冯家山一级水电站增效扩容改造电气设计摘要：冯家山一级水电站现存的电气一次设备老化严重、二次设备智能自动化水平较低，严重影响了电站的安全稳定运行，文章在对这些问题进行分析的基础上，对电站增效扩容改造内容及电气设备选型等内容进行了深入探讨。关键词：冯家山；水电站；增效扩容；电气改造：TV74文献标识码：A：1006-8937（2015）21-0005-021工程概况冯家山水库是以灌溉为主，兼顾防洪、发电、供水、养殖等综合利用的大（2）型水利工程。水库枢纽工程位于宝鸡市陈仓区桥镇乡冯家山村下的千河河谷中。水库设计库容4.13亿m3，调节库容2.86亿m3，防洪库容0.92亿m3，死库容0.91亿m3，水库控制流域面积3232km2，设计灌溉农田136万亩。工程枢纽主要由拦河大坝、泄洪洞、溢洪洞、非常溢洪道、输水洞、电站工程等建筑物组成。主要建筑物为2级，次要建筑物为3级。2电站电气一二次的现状2.1电气一次现状2.1.1主变压器及水轮发电机变压器型号：SJL1-3150kVA/35/6.3kV；额定容量：3150kVA；接线组别：Y，d-11；阻抗电压：7.0%；功率因数：0.8。水轮发电机机组型号：TSL260/42-24；额定容量：1250kW；额定电压：6.3kV；额定电流：143.2A；功率因数：0.8；额定转速：250r/min；效率：93.5%。2.1.2发配变电设备现状冯家山水库一级水电站安装TSL260/42-24水轮发电机两台，采用手动准同期方式进行并网运行。发电机母线电压为6.3kV，通过一组TMY―80×10硬母线引至户外1B主变压器，同时用ZLQ21-10/50电缆送至2B主变压器。该站从坝区124回路溢洪洞进口变压器（250kVA）低压侧取得电作为厂用电常用电源，另外在35kV母线侧加装一台容量为80kVA变压器作为厂用电备用电源。选用BZGN-1-20/220型镍镉蓄电池屏作为直流电源，同时用作全站的控制保护电源。选用两台KYN-10-06（D）高压柜作为发电机出线控制柜；电压互感器柜型号为KYN-10-44，两台主变6.3kV侧进线柜型号为KYN-10-14（D）和KYN-10-04，另外还有一台连接一、二级站的6.3kV母线联络柜KYN-10-06（D）。35kV出线断路器为DW8-35/600型。该站高低压开关柜及配电设备大部分为淘汰产品，并且已超过电气设备的使用寿命年限，应予以更换。2.1.3电站厂用电水电站厂用电采用380/220V三相四线制供电系统，单母线接线。2.2继电保护现状2.2.1继电保护配置冯家山水库一级水电站水轮发电机组、变压器、线路继电保护，经现场查看，主要包括：①水轮发电机：纵差保护、低电压闭锁过电流、过电压、失磁、过负荷、转子一点接地等。②主变压器：纵差保护、复合电压过电流、瓦斯、温度保护、过负荷、过励磁、零序保护。③输电线路：限时电流闭锁电压速断；后备保护；过电流等。2.2.2同期直流励磁系统同期装置为手动准同期，操控繁杂。直流电源为镉镍蓄电池，蓄电池漏液严重、维护复杂，且配件不易购置。励磁系统采用直流励磁机励磁，励磁方式落后、能耗大，使用以后故障较多、并网困难，影响机组安全运行。3增效扩容改造内容及电气设备选择3.1增效扩容改造内容结合冯家山水库一级水电站电气设备存在的问题，设计对水轮发电机，励磁系统，电气一、二次设备进行改造，并提高电站的综合自动化程度。改造只改造两台机组（1#、2#），具体包括以下几方面：①根据水轮机出力，选择更换原水轮发电机。②电站的高压开关柜进行更换改造。③低压配电屏及动力控制箱更换改造。④电站的综合自动化系统（机组控制、开关控制，机组、线路、变压器保护）更换改造。⑤电站直流电源系统更换改造。⑥电站励磁系统更换改造。⑦电站调速器控制系统更换改造。3.2电气设备选择3.2.1发电机选择改造后发电机的性能符合国家标准GB/T7894-2001《水轮发电机基本技术条件》、GB/T755-2000《旋转电机定额和性能》等相关标准的规定。改造后发电机主要参数：型号SF-K1250-20/2600；额定功率1250kW；额定电压6300V；额定电流143.2A；额定转速300r/min；效率96.0%；频率50Hz；功率因数0.8。3.2.2主接线方式的确定冯家山渠首一级站主接线采用单母线接线方式，其中包括二级水电站并入接线。在二级电站改造时已经把1B主变压器及35kV侧电气全部更换，此次只对一级站0.4kV和6.3kV电气设备和10kV变压器（...