《DLT 5186—2004 水力發(fā)電廠機電設計規(guī)范 條文說明.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《DLT 5186—2004 水力發(fā)電廠機電設計規(guī)范 條文說明.doc（81頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

DL/T5186-2004 中華人民共和國電力行業(yè)標準 P DL/T5186-2004 條 文 說 明 中國電力出版社 水力發(fā)電廠機電設計規(guī)范 主編部門：水電水利規(guī)劃設計總院 批準部門：中華人民共和國國家經(jīng)濟貿(mào)易委員會 2004 北京 目 次 1 范圍 4 2 引用標準 4 3 總則 4 4 水力機械 4 4.1 水輪機選擇 4 4.2 進水閥 11 4.3 調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)節(jié)保證 12 4.4 主廠房起重機 15 4.5 技術供、排水系統(tǒng)及消防給水 15 4.6 壓縮空氣系統(tǒng) 19 4.7 油系統(tǒng) 21 4.8 水力監(jiān)測系統(tǒng) 22 5. 電氣 23 5.1 水電廠接入電力系統(tǒng) 23 5.2 電氣主接線 25 5.3 水輪發(fā)電機/發(fā)電電動機 33 5.4 主變壓器 36 5.5 高壓配電裝置 39 5.6 廠用電及廠壩區(qū)供電 41 5.7 過電壓保護和接地裝置 44 5.8 照明 47 5.9 電纜選型與敷設 47 6. 控制保護和通信 49 6.1 總體要求 49 6.2 全廠集中監(jiān)視控制 51 6.3 勵磁系統(tǒng) 55 6.4自動控制 55 6.5 計算機監(jiān)控系統(tǒng) 56 6.6 繼電保護 59 6.7 電測量和電能計量 59 6.8 二次接線 59 6.9 廠用直流及控制電源 61 6.10 通信 63 7 機電設備布置及對土建和金屬結構的要求 63 7.1 一般要求 63 7.2 主廠房 65 7.3 副廠房 66 7.4 變壓器場地 66 7.5 高壓配電裝置布置 68 7.6 中央控制室及其它 71 7.7 直流設備室 73 7.8 水輪機/水泵水輪機輸水系統(tǒng) 74 7.9 電梯 75 8 輔助設施 75 8.1 機械修配廠 75 8.2 電氣實驗室 76 附錄A 水力機械術語、符號 77 1 范圍 無需說明。 2 引用標準 無需說明。 3 總則 無需說明。 4 水力機械 4.1 水輪機選擇 4.1.1 水輪機型式及適用水頭范圍見表1。 表1 水輪機型式及適用水頭范圍 水 輪 機 型 式 適用水頭范圍 （m） 按能量轉(zhuǎn)換方式分 按水流流向分 按結構特征分 反 擊 式 貫 流 式 燈 泡 式 3～30 軸 伸 式 軸 流 式 定 槳 式 3～80 轉(zhuǎn) 槳 式 斜 流 式 40～120 混 流 式 30～700 沖 擊 式 射 流 式 水 斗 式 300～1700 當水電廠的水頭段有兩種以上機型可供選擇時，應從技術特性（D1、nr、ht、Hs）、經(jīng)濟指標（機組設備及起重設備造價、廠房土建工程量及其估價、多年平均發(fā)電量）、運行可靠性（包括水輪機運行的水力穩(wěn)定性、設備使用的成熟可靠程度），以及設計制造經(jīng)驗、制造難度等方面，經(jīng)技術經(jīng)濟比較后選定。 對于最大水頭20m及以下的徑流式水電廠，根據(jù)國內(nèi)、外的水電工程實踐和運行經(jīng)驗，貫流式水輪機已顯示出其優(yōu)良的經(jīng)濟合理性和技術可行性，故推薦優(yōu)先選用燈泡貫流式。 