上的一台阶地上（大宁河干流西溪河的左岸），地面高程约400m，周围民房较密集。其建设内容除升压站本身土建、电气设备安装、进出线架设外，还包括工程建设所需的土地征用、房屋拆迁、3km长的进场道路建设等，按已招标的工程合同单价、征地实物指标及补偿政策、类似进场道路单位投资指标等进行估算。中梁水电站220kV集中升压站工程投资将近5000万元，其中土建工程投资（含土地征占用费、房屋拆迁补偿费、进场道路建设费等）近1200万元，电气安装工程投资近3800万元，整个工程投资较大。

2.中梁水电站梯级间110kV联络线路总长较长，投资较大

按初设方案，中梁水电站梯级间按110kV线路联络，电能在220kV升压站的110kV母线集中汇集后，经主变升压后以一回220kV线路与电力系统连接。梯级间110kV联络线路共四回，总长29.3km，其中一级站至升压站两回，每回12.5km，每回输送容量36MW，导线型号为LGJ－240；二级站至220kV集中升压站一回，长3.7km，输送容量24MW，导线型号为LGJ－150；三级站至升压站一回，长0.6km，输送容量26MW，导线型号为LGJ－150。

按此方案计算，中梁水电站梯级间的110kV联络线路总投资将达1318.5万元（按单位投资45万元/km计算），年均电能损耗158万kWh，年均电能损耗费约50万元（电价按0.3元/kWh计算），这将对中梁水电站的上网竞争力和发电效益有一定的影响。

3.不能解决中梁三级站内的原西宁电站集中上网问题

根据中南勘测设计研究院1995年7月编制完成的《四川省万县市大宁河中上游水电规划报告》和2006年4月编制完成的《重庆市大宁河水电规划报告》及其审查批复意见，巫溪县境内大宁河干流水电开发为9级开发方案，即按（625，即正常蓄水位高程625m，下同）中梁一级+（427.4）中梁二级+（368）中梁三级+（315）沈家+（300）大河 +（260）双溪 +（240）剪刀峡上 +（220）剪刀峡下（210）+（203）庙峡（175）等9级进行开发。因此，在可研和初设阶段，均将中梁三级站厂址选择在原西宁电站处（西宁电站共装机四台机组，单机容量1250KW,总装机5000KW，现以一回35kV线路与巫溪县地方电网连接），将中梁三级电站视为西宁电站的扩建工程，新旧电站共用引水隧洞、明渠和压力前池。

根据可研、初设报告及其核准批复意见，以及市电力部门对中梁水电站接入系统的审查意见，中梁一、二、三级电站作为一个整体，应实行统一调度，集中上网。但中梁三级站电气主接线设计和主变压器设计选型时，均未考虑原西宁电站通过中梁三级站在220kV升压站的集中上网和统一调度问题。

4.将增大远期实施南水北调中线大宁河补水难度

根据南水北调中线工程总体规划，其水源工程建设方案采取“先引汉、后引江”总体格局，其中引江方案中又包括从三峡库区小江补水、大宁河补水、香溪河补水以及其他各类沿长江抽水等方案。经2003年中国国际工程咨询公司组织对南水北调中线三峡水库大宁河补水方案进行规划研究后，认为：“大宁河补水方案中的剪刀峡水库正常蓄水位暂按360m考虑，大宁河补水方案是其中值得重视的方案。建议国家将三峡水库大宁河补水方案作为中线后续水源方案之一，列入前期工作计划。”因此，若远期实施南水北调中线大宁河补水西线剪刀峡方案，则中梁220kV集中升压站的大部分进场道路将被淹没。另一方面，由于该220kV集中升压站位于大宁河左岸，但不排除远期剪刀峡库区还建公路沿大宁河右岸走向的可能，届时，220kV集中升压站的进场道路还建将可能包括一座跨大宁河的大桥和较长引道，工程量较大，投资费用较高。

