溪口抽水蓄能電站

溪口抽水蓄能電站位於浙江省寧波市奉化溪口鎮，距負荷中心寧波市僅30km，裝機容量80MW，是寧波地區電力系統現階段唯一的中型調峰填谷電站。電站由寧波市自籌資金興建，工程建設實行業主責任制、建設監理制、招投標承包制。電站由上水庫、下水庫、輸水系統、圓形豎井半地下式廠房及升壓開關站等組成，廠房內安裝2台立軸單級單速可逆混流式水泵水輪機，發電電動機為立軸懸式、空冷、可逆式三相同步電機。該電站上、下水庫之間水平距離L與水頭H之比(L/H)為4∶1，技術經濟指標優越，設計年發電量為12610萬kW·h，年抽水電量為17280萬kW·h，抽水—發電循環電站的綜合效率為73%。電站於1998年6月8日正式投入商業運行，通過對6、7、8三個月實測，電站的綜合效率達到77.7%，經濟效益較好。該電站的建成對緩解寧波地區電力系統日益嚴重的峰谷矛盾，提高供電的可靠性，改善供電質量起到了很大作用。

基本介紹

• 中文名：溪口抽水蓄能電站
• 地點：浙江省寧波市奉化溪口鎮
• 裝機容量：80MW
• 投入商業運行：1998年6月8日

二期工程

寧波溪口抽水蓄能電站二期工程規劃建造在現有首座抽水蓄能電站的西側，將利用緊靠一期工程的茗山坑小水庫為上水庫，下水庫庫盆以溝谷和灘地築壩形成，上下水庫水平距離約為2000米，水頭差在480米至500米左右，設計裝機容量為2台20萬千瓦混流可逆式水泵水輪機，工程靜態總投資約12億，工期約4年。 預計總投資17億至18億元，將安裝總容量60萬千瓦單級單速混流可逆式水泵水輪機發電電動機組，設計年發電量約10.5億千瓦時。

計算機監控

寧波溪口抽水蓄能電站採用以計算機控制為主，簡化常規控制設備為輔的監控方式，分層分布結構，整個系統分為電站主控級和就地控制單元。寧波調度中心通過RTU可以實現對本電站的遙測和遙信。

全廠計算機監控系統結構如圖1所示：

2.1　電站主控級

本電站主控級採用的是瑞士ABB公司的Advant station 520 Operation計算機控制系統，其主機是Hewlett-packard 900/700工作站。主控級計算機通過匯流排MB300與全廠其它各就地控制單元進行數據通訊。主控級計算機配置兩台顯示器、兩台印表機和一塊功能鍵盤。

主要功能有：①數據採集和處理；②安全運行監視；③實時控制調節；④事件順序記錄；⑤螢幕圖形顯示。

計算機控制系統能夠自動完成開停機程式、事故停機、操作運行選單、定時報表列印、事故記錄列印、全廠主要電氣系統及油、氣、水等系統的畫面顯示和數據顯示。運行操作人員可以通過功能鍵盤和螢幕選單選定運行機組的工況轉換操作、有功功率和無功功率的設定、全廠數據的調用、召喚列印報表等。

2.2　機組就地控制單元(LCU)

機組就地控制單元(LCU)設定於機旁，主機採用的是ABB公司的Master Piece 200-1型工業微機。它與勵磁調節單元、電液調速器、水泵水輪機控制單元、球閥控制單元等子系統是通過以並行的輸入/輸出信號的方式進行數據交換和控制調節的。

機組就地控制單元的主要功能有：

(1) 數據的採集和處理：主要完成機組各種電氣量、溫度量、開關量、振動、擺度、流量等參數的採集和處理。機組就地控制單元採集到的數據，可根據主控級的要求上送全部採集數據或部分數據。

(2) 安全運行監視：與電站主控級和機組繼電保護裝置等相配合，完成對一些狀態變數的狀態監視、過程監視、越限檢查，在脫離主控級的情況下，保證機組的安全運行。

(3) 實時控制和調整：①可獨立自動完成機組的順序操作、工況轉換、有功和無功功率的調整，而無需依賴主控級。②機組自動停機方式有三種：正常停機、快速停機、緊急停機。③機組同期方式，可採用自動準同期和手動準同期。

2.3　電站公用及輔助設備控制單元(SCU)

電站公用及輔助設備控制單元(SCU)設定在中控室，其主機為ABB公司Master Piece 200-1,SCU主要完成的是對110kV開關站、全廠公用控制設備、廠用變壓器、上下庫閘門和上下庫水位等監視、測量和控制。由於上庫距廠房較遠，故在上庫設定一遠程輸入輸出卡RI0，通過電話線進行通信，同時SCU還負責向電站RTU輸出全廠的一些主要運行參數數據(並行輸出)，RTU再通過微波主通道和載波備用通道與寧波調度中心進行通信。