對于水頭變幅較大（Hmax /Hmin>1.8）的70m水頭段的大型水電廠，水輪機型式選擇時應主要考慮水輪機運行的水力穩(wěn)定性要求，優(yōu)先推薦選用具有雙重調(diào)節(jié)性能的軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機。 4.1.2 設計選擇的單機容量和機組臺數(shù)應滿足電力系統(tǒng)運行安全、可靠、調(diào)度靈活的要求和對水電廠在汛期和非汛期運行輸出功率的要求。 在技術經(jīng)濟比較時，主要應考慮樞紐布置條件、機組設備制造能力和技術水平、對外交通運輸條件、水庫的調(diào)節(jié)特性與運行方式、水頭和流量特性、以及機組的運行方式和大修要求等因素。在考慮上述因素的基礎上，擬定不同的單機容量方案，分別計算機電設備、土建費用及電量，進行經(jīng)濟比較。宜選用單機容量較大、機組臺數(shù)較少（但不少于2臺）的設計方案。 對于多泥沙河流的水電廠，機組臺數(shù)選擇時應研究和預測水電廠投入運行后的過機含沙量、顆粒級配和莫氏硬度大于5的泥沙含量，以及機組大修周期要求。 對于梯級水電廠，設計選用單機容量時，還要考慮梯級水電廠之間水量銜接的要求。 4.1.3 本條強調(diào)了應注意最大水頭與額定水頭比值較大的大型混流式水輪機在高水頭區(qū)域穩(wěn)定運行的范圍要求。為了在較高水頭和較大負荷運行時增大水輪機運行穩(wěn)定運行范圍，可設置水輪機最大輸出功率，使水輪機可以在較大導葉開度，較小轉(zhuǎn)輪葉片進口水流沖角的工況下運行，以避開由于進水沖角過大產(chǎn)生葉片頭部脫流空化、形成二次流和葉道渦所引起的水輪機水力不穩(wěn)定運行工況，進而滿足水輪機在較高水頭運行時負荷調(diào)節(jié)范圍的要求。因此，宜根據(jù)水電廠的水力動能特性（主要指水頭和流量特性）、水輪機運轉(zhuǎn)特性及運行范圍、電站調(diào)峰及事故備用的效益、相關配套設備的投資以及電力系統(tǒng)的需求等條件，研究水輪機超額定功率運行的必要性及合理性，并選定水輪機最大輸出功率及其相應的凈水頭。 國內(nèi)外一些大型水電廠，如大古力Ⅲ、依泰普、古里Ⅱ、薩彥舒申斯克、龍羊峽、二灘、萬家寨、三峽左岸等的水輪機均設有兩級輸出功率，即額定功率和最大功率。 4.1.4 水輪機設計水頭即水輪機最優(yōu)效率點的凈水頭。 1 水輪機設計水頭接近或略高于加權平均水頭，有利于水輪機在較高水頭運行時的水力穩(wěn)定性，可提高水輪機加權平均效率，增加年平均發(fā)電量。對混流式水輪機，一般推薦最大凈水頭與設計水頭的比值在1.07～1.11之間,同時兼顧使最小凈水頭與設計水頭的比值大于或等于0.65。即Hmax/Hd=1.07～1.11, Hmin/Hd≥0.65. 2 對于水庫采取“蓄清排渾”運行方式的多泥沙河流水電廠，汛期（排沙期）水流含沙量較大，水庫降低水位進行排沙，水輪機在較小水頭和含沙水流條件下運行；蓄水期水庫蓄水，水位升高水流變清，水輪機在較大水頭和清水條件下運行。為使水輪機最優(yōu)效率區(qū)的工作位置既注意到蓄水期在較大水頭下穩(wěn)定運行和多發(fā)電量的要求，又兼顧到汛期在較小水頭下能靠近無空化或低空化區(qū)運行，以減輕磨蝕損壞的要求。因此，設計水頭宜在水電廠加權平均水頭和汛期平均水頭之間選取。 4.1.5 水輪機/水泵水輪機額定水頭Hr的選擇 1 合理選擇額定水頭直接關系機組的穩(wěn)定運行性能和電站發(fā)電效益?？