竹林电站电气设计说明
甘肃省两当县竹林电站位于陕西省凤县草店镇境内，是嘉陵江干流上的一座引水式电站，共装机4450kW（2×1600kW＋2×1250kW），现在按电站建设方扩容的意见进行电站设计。
一、 设计依据
1. 采用的设计标准、规范
中小型水电站电气设计手册 水利水电工程电气测量设计标准规范 小型水力发电站设计规范 水利水电工程继电保护设计规范 水利水电工程二次接线设计规范
GB 311.1-1997 高压输变电设备的绝缘配合 GB 50060-1992 3～110kV高压配电装置设计规范 GB 50217-1994 电力工程电缆设计规范
DL/T 620-1997 交流电气装置的过电压保护和绝缘配合 DL/T 404-1997 户内交流高压开关柜订货技术条件 DL/T 5221-2005 城市电力电缆线路设计技术规定 DL/T 728-2000 气体绝缘金属封闭开关设备订货技术条件 DL/T 448-2000 电能计量装置技术管理规定 DL/T 825-2002 电能计量装置安装接线规则
2. 建设方委托及有关部门批复
宝鸡市池南河水电站开发有限公司设计委托书
陕电发展（2008）137号文件《关于宝鸡凤县竹林电站并网问题的批复》
宝供营字（2008）45号文《关于宝鸡凤县竹林水电站并网方案的批复》
宝鸡供电局专题会议纪要（2011）26号文
二、 接入电力系统方式
根据上述各级供电部门关于竹林水电站并网批复意见，经过对本电站输电容量与输电距离分析比较，本电站拟以35kV电压等级送到宝鸡供电局双石铺变电站，输电距离12km。选用导线LGJ-120，电流密度取j=0.82A/mm2。
三、 电气主接线设计
经过方案比较，并且考虑到水电站枯水季节单台机组运行时间长的特点，电站拟装设两台主变压器，1#主变压器与2#、3#发电机采用扩大单元接线，2#主变压器与1#发电机组成单元接线方式，可以提高电站不同季节水量变化时运行的灵活性，也可减少主变压器空载损耗。电站厂变选用两台，分别接于6.3kV和35kV母线，两台厂用变压器一备一用。主变压器和厂用变压器全部选用新型节能型变压器S11系列。
四、 短路电流计算及高压电气设备选择
1、短路电流计算中，双石铺变电站容量按无穷大考虑。
2、10kV、35kV断路器及开关柜等设备短路电流水平分别按20kA/2S和31.5kA/4S。
3、户内6kV开关柜选用KYN28-12/630型，安装真空断路器ZN28-10/630型；35kV户外真空断路器选用ZW7-40.5/630型，户外隔离开关选用GW5-35D/600型。6kV两段母线，根据电流密度计算分别选用TMY-60×10和TMY-60×6,35kV户外开关站母线及出线选用LGJ-120，经校核试算，均可满足电气设备动、热稳定及电流密度的要求。
五、 厂用变压器及低压电气设备的选择
通过对厂用电估算分析，选用两台250kVA S11型节能变压器，高压侧分别接于户内6.3kV母线和户外开关站35kV母线上，两变压器一用一备。
低压配电柜选用GGD2型，屏面布置灵活，可以满足电站使用功能。
六、 电缆的选择与敷设
各电压等级的电力电缆均选用YJV型交联聚乙烯电缆，户外埋地敷设采用带铠装的电力电缆，户内沿电缆沟敷设采用无铠装电缆，均经过热稳定校验。
七、 电气设备布置
户内6kV开关柜的布置与电气主接线相适应，两段6kV母线与各自相对应的发电机出线柜、PT柜、主变压器进线柜等布置于一列，1#主变进线采用高压封闭母线，2#主变采用YJV22电力电缆进线。二次设备屏柜布置于中控室，成三排布置。各台机组旁布置励磁屏、机组LCU屏及动力箱。
由于地形位置决定户外变电站、开关站按两个阶地布置，两台主变压器安装于副厂房高压室外与厂房同一高程，作为主变压器场，可以缩短6kV电力电缆和封闭母线长度，开关站则设置在较远的高台上，便于布置35kV母线、开关及出线。
