刚国（金）ZONGOⅡ水电站电气一次设计

沈文兰

刚国（金）ZONGOⅡ水电站电气一次设计

沈文兰

介绍了刚果 (金)ZONGOⅡ水电站电气一次设计主要内容，对电能接入系统、电气主接线、主要电气设备选择布置、厂用电系统、接地系统以及照明系统等方面的设计特点进行了总结概述，其内容可为国外相关工程设计提供参考。

ZONGOⅡ水电站 电气一次 接入系统 主变压器

1 工程概况

刚果（金）ZONGOⅡ水电站位于刚果（金）下刚果省刚果河一级支流印基西（INKISI）河河口附近，距河口约5 km。由印基西（INKISI）河引水至刚果河（Le Fleuve Congo）左岸滩地建主厂房引水发电，ZONGOⅡ水电站是以发电为单一目标的混合式开发水电站。取水口位于已建ZONGOⅠ水电站下游。电站总装机3台，单机容量为50 MW，总装机容量为150 MW。年发电量不小于8.61亿kW·h，年运行小时数为5 746 h。ZONGOⅡ水电站建成后将使刚果（金）首都金沙萨市的电力供应紧张局面得到有效缓解。工程主要建筑物包括水坝、冲沙闸、取水口、引水隧洞、调压井、压力钢管、阀室及厂房等。

2 电站设计特点

2.1 电能接入系统

ZONGOⅡ水电站以2回220 kV架空线路接入Kinshasa西部金苏卡变电站，并通过2回70 kV架空线路连至ZONGO I电站开关站70 kV母线。送出工程包括1条单塔双回220 kV输电线路，长度约70 km；1条单塔双回70 kV输电线路，长度约4.4 km。同时满足电网发展要求，电站开关站预留2个220 kV出线间隔位置。

2.2 电气主接线

根据本电站规模及电站在刚果（金）电力系统中的地位，从经济合理、技术先进、接线清晰、当地现有的运行管理习惯、便于施工等方面考虑，设计中，对发电机－变压器组接线及升高电压侧接线型式进行了比较选择。选定电站接线方式如下：

（1）发电机与变压器采用单元接线方案，每台机组设置1台升压变压器，发电机出口设置断路器，见图1。

图1 发电机与主变单元接线

（2）电站 220 kV系统设置架空出线 2回，GIS管道出线至220 kV/70 kV变压器2回，并预留2个出线间隔；根据发电机－变压器组接线，设置3个主变进线间隔。见图2。

图2 220 kV双母线接线

（3）电站通过70 kV系统与ZONGO I电站连接。70 kV系统设置2个进线间隔及2个出线间隔，采用不带母联双母线接线方式，见图3。

2.3 主要电气设备选择及布置

根据工程环境要求，本电站所选用的全部电气产品均为湿热带产品，并在温度变化时考虑有防结露的措施。

2.3.1 水轮发电机

图3 70 kV双母线接线

2.3.2 主变压器

2.3.3 220 kV/70 kV配电装置

2.3.4 发电机电压成套开关设备

高压开关柜至发电机组和主变压器低压侧的连接采用共箱封闭母线；励磁变压器采用干式变压器，装于金属封闭外壳的箱体内；厂用电变压器采用带外壳的干式变压器。

根据ZONGOⅡ水电站总体布置及地形和地势条件，3+2台主变压器布置在主厂房的上游侧主变压器室内。主变压器室底部设事故贮油坑。主变压器低压侧与发电机主引出线采用共箱封闭母线连接。主变压器检修为通过运输轨道进入安装场。

结合220 kV/70 kV电压等级的出线方向和本工程的场地条件，本配电装置采用GIS户内布置方案。220 kV/70 kV开关设备布置在主厂房上游主变压器室上层。3台 63 000 kVA主变压器与220 kV开关设备之间采用GIS管道连接。220 kV开关设备与2台50 000 kVA主变压器之间采用2 条GIS管道连接。为节约占地、减少工程量，220 kV/70 kV出线门架及出线设备分别布置在220 kV/70 kV GIS室房顶平台上。

励磁变压器柜与机组出口的PT柜及电站的10.5 kV机压柜一起布置在主厂房上游侧副厂房的高压开关室内。

全厂公用400 V配电盘及厂用变压器布置在主厂房上游侧副厂房的400 V低压配电室内。2台柴油发电机布置在厂区单体建筑物机电设备用房同一层内。

2.4 厂用电系统

厂用电系统包括站内厂用电、阀室供电及电站坝区进水口供电等。

根据电站规模和接线方式，并结合刚方电力公司要求，厂用电共设有5个电源回路及2台柴油发电机组。3回电源分别取自电站1#、2#和 3#机组单元的出口，此3回厂用变压器高压侧的电压为发电机的机压10.5 kV；还有两回电源就近引自外引电源。

厂用低压母线采用单母线分段的接线方式，3段母线的电源分别引自5台变压器的低压侧和2台柴油发电机组，每台变压器按全厂负荷60%考虑,容量为800 kVA，每台柴油发电机组的容量为500 kW。5台变压器进线断路器以及2台柴油发电机进线断路器均设置电气连锁、自动投切装置。

阀室及电站坝区供电系统均为从本电站外引电源10.5 kV系统线路就近引接一路10.5 kV电源，并另设置1台柴油发电机组做为应急电源。

2.5 接地及照明系统

电站 220 kV及70 kV系统为大电流接地系统。接地材料采用镀锌扁钢。主接地网由人工接地网和自然接地体两部分组成。由于本水电站为引水式电站无水库，以往水电站所采用的在坝前的库区敷设水下接地网以达到降低全厂接地电阻的措施对本工程不再可能。本工程设计中，充分利用了调压井、电站尾水渠等区域制作人工水下接地网，并沿刚果河边上下游各敷设500 m接地导体，以降低整个接地网接地电阻。并且充分利用了机组蜗壳、进水系统的钢管、尾水钢管、闸门槽、建筑物钢筋以及埋设在地中的供排水钢管等自然接地体。设计接地网接地电阻小于1 Ω。

所有照明按区域划分,主厂房采用金属卤化物灯，中控室采用三基色荧光灯。主厂房、中控室、配电装置室等重要场所设置事故照明，确保事故状态时处理工作。灯具设非燃保护罩。

3 结语

通过对刚果（金）ZONGOⅡ水电站位置、设备运行维护方便、尽量减少开挖及电站运行安全可靠等的全面考虑及分析，设计不局限于中国规范，将高压220 kV和70 kV采用GIS设备设置在同一个开关站内，220 kV变压器采用无载调压，70 kV变压器采用有载调压，厂用电采用3路机组电源加2路外引电源加柴油机的可靠引接方式，接地采用沿刚果河边上下游敷设接地导体，以降低整个接地网接地电阻值，适应了刚果（金）国家电网电力送出及ZONGOⅡ水电站各种工况运行要求，得到了当地电力公司的认可，并顺利通过了咨询公司及刚方业主的审查。

TV734

B

1007-6980（2015）04-0028-03

2015-09-18）

沈文兰 女 高级工程师 中水北方勘测设计研究有限责任公司 天津 300222