紤]到我國各電力系統(tǒng)的工作內(nèi)容不斷擴大，受阻出力多為汛期季節(jié)性電能，在既考慮到減少受阻出力又不過份強調(diào)受阻出力，兼顧水輪機穩(wěn)定運行性能的要求，對于中、高水頭水輪機的額定水頭宜在加權平均水頭0.95～1的范圍內(nèi)選取。 此外，最大凈水頭與額定水頭的比值也可作為選擇額定水頭的參考。統(tǒng)計資料表明:Hmax/Hr的值，國外有85％的電站小于1.15；國內(nèi)有75％的電站小于1.15，這些大型機組運行情況都基本良好。 2 對于徑流式水電廠，水輪機水頭主要取決于水電廠的下泄流量及其相應的下游尾水位。水輪機額定水頭應按水電廠發(fā)足裝機容量時運行凈水頭選定。選擇額定水頭時應計入額定工況下水輪機流道的全部水頭損失，并留有適量的裕度。對于貫流式水輪機，在預可行性研究和可行性研究階段，流道的水頭損失可暫按0.3～0.5m估算。 3 合理地選擇水泵水輪機水輪機工況的額定水頭是一項涉及到多個方面的綜合性的工作。主要要考慮電站運行方式、機組的運行穩(wěn)定性及其能否穩(wěn)定并網(wǎng)、參數(shù)是否合理匹配等。 對國外102座抽水蓄能電站進行了統(tǒng)計，其中66座電站水泵水輪機水輪機工況額定水頭高于算術平均水頭，17座電站額定水頭與算術平均水頭相同，19座電站額定水頭略低于算術平均水頭。同時發(fā)現(xiàn)，略低于算術平均水頭的電站都是水頭變幅較小電站。 根據(jù)國內(nèi)、外抽水蓄能電站水泵水輪機水輪機工況額定水頭的經(jīng)驗，對于水頭變幅較大電站，額定水頭選擇宜略低于加權平均水頭或不小于算術平均水頭；對于水頭變幅較小電站，額定水頭選擇可略低于算術平均水頭。 4.1.6 水輪機/水泵水輪機比轉(zhuǎn)速的選擇 1 比轉(zhuǎn)速是評價水輪機/水泵水輪機技術經(jīng)濟綜合特性的一項重要指標。它綜合反映水輪機/水泵水輪機的能量、空化和水力穩(wěn)定性等特性，也反映不同國家、地區(qū)、不同年代的水輪機/水泵水輪機的試驗、設計和制造水平。從國內(nèi)、外水輪機/水泵水輪機的科研、設計、制造和運行等方面的有關資料來看，比轉(zhuǎn)速曾有逐步提高的趨勢，并在一定的條件下和某些水頭范圍內(nèi)取得了較好的經(jīng)濟效益。但是，比轉(zhuǎn)速又與水力穩(wěn)定性、空化特性、能量特性、泥沙磨蝕及材料強度等因素相關，并非越高越好，而是有一個比較合理的比轉(zhuǎn)速水平。 初選水輪機比轉(zhuǎn)速時宜根據(jù)由統(tǒng)計得出的比轉(zhuǎn)速與水頭間的關系選取。 2 對用于多泥沙河流、水頭變幅較大或高海拔地區(qū)的水輪機，為減輕水輪機的磨蝕程度，及使水輪機具有良好的水力穩(wěn)定性和空化特性，宜選用較低水平的比轉(zhuǎn)速。 3 對于水泵水輪機可分別計算水輪機工況的比轉(zhuǎn)速和水泵工況的比轉(zhuǎn)速，并宜以水泵工況的比轉(zhuǎn)速為主。從近年來國內(nèi)抽水蓄能電廠水泵水輪機參數(shù)選擇和投產(chǎn)后運行中出現(xiàn)的一些問題來看，水泵水輪機的比轉(zhuǎn)速水平不宜過高，可以國內(nèi)、外水頭/揚程和輸出/輸入功率比較接近，并已成功運行的水泵水輪機的比轉(zhuǎn)速作為參考值進行比選，如設計選用的比轉(zhuǎn)速超過參考值時，應經(jīng)過技術經(jīng)濟論證確定。 4.1.7 水輪機/水泵水輪機額定轉(zhuǎn)速的選擇 1 當水輪機／水泵水輪機有兩種及以上同步轉(zhuǎn)速可供選擇時，應從水力穩(wěn)定性、加權平均效率、年平均發(fā)電量、機組設備和橋機設備造價，以及水輪機吸出高度和廠房土建工程量等方面進行技術經(jīng)濟比較后選定。