五、中梁水电站220 kV接入系统方案优化调整

1.优化调整220kV集中升压站站址

现根据中梁一、二、三级电站附近所具备的220kV升压站站址选择条件、各梯级装机容量、各梯级与巫溪220kV变电站之间的输电距离及沿途地形地质条件等基本资料，拟将中梁水电站220kV集中升压站站址调整至二级电站首部枢纽下游500m左右的小柑子树处，距一级地下厂房直线距离750m。

该处现为中梁一、二级站施工所用弃渣场，占地面积近50亩。作为升压站时，其土建施工极其容易，并有巫溪—城口公路直接通过，交通方便。而且，该处到巫溪220kV变电站的直线距离仅22km，与原初设推荐的中梁水电站220kV集中升压站到巫溪220kV变电站的直线距离相同，220kV输电线路沿途地形系数、地质条件、主材运距相当，220kV线路投资无大的差别。

按此调整220kV升压站站址后，不但可大大缩短升压站建设工期，满足中梁水电站送出要求，还将直接节省原220kV集中升压站的土地征占用费、房屋拆迁补偿费、进场道路建设费等近1000万元。将减少各梯级电站间的110kV联络线8.2km，节省投资约369万元，降低年均电能损耗52万kWh，减小年均电能损耗费16.12万元。而且，220kV升压站站址调整后，不存在远期实施南水北调中线大宁河补水西线剪刀峡方案时的升压站进场道路淹没问题，可为远期大宁河补水方案实施节省较大的工程投资费用。

2.优化中梁一级电站110kV母线设计

由于初设阶段推荐中梁一级站为地下厂房，根据其电气主接线技术经济比较结果，推荐一级站电气主接线为：1＃发电机采用单元接线，2＃、3＃发电机采用扩大单元接线，110kV侧为单母线接线，且为了减少地下厂房开挖，110kV侧采用SF6全封闭组合电器（GIS）。

220kV集中升压站站址调整后，一级电站地下厂房110kV线路出线环至220kV集中升压站仅1350m。因此，可优化一级电站110kV母线接线，将原单母线接线优化调整为线路变压器组接线，同时取消原SF6全封闭组合电器（GIS）间隔，并采用短线路变压器组差动保护来确保运行可靠性，相应节省投资500万元左右。

3.统筹考虑原西宁电站集中上网问题

为了加快中梁三级电站建设步伐，经多方协商，中梁水电站项目业主已整体收购原西宁电站，并考虑将原西宁电站四台机组纳入中梁三级电站统一调度，拟将原西宁电站上网地点由原巫溪地方电网改为通过中梁三级站110kV升压站与重庆市统调电网相连，从而提高供电可靠性和调度协调性。

相应地，中梁三级站电气主接线将进行相应调整，主变容量需由25000kVA调增为31500kVA，其型式既可以考虑三圈，也可考虑两圈。当110kV主变选用三圈时，其10kV侧接中梁三级站发电机组，35kV侧接原西宁电站升压站35kV母线，110kV侧与中梁水电站220kV集中升压站相连；当110kV主变选用两圈时，主变低压侧10kV母线选用单母线分段接线，将原西宁电站10kV升压站母线（需将原35kV升压站改造为10kV升压站）接至中梁三级站的10kV分段母线上，110kV侧与中梁水电站220kV集中升压站相连。

六、结 论

经过对中梁水电站220kV接入系统方案全面深入的探讨，采取重新优化调整220kV集中升压站站址、优化中梁一级电站110kV母线设计和统筹考虑原西宁电站集中上网问题等措施后，不仅能完全满足中梁水电站一、二、三级接入电力系统要求外，还可直接为中梁水电站工程节省投资近1869万元，每年减少110kV输电线路电能损失费16.12万元，缩短220kV集中升压站建设工期，并避免了220kV集中升压站进场道路受远期可能实施的南水北调中线大宁河补水西线方案剪刀峡水库淹没的问题。

[1] 重庆市大宁河中梁水电站工程可行性研究报告, 2004.

[2] 重庆市大宁河中梁水电站工程初步设计报告,2005.

[3] 水电站机电设计手册.

[4] 中梁水电站接入系统咨询报告, 2005.