白山抽水蓄能电站机电设备设计.docx

白山抽水蓄能电站机电设备设计吴玮(白山发电厂 , 吉林省桦甸市 132400)摘要 : 白山抽水蓄能电站是国内首次自行设计 、施工建设的大型抽水蓄能电站 。蓄能电站装有2 台单机容量 150 M W 的可逆式机组 ,机变组采用单元接线 ,通过左岸地面电站 2 回 220 kV 架空 线并入东北电网联网 。首台蓄能机组经过国际招标引进了国外先进技术和设备 ,成功消化吸收主机设备的设计 、制造 、安装 、调试等方面的技术经验 ,应用在国产化 150 M W 抽水蓄能机组 。文中对白山抽水蓄能机组的系统接线方式 、电气一次 、电气二次和机械部分设计进行介绍 ,总结蓄能机 组投产初期暴露出的问题 。关键词 : 白山抽水蓄能机组 ; 电气 ; 机械 ; 设计引言白山抽水蓄能电站位于吉林省东南部第二松花 江上游 ,以白山水库为上库 ,红石水库为下库 ,采用 常规 —蓄能混合式开发 , 安装 2 台 150 M W 单级混 流可逆式机组 ,总装机容量 300 M W 。平均每年运 行 2 150 h ,年抽水量约 17 . 65 ×108 m3 ,年平均抽水 耗电 量 为 6 . 24 ×108 k W ·h , 年 平 均 发 电 量 为4 . 81 ×108 k W ·h ,综合效率达到 0 . 8 以上 ,保证出 力增加 54 M W ,工程规模为大 ( Ⅱ) 型 。电站建成后并入东北电网 ,担任系统的调峰 、填谷及事故备用等 任务 。2 台抽水蓄能机组分别于 2005 年 12 月20 日 和 2006 年 7 月 6 日投产发电 。白山抽水蓄能电站由“中水东北勘测设计研究 有限责任公司”总体设计 ,水泵水轮机/ 电动发电机组采用分离采购的模式 ,首台蓄能机组转轮由日立 公司制造 ,其余主机设备全部由哈尔滨电机有限责 任公司设计制造 。2 台机组调速系统 、励磁系统采用国内厂家总承包 ,第 1 台套设备全部由国外引进 , 第 2 台套设备是在全面消化吸收国外设备成熟技术 后 ,由国内厂家进行设计和制造 ,实现设备全部国产化的目标 。北线送入东丰变 ;7 G/ M 与 4 G 并接在 220 kV Ⅱ母线 ,由白高线送入东丰变 。 由于抽水蓄能电站距二期电站 220 kV 开关站仅为 270 m ,通过对原开关站技术改造后能满足左 岸电站和蓄能电站的送电及抽水蓄能电站受电的要 求 ,不需专为蓄能电站架设输电线路 ,此方案具有很好的可操作性和经济性 。0电气一次部分22 . 1 机变组单元根据白山抽水蓄能电站机组台数 、单机容量 、主 变压器运输条件 ,采用 1 台哈尔滨电机厂 SFD150230/ 8100 发电/ 电动机与 1 台特变电工新疆变压器 厂 SSP102200000/ 220 W2 的三相变压器组成单元接线 。发电机/ 电动机定子绕组采用双层条式波绕组 , Y 型连接 , F 级绝缘 。转子为无轴结构 ,转子支架为圆盘式焊接结构 。制动器布置在推力轴承箱体上 ,电动机/ 发电机下机架为荷重机架 ,支墩为悬臂式 , 机架承重通过机架和基础立面加强板之间的角型支 撑来实现 。机端装设 瑞 士 ABB 公 司 H ECPS23 六 氟 化 硫断路器 ,主变高压侧装设 H PL 245 B1 北京 ABB 公 司六 氟 化 硫 断 路 器 , 全 厂 共 2 组 单 元 接 线 。机 端13 . 8 kV 断路器 GCB 和主变压器 220 kV 侧断路器M CB 分别作为电动机/ 发电机同期点 。220 kV 侧 采用两回 XL P E2220 ,1 ×630 mm2 交联聚乙烯绝缘电力电缆引出 ,分别接入二期电站 220 kV 开关站 。2 . 2 换相设计因二期 220 kV 高压侧因开关站面积不能扩建蓄能机组接入系统方式及主接线采用白山左岸 (二期) 常规电站与蓄能电站联合 接入电力系统方式 ,机变组 —线路单元式接线 ,通过 二期 220 kV 白东北线和白高线送入东北电网 。其 中 6 G/ M 与 5 G 机组并接在 220 kV Ⅰ母线 ,由白东1收稿日期 :2009207209 。29水 电 厂自 动 化2009 ,30 (3)不具备装设换相开关的条件 ,只能采用发电电动机侧换相 。低压换相方式具有低压换相开关机械性能 良好 、可靠性高 、布置占地小等优点 。每台发电/ 电动机出口装设 1 套五极换相隔离开关 ,以满足可逆 式抽水蓄能机组在发电和抽水工况不同的旋转方向下电气回路转换电源相序要求 。2 . 3 机组启动及运行方式1) 同步发电/ 电动机为立轴 、带阻尼绕组 、空气 冷却 、三 相 、半 伞 型 的 大 型 蓄 能 机 组 , 额 定 转 速200 r/ mi n 。采用静止变