對于大型機組，額定轉(zhuǎn)速為發(fā)電機常規(guī)同步轉(zhuǎn)速時，要注意與發(fā)電機槽電流的合理取值和冷卻方式相匹配；額定轉(zhuǎn)速為發(fā)電機非常規(guī)同步轉(zhuǎn)速時，要注意發(fā)電機電磁設計的合理性并應與制造廠商定。 2 分檔變速（國內(nèi)外）和連續(xù)調(diào)速技術（國外）已有成功運行經(jīng)驗。對于水頭/揚程變幅較大的水泵水輪機，當選用一種額定轉(zhuǎn)速難以適應時，可研究采用分檔變速或連續(xù)調(diào)速技術的必要性和經(jīng)濟合理性。 4.1.8 水輪機/水泵水輪機吸出高度的選擇 1 反擊式水輪機的吸出高度應按照各特征水頭Hmax、Hd、Hr下的額定出力和Hmin下的導葉滿開度工況及其相應的電站空化系數(shù)(sp)分別進行計算。必要時還應核算水電廠在特征水頭下經(jīng)常出現(xiàn)的單機部分負荷運行工況下的吸出高度。 2 Ks值可依據(jù)水電廠的運行水質(zhì)條件、水輪機模型臨界空化系數(shù)的確定方法（采用的模型臨界空化系數(shù)是GB規(guī)定的s0、s1、ss或合同規(guī)定其他方法）、水輪機工作水頭和材質(zhì)分別選取。若模型臨界空化系數(shù)采用的是s0則K宜取小值，若模型臨界空化系數(shù)采用的是s1則K宜取大值。對于清水條件下運行的水輪機，Ks =1.1～1.6。 對于多泥沙水流條件下運行的水輪機，Ks =1.3～1.8。 3 水電廠所在地的海拔高度(▽)對水輪機吸出高度的影響仍按(10－▽/900)計算。即一般情況下，水電廠海拔高度在3000m范圍內(nèi)，每升高900m，其大氣壓力降低1mH2O水柱。對于海拔高度3000m以上的水電廠，為安全和留有裕度，也可按▽/900比值計算。 4 水泵水輪機的吸出高度應按照水泵工況無空化條件下，即在最大揚程和最小揚程及相應的抽水流量下的初生空化系數(shù)分別進行計算，并取其較小值。還要按泵工況空蝕比轉(zhuǎn)速(C)水平進行評價,通常泵工況空蝕比轉(zhuǎn)速(C)要求在800附近或以下。 4.1.9 水輪機/水泵水輪機安裝高程的選擇 1 設計尾水位一般可按水輪機過流量選取，當裝有1～2臺機組時，設計尾水位宜采用1臺水輪機50％額定流量所對應的下游尾水位；當裝有3～6臺機組時，設計尾水位宜采用1～2臺機組額定流量或按水電廠接近保證出力運行所對應的下游尾水位；當裝有6臺以上機組時，設計尾水位可采用2～3臺機組額定流量或按水電廠接近保證出力運行所對應的下游尾水位。對于徑流式水電廠，還宜按水電廠最小下泄流量選取。 2 對于梯級水電廠，其下游尾水位不僅受到本電廠下泄發(fā)電流量的影響，而且主要由下游梯級電站的運行水位所決定。因此，宜先選取下游梯級電站運行中出現(xiàn)機率最高的運行低水位，再計入按本電廠接近保證出力運行所對應的下游尾水位作為選定水輪機安裝高程的設計尾水位。 3 對于有通航要求的水電廠，當按1）～2）款選擇的設計尾水位小于最小通航流量所對應下游尾水位時，應將最小通航流量所對應下游尾水位作為選定水輪機安裝高程的設計尾水位。 4 除沖擊式水輪機外，設計選定的水輪機安裝高程還應滿足水輪機在各種運行工況下，其尾水管出口上沿的最小淹沒深度不小于0.5m的要求。 5 應根據(jù)規(guī)劃或水工專業(yè)提供的水電廠尾水管（或尾水隧洞）出口的尾水水位、流量關系曲線確定水輪機安裝高程。特別應注意具有較長尾水管（或尾水隧洞）的水電廠對確定水輪機安裝高程的影響。 4.1.10 導葉最大可能開度是指被導葉限位塊或其他限位裝置所限定的導葉最大開度。 本條文所說的“特殊要求”，主要是指招標引進或出口機組，或國內(nèi)制造的大型軸流轉(zhuǎn)漿式和燈泡貫流式水輪機，可按協(xié)聯(lián)關系破壞的情況計算最大飛逸轉(zhuǎn)速。 