尼泊尔水电站接入工程电气二次设计

杨杰，宋德强，连春星，董权力

（1.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130012；2.黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司，黑龙江牡丹江157005）

尼泊尔水电站接入工程电气二次设计

杨杰1，宋德强2，连春星1，董权力1

（1.中水东北勘测设计研究有限责任公司，吉林长春130012；2.黑龙江牡丹江抽水蓄能有限公司，黑龙江牡丹江157005）

中马相迪水电站接入工程电气二次设计是中水东北勘测设计研究有限责任公司承接的一项海外水电工程设计任务，电气二次设计的主要内容包括：计算机监控、继电保护、同期及控制、直流电源等系统结构、配置与功能的设计。目前工程已通过验收，成功并网发电，证明上述设计方案功能完善、经济可行。

水电站；电气二次；设计；尼泊尔

中马相迪水电站由法国阿尔斯通公司以EPC方式建设，于2008年建成投产，本次接入工程需扩建一条132 kV线路间隔，作为上游上马相迪A水电站的并网送出线路工程接入点。132 kV开关站主接线为单母线刀闸分段，2个发变组单元，1个隔离变单元，1个线路单元，这次扩建线路单元接在乙母线上，与1号发变组单元同一段母线。

1 计算机监控系统

中马相迪水电站站内原有监控系统是法国阿尔斯通公司设计的，采用分层分布式结构，即功能分层分布和分布式数据库系统。整个系统分成厂站层和现地控制单元层，通过网络设备实现连接。原开关站LCU屏内没有备用PLC模块，数据库及组态画面扩容需原厂技术人员现场修改，耗时长，费用高，难度大，监控系统在调试时需退出运行，调试周期内机组停运发电损失也大，并且选用的PLC为GE Fanuc 90-30系列产品，目前也已停产。

综上所述，放弃扩容方案，重新建设一套监控系统，PLC硬件选用与上马相迪A水电站新建监控系统相同的GE公司PAC3i系列PLC模块，监控对象仅为新增的132 kV线路，系统独立运行，对原有监控系统没有影响。

1.1 系统结构

计算机监控系统采用分层分布式结构，即功能分层分布和分布式数据库系统。整个系统分成厂站层和现地控制单元层，通过网络设备实现连接；厂站层设置一台操作员工作站，对新增线路间隔进行监视和控制；现地控制单元作为一个远程I/O站，采集的数据通过光纤以太网交换机，经由架空线路上的OPGW光缆输送到上马相迪A水电站的站控层网络，网络传输速率为100 Mbps。

1.2 硬件配置

新增计算机监控系统包括1套数据服务器集成操作员工作站和1套开关站下位LCU。其中LCU包括1个12槽位底板，1个CPU，1个交换机模块，1个模拟量模块，2个数字量开入模块，1个数字量开出模块。

1.3 系统功能

电站计算机监控系统功能主要是实现整个电站设备集中监视和控制、记录和管理以及电力系统的远方监控。其主要功能包括数据采集和处理、人机接口、控制与调节、通信等。

1.4 系统特点

中马相迪站内操作员工作站采用Redhat Linux操作系统，数据库采用Microsoft SQL Server2000，组态及后台软件为国电南自的SD8000软件系统。主机兼操作员工作站选用惠普公司的HP 230工作站；网络交换机选用台湾摩莎的工业级以太网交换机；现地控制单元PLC采用GE公司的PAC System RX3i系列产品，确保监控系统运行稳定。

2 继电保护系统

132 kV开关站保护包括132 kV母线和线路，均采用微机型继电保护装置，具体配置如下。

2.1 132 kV母线保护

132 kV采用单母线刀闸分段接线，站内原有1套阿尔斯通的微机型母线保护，本期继续使用，将新增的线路单元接入母线保护装置中。母线差动保护采用高阻抗比率制动原理，要求所有母线上的间隔单元接入的电流互感器变比、准确级、特性都一致，本次新增的线路间隔电流互感器满足这一要求。

2.2 132 kV线路保护

为满足并网协议及其补充文件的要求，同时兼顾中马相迪水电站站内已有线路选用法国阿尔斯通公司MICOM型微机保护装置及尼方人员的操作习惯，新建送出线路的继电保护选用MICOM型微机保护装置，包括1套微机光纤纵联距离主保护和1套微机零序接地方向过流和后备保护。2套线路保护分别接入不同的电流互感器绕组，其中线路主保护带有完善的反应相间故障及接地故障后备保护（配置三段式相间距离保护、三段式接地距离保护和接地方向电流保护），以保证大电阻接地故障时能可靠地有选择性地切除故障。

3 同期

中马相迪水电站内原设计有操作-接口-控制屏，132 kV母线上每个单元都对应配置一面屏，屏内安装有阿尔斯通KAVS100型检同期继电器，具有检同期和检无压逻辑，条件满足输出同期合闸接点，串联到合闸操作回路中。这期新增线路单元按此设计思路增加一台同型号的检同期继电器，实现同期合闸。

4 直流系统

继电保护及断路器操作用直流电源系统利用电站原有110V直流电源。电站原有的蓄电池采用阀控式密封铅酸蓄电池。直流系统采用单母线分段接线方式，每段母线上分别接有1组蓄电池及1套充电装置，2段直流母线之间设联络开关。当其中1套充电设备故障或更换电池时，该段母线所接直流负荷可以转移至另一段直流母线。这期新增设备工作电源使用备用的馈出回路。

5 实施过程

这次改造增加的器具包括计算机监控、继电保护、同期及控制等设备。

1）计算机监控系统中LCU安装在开关站LCU屏内的空位上，一块12槽位底板，外接一路交流电源和一路直流电源，两套24伏电子开关实现电源冗余。上位机操作员工作站放置在中控室操作台上。

2）新增的线路继电保护装置安装在1号发变组保护屏预留的上部空间，端子接线等现场布置，布局合理，界面分明。

3）站内操作-接口-控制屏正面上方画有132 kV模拟主接线图，按开关站间隔位置排布，开关站主接线为单母线刀闸分段，乙母线上的间隔单元安装在靠左的一面屏，分为左右两个部分，左边为预留，右边为1号发变组单元，这次扩建线路的同期及控制元件就安装在左边预留部分，在面板上重新开孔，固定安装元器件，屏后安装端子排，完成相应的接线。

6 结论

目前工程已通过验收，成功并网发电，上述设计方案是功能完善、经济可行的。随着国家一带一路战略的实施，中国企业走出国门，承接海外工程会越来越多，本文对今后类似项目具有一定的参考作用。

［1］王成明，邓鹏，朱冠廷.缅甸道耶坎水电站电气二次设计［J］.人民长江，2013，44（2）：71-73，113.

［2］张显伟，薛晔，杨杰.丰满重建工程三期独立运行计算机监控系统设计方案［J］.水利水电技术，2016（47）：111-114.

［3］SL/T511-2011，水利水电工程机电设计技术规范［S］.

［4］Memorandum of understanding on Grid Connection between SSPC and NEA for Upper Marshyangdi”A”HydroelectricProject(50MW).

TV734

B

1002—0624（2017）08—0016—02

2017-03-10