八、 继电保护及自动化设计
水电站继电保护与自动化设计利用重庆新世杰公司成套技术，采用微机监控，具体设计有： 1. 自动化设计
竹林电站全厂采用微机自动监控装置进行自动控制，按无人或少人值班设计。按两级分层分布控制，即分为全厂工作站和单元现地控制。
全厂工作站设监控计算机两台，GPS定位时钟、2kVA容量UPS电源以及办公用打印机、显示器等。现地控制级按机组为单元设1#、2#、3#机组LCU屏以及主变、厂变、线路和公用LCU屏，实现各个单元手、自动现地控制。 2. 继电保护设计
按《继电保护及安全自动装置技术规程》竹林水电站所有电气设备的保护均采用EDCS-8000系统微机保护装置，分别按发电机、主变、厂变、线路为单元设置。发电机组保护实行一机一屏，主保护为纵联差动保护，后备保护设有复合电压启动过流保护、转子一点接地保护及过负荷保护等。主变、线路设有差动、方向过流、瓦斯等保护。上述保护功能实现全微机操作，并与上位机通讯联络。 3. 直流系统设计
本电站直流系统设计选用100Ah BJZL系列直流电源系统，包括铅酸免维护直流蓄电池及自动充电装置，作为断路器操作和全厂保护、控制电源，也是事故照明电源。
4. 励磁系统
本电站励磁系统是由发电机厂家提供的SFZL系列可控硅励磁装置，设置有PLC励磁调节器及整流装置。励磁变压器分别接在各台机组6.3kV出线。
九、 电能量计量计费
竹林水电站并入宝鸡电网，应满足电网商业化运营的要求，配置电能量计量计费设备。 1. 计量点设置
⑴竹林水电站计费关口点
竹林水电站通过35kV专线接入双石铺变电站，系统计费关口点设置在双石铺变35kV出线侧，作为主备表配置。
⑵考核计量点
竹林水电站考核计量点设置于水电站发电机组出口、厂用变高压侧，均按单表配置。 2. 电能表配置及功能
⑴根据DL/T 448-2000《电能量计量装置技术管理规程》的要求，关口电能表准确度等级有功电能表为0.2S，无功电能表为1.0；计量互感器的准确度等级：电流互感器为0.2S，电压互感器为0.2，PT二次回路电缆压降应小于其额定二次电压的0.2%；CT要求专用线圈、PT要求专用线圈或回路。考核电能表准确度等级：有功电度表为0.5S，无功电能表为2.0。
⑵表计功能参照DL/T614《多功能电度表》和DL/T5《多功能
电能表通信规约》的要求。
十、 过电压保护及接地
1. 直击雷保护
直击雷保护：户外开关站设置避雷针，厂房部分沿不同屋顶坡度建筑物的易受雷击部位敷设保护建筑物的避雷网。避雷网一般高度15cm-20cm，每隔1m左右支撑固定。 避雷针的保护范围：
避雷针设置在户外开关站的东南、西北两角，如同户外开关站防雷接地图所示。被保护的电气设备最高为7.5m，取8m计算。将避雷针高度分别设为h=25m和h=30m。经计算，此两根避雷针的保护半径可将开关站内的电气设备全部包括。 2. 雷电入侵波的保护
配电装置的雷电入侵波保护新型的氧化锌避雷器以及与之相配合的进线保护段来实现。对6.3kV的母线防雷电入侵的保护采用Y2.5WD-7.6/19型氧化锌避雷器，对35kV的母线防雷电入侵的保护采用Y5WD-41/134型氧化锌避雷器。 3. 水电站接地
本电站工作接地、保护接地采用统一接的装置，接地体采用人工接地体与自然接地体联合构成地接地装置。自然接地体采用接地连线将尾水基础、主机基础、镇敦中的钢筋电焊联接，并与压力管道、电缆支架、穿线钢管、设备金属外壳以及埋在地下的输水管道等用接地连线联接起来形成自然接地体，实测电阻R≤4欧姆，若不满足要求，
应加入人工接地装置。人工接地装体采用L=2.5m钢管（每隔5m一根）作接地极垂直打入地中，间隔应大于5m。用一40×4扁钢电焊联接组成人工接地网。对于避雷针专设的人工接地装置、应实测R≤10欧姆。