4.1.11 選擇水輪機時應研究采用水輪機科技發(fā)展的最新成就。比如：高水頭段選用長短葉片轉(zhuǎn)輪，可改善水輪機的水力穩(wěn)定性和空化特性；中、高水頭段的混流式水輪機選用高尾水管（及尾水管總高度與轉(zhuǎn)輪直徑的比值h/D1=3.0～3.2），能提高水輪機的水力穩(wěn)定性。 對于設計所采用的各水頭段的水輪機新轉(zhuǎn)輪應取得模型試驗資料，根據(jù)工程規(guī)模的大小，選擇是否進行模型驗收試驗。對于引進的水輪機／水泵水輪機或大型水輪機／水泵水輪機應進行模型驗收試驗。 4.1.12 水輪機抗空蝕或抗泥沙磨蝕的結構設計技術措施，主要是在轉(zhuǎn)輪、頂蓋、底環(huán)、導葉及尾水管錐管進口段等通流部件表面容易產(chǎn)生空蝕或泥沙磨蝕的部位，分別實施等離子噴涂，敷焊抗泥沙磨蝕或抗空蝕的硬質(zhì)金屬涂層、金屬材料，或噴涂抗泥沙磨蝕的非金屬涂層，或裝設可更換的超高分子量聚乙稀抗磨板等。 水輪機轉(zhuǎn)輪上的空蝕或磨蝕部位，可參照清水條件下觀測到的模型空化試驗或含沙水流條件下測試到的泥沙磨損模型試驗，或同水頭段同類型水輪機在水電站實際運行中顯示的空蝕或磨蝕部位確定。 4.1.13 水輪機模型綜合特性曲線除應標示各種工況下的效率、空化系數(shù)和相應的導葉/漿葉開度外，還應標示水輪機的無渦流區(qū)、尾水管渦帶區(qū)（包括渦帶穩(wěn)定區(qū)和渦帶擺動區(qū)）、葉道渦流區(qū)以及葉片進水邊正、負壓面空化區(qū)和葉片出水邊空化區(qū)，并應畫出渦帶脈動壓力相對值的等值曲線。 為對水輪機過渡過程進行精確計算，應要求制造廠提供水輪機在各種開度下的單位轉(zhuǎn)速n11與相應的單位流量Q11在較大試驗范圍內(nèi)的特性曲線（包括飛逸條件下的Q11R=f（n11R）包絡線）。 4.1.14 為滿足水電廠廠房布置、水輪機設備布置或其他方面的要求，確需修改或調(diào)整尾水管的總高度、出口擴散段的平面偏轉(zhuǎn)角度或上翹角度，或增加中間隔墩個數(shù)、尺寸等，應與制造廠協(xié)商確定。如修改較大可能影響尾水管性能（尤其是水力穩(wěn)定性）時，宜通過水輪機模型試驗（包括模型對比試驗）確定。 4.1.15 混流式和軸流式水輪機尾水管的錐管段應設有金屬里襯。其鋼板厚度不宜小于16mm?；炝魇剿啓C尾水管的錐管段上段宜采用不銹鋼材料。 對于彎肘形尾水管的肘管段和貫流式水輪機的尾水錐管，當管內(nèi)平均流速達到6m/s及以上時宜采用金屬里襯。 4.2 進水閥 與原機電設計技術規(guī)范（試行）比較新增“進水閥”一節(jié)。 4.2.1 說明如下： 1 對于由一根壓力輸水總管分岔供給幾臺水輪機/水泵水輪機流量時的水電廠，為保證每臺機組能分流發(fā)電、停機檢修和事故時斷水保護，在每臺水輪機/水泵水輪機應裝設進水閥。 當輸水系統(tǒng)設有上游調(diào)壓井，并在調(diào)壓井內(nèi)分岔供給幾臺水輪機流量時，在每臺水輪機蝸殼前裝設進水閥同時在調(diào)壓井內(nèi)分別裝設快速閘門，應通過技術經(jīng)濟比較后選定。 2 壓力管道較短的單元輸水系統(tǒng)，多數(shù)為壩后式水電廠，其進水口已設有快速閘門作為機組事故保護，故在水輪機蝸殼前可不設置進水閥。 多泥沙河流水電廠，在水輪機蝸殼前裝設進水閥或在水輪機流道上裝設圓筒閥，可減輕含沙水流在停機狀態(tài)下對水輪機導葉的磨蝕，并減小導葉漏水量。對于壓力管道較長或年運行小時較短的中、高水頭單元輸水系統(tǒng)，在水輪機蝸殼前裝設進水閥或在水輪機流道上裝設圓筒閥，有利于減小水輪機導葉漏水量。