浅谈龙洞沟水库工程电气一次部分负荷分析及设计方案

(四川智洋建筑工程有限公司,成都，611732)

1 供电系统设计原则及供电电源

1.1 工程概况

古蔺县龙洞沟水库工程位于古蔺县水口镇，水库坝址位于水口镇碧云村，坝址以上控制集雨面积1.57km2，水库距水口镇约6km，距古蔺县城约87km。水库工程开发任务为以灌区烟田灌溉为主，结合灌区其他农作物的灌溉和农村人畜供水等综合利用。根据《供配电系统设计规范》(GB 50052-2009)规定，本工程供电系统按三级负荷设计。

1.2 设计原则

本工程用电包括施工及永久性用电。供电系统要求在满足供电质量的同时具有供电可靠性，结合本工程特点，确定供电系统设计原则为：

(1)供电系统应具有适当的供电可靠性，技术上满足要求，经济合理；

(2)供电系统的规划设计及供电区段的划分应结合行政区域和地理界限统一考虑，便于工程施工、建设管理及以后的运行调度；

(3)供电系统的规划设计应尽可能的使用永久供电与施工用电相结合，以求节省投资。

1.3 供电电源及施工布置

本工程供电电源采用“永临结合”的设计原则，主供电源与当地供电部门协商从古蔺县水口镇“T”接一条10kV架空线路引至库区管理所外变压器，线路长度约为6km，导线型号JKLGYJ-35/6。施工供电可直接从主干线路上“T”接，或结合永久运行管理，提前架设专用电源，施工期可直接利用，施工期结束后作为永久供电电源线路。考虑到工程的地理情况与布局，在管理房外布置1座变压器，对水库管理房、取水(导流、放空)隧洞闸门启闭机进行供电。备用电源采用1台柴油发电机组，主供电源与备用电源通过双电源转换开关实现转换。

2 工程负荷分析

龙洞沟水库枢纽工程中，大坝右岸布置开敞式无闸控制侧堰溢洪道和取水(导流、放空)隧洞，左岸布置管理房。因此，龙洞沟水库工程主要永久用电包括水库管理房生活用电负荷和取水(导流、放空)隧洞进口检修(事故)闸门启闭机负荷，生态环境用水等综合利用。

灌区渠系工程由于阀门较小，均采用手动控制启闭，不考虑用电负荷。

表1库区管理所设备用电负荷

根据对库区管理所用电负荷为不固定用电，生活用电按同时系数0.7计算，其他负荷按同时系数0.9计算，其总计算负荷为16.9kW。

表2取水(导流、放空)隧洞设备用电负荷

根据对隧洞用电设备负荷同时系数为0.9计算，其总计算负荷为9.45kW。

3 电气一次部分设计方案

3.1 电气接线

本工程供电负荷高压侧电压等级为10kV，低压侧电压等级为0.4kV。高压单元采用负荷开关及熔断；低压单元采用单母线接线。

3.2 主要电气设备选择

3.2.1 变压器选型

本工程计算负荷约为26.35kW，设置变压器1台，根据计算并考虑变压器的经济运行，确定变压器容量为50kVA。变压器性能指标如下：

型号：S11-M-50/10/0.4三相油浸式变压器；

额定容量：50kVA；

额定电压：10kV；

绝缘等级：A；

高压分接范围：±2×2.5%；

联接组别：D，yn11；

阻抗电压：Uk=4%；

箱体防护等级：IP4X；

使用条件：海拔不超过1000m。本工程海拔超过1000m，需做修正，环境温度+40°C～-10°C、相对湿度不超过90%(25°C)。

3.2.2 户外氧化锌避雷器

型号：YH5WS-17/50；

系统额定电压：10kV；

避雷器额定电压：17kV；

避雷器持续运行电压：13.6kV；

雷电冲击残压：50kV；

爬电比距：>2.5cm/kV。

3.2.3 跌落式熔断器

型号：RW3-10/50；

额定电压：10kV；

额定电流：50A；

额定断流容量：50kVA。

3.2.4 备用电源

水库枢纽备用电源采用柴油发电机，考虑在使用备用电源时，其最大负荷为1台取水(导流、放空)隧洞工作闸门启闭机7.5kW及正常照明负荷等，计算负荷约为15.2kW，考虑选择柴油发电机组容量为20kW。

额定输出功率：20kW；

额定电压：400V三相四线；

额定频率：50Hz；

额定功率因数：0.8；

噪音水平(dB)：≤85。

3.3 主要电气设备布置

变压器布置在管理房外，靠近用电负荷中心，该处地势较高、不易积水、便于巡视。其主供电源从“永临结合”的专用10kV线路引接。备用电源采用柴油发电机组，柴油发电机组布置在柴油发电机房内，主供电源与备用电源通过双电源转换开关实现转换。

3.4 照明

为降低损耗，本工程采用节能型高效照明灯具。室内照明采用荧光灯，事故照明灯采用带蓄电池的灯具，蓄电池连续供电时间不少于60min。

3.5 过电压保护及接地

为防止雷电波侵入，在10kV电源进线终端杆上装设1组氧化锌避雷器。建筑屋顶设避雷网带保护。

接地系统以人工接地装置(接地扁钢加接地极)和自然接地装置相结合的方式；人工接地装置包括：库区管理所、取水(放空)隧洞闸房处设的人工接地装置。自然接地装置主要是利用结构钢筋等自然接地体，人工接地装置与自然接地装置相连，所有电气设备均与主接地网连接。

防雷保护接地、工作接地及电子系统接地共用一套接地装置，其接地电阻按不大于1Ω设计。若接地电阻达不到要求时，采用高效接地极或降阻剂等方式有效降低接地电阻，直至满足要求。

3.6 电缆防火

根据《水利水电工程设计防火规范》(SL 329-2005)要求，所有电缆孔洞均应采取防火措施，根据电缆孔洞的大小采用不同的防火材料，比较大的孔洞选用耐火隔板、阻火包和有机防火堵料封堵，小孔洞选用有机防火堵料封堵。电缆沟主要采用阻火墙的方式将电缆沟分成若干阻火段，电缆沟内阻火墙采用成型的电缆沟阻火墙和有机堵料相结合的方式封堵，电缆选择阻燃电缆。

4 结语

水库枢纽工程项目的规模、负荷、施工所面临的环境因素与技术条件相对来说较为复杂，而且水库枢纽工程电气设计需要考虑水库在运行过程中所涉及到的不确定因素，因此，在电气一次部分设计的过程中，结合实际情况对水库建设过程中及运行过程中的负荷情况进行仔细分析非常重要。