3　機組繼電保護

機組的繼電保護按照部頒SDJ6-83《繼電保護和安全自動裝置技術規程》有關規定，結合該抽水蓄能機組的具體要求進行配置。保護裝置選用的是南京電力自動化設備總廠生產的WFBZ-01型微機繼電保護裝置。

3.1　主保護

發電電動機和變壓器的相間短路保護，有關規程要求：對1MW以上的發電機，應裝設縱聯差動保護；對發電機-變壓器組，當發電機與變壓器之間有斷路器時，發電機裝設單獨的縱聯差動保護。該電站單機額定發電容量40MW，主接線採用變壓器一線路組接線，發電電動機與主變壓器間有斷路器，故發電電動機採用一套縱差，主變壓器採用一套縱差。抽水蓄能電站，發電電動機作為發電機和作為電動機運行時轉向不同，定子相序需要切換，為避免TA二次側相應切換，兩台換相開關柜上各裝設一組TA，其對應副邊並聯。發電機和主變壓器兩套縱差保護的保護區在發電電動機出口兩台換相開關處重疊。

該電站發電電動機在水泵工況時採用半電壓異步啟動，主變壓器低壓側繞組帶中間抽頭，其接線組為YN，d11-d9，因此在降壓啟動斷路器上再加兩組TA，分別用於發電電動機和主變壓器在抽水工況降壓啟動過程中的縱差保護。用於主變差動的TA其接線上作了特殊處理，以保證電源相位一致，變化按降壓時選擇。差動保護引入電氣制動開關輔助觸點，當電氣制動時，差動保護自動退出運行。保護瞬時動作於跳機組出口斷路器、滅磁和停機。TA斷線會引起差動保護誤動，因此設定了TA斷線閉鎖環節。

3.2　發電機一變壓器組後備保護

該保護作為發電機一變壓器組外部相間短路故障和發電機一變壓器組主保護的後備。保護採用帶電流記憶的複合電壓啟動過電流保護，保護由機端電壓和中性點側電流構成，電流元件帶記憶，記憶時間可整定。出口分兩段延時：第一時限跳主變高壓側斷路器；第二時限跳機組出口斷路器、滅磁和停機。

引入半壓啟動斷路器接點，當半壓啟動時自動閉鎖保護。引入發電和抽水斷路器輔助接點，當在抽水或發電狀態時自動切換電壓相序。在機組啟動和停機過程中，負序電壓環節不能正確工作，因此當斷路器斷開時，自動解除負序電壓環節，轉換成過流保護，因為此時電壓一般較低，已無必要用低電壓來改善靈敏度。由於在抽水啟動過程中，啟動的電流較大，為防止誤動，此電流的整定按躲過啟動期間最大的電流(閉鎖)來整定，低壓也整定得較低，以免併網時不正確動作。

3.3　定子繞組接地保護

保護反映中性點TV二次側3U0電壓，瞬時動作於跳開機組出口斷路器、滅磁和停機。

3.4　定子繞組過負荷保護

採用接於一相的電流繼電器作為反應定子繞組對稱過負荷的保護。保護帶時限動作於信號。引入半壓啟動斷路器接點，當半壓啟動時自動閉鎖保護。

3.5　 定子繞組過電壓保護

定子繞組過電壓保護延時動作於跳開機組斷路器、滅磁和停機。

3.6　勵磁迴路一點接地保護

採用測量轉子對地導納原理的靈敏度一致的轉子一點接地保護。保護帶時限動作於信號。

3.7　失磁保護(具備TV斷線閉鎖)

保護反應變壓器低壓側TV電壓和TA電流經延時t1發信號；t2動作於跳機組出口斷路器、滅磁和停機。引入滅磁開關輔助接點，當滅磁開關誤跳時，實現聯跳。引入抽水斷路器輔助接點，在斷路器斷開時閉鎖聯跳。為防止抽水啟動時，從系統吸收P、Q，應閉鎖。同時和失步保護一樣，延時投入，延時時間考慮最長拉入同步的時間。

3.8　抽水工況低功率保護

機組抽水運行時，如電源突然消失，若不採取停機關導葉或其它有效措施切斷水流，機組便會很快減速到停機，並向反方向旋轉，然後升速到對應於當時導葉開度的飛逸轉速，對機組、高壓輸水管道非常危險，因此必需裝設抽水工況的失電保護。低功率保護檢測抽水時電機的輸入功率，當其低於某一限值時保護動作於跳開機組斷路器、滅磁和停機。同時引進球閥全關位置接點，保護在球閥全關時閉鎖。

3.9　抽水工況低頻率保護

該保護的功能與低功率保護相同，它也只在抽水工況時投入作為低功率保護的後備。

此外，還有抽水工況失步保護、勵磁變過電流保護和軸電流保護。總之溪口抽水蓄能電站自投入運行以來，電站監控保護系統運行穩定可靠，實現了綜合效率達77%的良好經濟效益。