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由于电站尾水隧洞较长,且深埋地下,每台机组尾水肘管与调压井之间设尾水事故闸门,门型采用平面定轮闸门,门槽为高压闸阀式,门槽密封盖上布置液压启闭机,并设置进人孔、机械锁定及限位器、排气阀等部件。进出水口金属结构制造厂家为夹江水工机械厂,液压启闭机制造厂家为江苏武进液压启闭机有限公司。
3.主要电气控制设备
(1)发电电压设备
离相封闭母线由镇江华东电力设备制造厂生产,型式为全连、自冷、离相式,主回路额定工作电压15.75kV,额定电流12000A。发电机出口断路器为ABB公司HECPS-3S型,包括发电机断路器、SFC启动隔离开关及背靠背启动隔离开关、接地开关、电容器等。换相开关采用瑞士ABB公司HECPS3空气绝缘、电动操作、三相五极产品。发电电动机中性点采用电阻接地方式,主要设备有隔离开关、电流互感器和接地变压器及连接于二次侧的接地电阻器(可调)。
(2).计算机监控系统
电站计算机监控系统采用北京中水科水电科技开发有限公司的H9000V4.0系统,监控系统主网网络结构采用环型加星型的双网结构。主网为双环网。由于上、下库LCU距离厂房较远,厂内公用LCU6以星型接入上库LCU8,开关站LCU7以星型接入下库LCU9。从监控设备的先进性、稳定性、安全性以及用户应用情况等多方面考虑,清蓄电站监控系统下位机现地控制单元(LCU)可编程控制器选用了西门子S7-400系列PLC,CPU模块为414-5H,其运算速度最快可达18.75ns,在国内首次采用Profinet工业以太网通信,可配置为冗余容错的S7-400H系统。现地控制单元大量采用远程I/O模块,将地下厂房各层现地信号就近接入远程I/O单元中,大大节约了电缆购买、敷设和维护成本。
(3).调速器系统
调速器系统是由ALSTOM公司生产,采用PID调节的数字式电液调速器,主配压阀直径为100mm,电液转换器为比例阀,采用两段关闭规律,液压控制配有开停机电磁阀、手/自动切换阀、紧急停机电磁、得电关闭电磁阀和失电关闭电磁阀,额定工作油压6.3MPa。调速器的速度测量采用齿盘测速和残压测速,配置机械过速开关(飞摆),机械二级过速动作后通过油路直接作用于关闭球阀。
(4).励磁系统
励磁系统由ABB生产,采用自并励可控硅静止整流励磁方式,励磁调节器型号为Unitro-6800型数字式励磁调节器。励磁变变压器接在主变压器低压侧,额定容量为1365kV˙A,广东顺特电气设备有限公司制造。灭磁开关为瑞士ABB。额定励磁电230V,额定励磁电流1750A,空载励磁电流950A。。
(5).静止变频起动装置
静止变频起动装置为瑞士ABB公司制造,采用AC800PEC控制系统。包括输入/输出变压器、输入/输出电抗器、输入/输出开关柜、起动母线、起动母线分段隔离开关、变频装置、冷却系统、控制、保护和监测系统等。SFC有2个整流桥,每桥臂4只晶闸管,1个逆变桥,每个桥臂6只晶闸管,额定容量为22MW,输出电压0~17.325kV,输出频率0~52.5Hz,启动时间195s。
(6).继电保护
发电电动机保护、主变压器保护,高压电缆保护线、厂用电保护、SFC输入输出变保护系统及机组保护故障录波系统由西门子供货。
(7).状态监测装置
机组状态监测系统采用具有华科同安产品,关键测量元件如摆度、键相、轴向位移、铁芯振动、气隙、磁通量、局放、压力脉动等监测传感器均采用知名品牌。
(8).400V厂用电系统
400V厂用电系统采用ABB工厂新型的MNS3.0模块化抽出式低压开关柜,共200多面。整体设计结构能最大程度地满足可靠性,安全性、供电的连续性及操作维修的方便性。
4.高压设备
(1)主变压器
电站共设有4台型号为SSP-380000/500的三相双圈强油循环水冷、高压侧带无励磁分接开关的铜绕组升/降压电力变压器,由特变电工衡阳变压器有限公司生产。额定电压525kV±2×2.5%/15.75kV。主变压器低压侧经油套管与15.75kV离相封闭母线相连,高压侧通过干式绝缘套管与GIS相连。主变压器中性点采用干式绝缘套管引出直接接地。4台冷却器紧靠每台主变压器的高压侧(C相)布置,由GEA冷却设备有限公司制造,油流量为264m3/h,冷却水流量为114m3/h。
(2)500kVGIS
500kVGIS分为地面与地下两部分,地面户内GIS采用双母线,包括2串进线间隔、1串出线间隔、2串母线PT间隔及SF6管线等。地下GIS采用2组联合单元接线,每组联合单元包括2串隔离开关及CT间隔、1串避雷器间隔及SF6管线。GIS为厦门ABB公司生产,型号为ELK-3,额定电流4000A,额定短时耐受电流63kA/2s。
(3)500kV电缆
500kV电缆生产厂家为法国雪力克电线电缆有限公司。2个回路总长约3242m,单相长约540m。与地下GIS相连的电缆终端采用外置干式水平电缆终端,与地面户内GIS相连的电缆终端采用外置干式垂直电缆终端。500kV高压电缆选用XLPE-800mm2、单相、铜芯、交联聚乙烯挤包绝缘电缆,采用分割结构组合导体,额定电流880A,导体短时耐受电流63kA/2s。
5.油水气系统
(1)油系统
电站油系统分为透平油系统和绝缘油系统。透平油系统的主要用油设备为机组各轴
承、调速系统用油及球阀油压装置用油。透平油的牌号为L-TSA46号透平油。电站绝缘油系统不设置单独的绝缘油库,仅设置必要的绝缘油处理设备,在现地向主变充油及真空注油。绝缘油的牌号为NYNAS10GBX。
(2)压缩空气系统
电站压缩空气系统为中压压缩空气系统,工作压力为6.3MPa的水泵工况启动和调相装压水用气、调速器油压装置用气、球阀油压置用气。中压空压机选用德国绍尔(SAUER)公司产品,其中中压空压机4台,排气量10m3/min,水冷,3主1备。
(3)技术供水系统
机组技术供水系统采用单元供水方式,每台机组从尾水管取水经水泵加压供水至用户,然后排回至尾水支管,取、排水口间距约73.55m。每台机组设两套独立的全自动滤水器、水泵、泵控阀,两套互为备用。水泵选用上海凯士比泵有限公司产品,卧式双吸离心泵,额定流量约1530m3/h,扬程45m;滤水器选用贺德克产品,过滤精度0.5mm,流量1300m3/h。
6.主要技术优化
Q电站关键技术创新和设计优化100多项,获得技术专利10项,施工工法和QC活动获奖8项。其中,采用精细化爆破技术开挖地下洞室、在地下厂房等部位成功应用大体积清水混凝土,工艺精良;与厂家联合开发了机组运行监控系统,实现了抽水蓄能机组核心控制程序的国产化;首次在国内抽水蓄能机组上采用长短叶片水轮机转轮,机组运行性能具有开创性突破;采用三维管路设计优化每一设备布置,整个厂房呈工业艺术之美。
7.结语
电站建设期间,各参建单位团结合作,攻克难关,群策群力开展工程建设,常抓不懈落实安全生产,坚持高标准,严把质量关。承担工程建设管理的QY蓄能发电公司,承担工程设计的广东省水利水电勘测设计院,承担施工任务的主要施工单位(中国葛洲坝集团股份有限公司、中国水利水电第五工程局有限公司、中国水利水电第十四工程局有限公司、广东水电二局股份有限公司、东芝水电设备(杭州)有限公司、葛洲坝集团机电建设有限公司等)以扎实、严谨的作风,实现了上、下游水库蓄水一次成功,上、下游水道充水一次成功,三大高压设备充电一次成功,四台机组考核试运行一次成功,四台机组同时满载甩负荷试验一次成功,圆满完成里程碑目标。
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