但同時增加了投資，另外筒形閥的制造、安裝和運行經(jīng)驗目前較少。因此，，應進行技術經(jīng)濟論證。 3 對于單元輸水系統(tǒng)的水泵水輪機，為便于水泵水輪機水泵工況的壓水起動和盡量減少停機狀態(tài)下的導葉漏水量，在每臺水泵水輪機蝸殼前宜裝設進水閥。 4 對于徑流式或河床式水電廠的低水頭單元輸水系統(tǒng)，如采用燈泡貫流式或軸流式水輪機，調(diào)速系統(tǒng)設有可靠的防飛逸保護設施，則在引水系統(tǒng)的進口或尾水管出口可僅裝設事故閘門（有的燈泡貫流式水輪機流道的進口或尾水管出口只裝設檢修門）。 4.2.2 根據(jù)蝴蝶閥設計、制造技術的進步，承壓水頭的逐步抬高，本標準將原水力機械設計手冊蝴蝶閥應用水頭（不包括水錘升壓）由200m提高到250m。 4.2.3 無需說明。 4.3 調(diào)速系統(tǒng)及調(diào)節(jié)保證 4.3.1 無需說明。 4.3.2 每臺機組裝設一套包括調(diào)速器、油壓裝置及其附屬部件組成的調(diào)速系統(tǒng)。 1 隨著技術的進步，微機電氣液壓型調(diào)速器不斷完善，近年來機械調(diào)速器和電氣液壓型調(diào)速器在大中型機組國內(nèi)外均已不再采用，所以本次修改對50MW（貫流機10MW）及以上機組推薦選用微機電氣液壓調(diào)速器，機械調(diào)速器和電氣液壓調(diào)速器不推薦采用。 2 油壓裝置油壓高，設備尺寸小有利布置，近年國內(nèi)生產(chǎn)的4.0MPa油壓裝置在大中型水電廠已被廣泛采用。所以本次修改油壓定為4.0MPa及以上，2.5MPa級油壓在大中型機組不推薦采用。 3 機械反饋機構不可避免的有死行程，影響調(diào)節(jié)品質(zhì)。根據(jù)多年運行實踐證明，國內(nèi)、外所生產(chǎn)的調(diào)速器，電氣反饋機構已有很大改善，相當可靠，沒有必要配置機械、電氣雙重反饋機構，這樣可以簡化布置。 4.3.3 調(diào)節(jié)保證計算 1 調(diào)節(jié)保證計算中，電氣主接線、機組特性和運行工況對調(diào)節(jié)保證影響較大，因此將原機電設計技術規(guī)范（試行）增加了“機組特性”、“運行工況”和“電氣主接線”等內(nèi)容。 2 用公式的方法進行調(diào)節(jié)保證計算，不夠準確，而且難以優(yōu)選導葉關閉規(guī)律，特別是抽水蓄能電廠，目前尚無合適的公式能進行多種工況相互轉(zhuǎn)換的調(diào)節(jié)保證計算，為此規(guī)定采用計算機仿真計算作為調(diào)節(jié)保證計算的主要手段。 3 擔負調(diào)頻任務的水電廠或機組容量較大，當輸水系統(tǒng)的水流加速時間常數(shù)較大（Tw≥2s），機組加速時間常數(shù)?。═w／Ta≥0.4）,以及當機組容量占電力系統(tǒng)工作總容量的比重較大的時，有必要對調(diào)速器參數(shù)整定范圍和調(diào)節(jié)系統(tǒng)的穩(wěn)定性進行分折計算。 4 軸流式機組及貫流式機組水流慣性矩占機組慣性矩的比重比較大（有的可達機組總慣性矩的30℅），為此進行調(diào)節(jié)保證計算時宜計入其影響。 4.3.4、4.3.5和4.3.6 最大轉(zhuǎn)速升高率保證值與最大壓力升高率保證值 考慮到最大轉(zhuǎn)速升高率與最大壓力升高率計算值存在誤差，計算值中也沒包括甩負荷時蝸殼中壓力脈動，因此本標準規(guī)定的是升高率保證值，其保證值應按計算值并留有適當?shù)脑６葋泶_定。 1 在總結我國多年來電站設計及安全運行的實踐及參考國外對這方面規(guī)定的基礎上，機組甩負荷時的最大轉(zhuǎn)速升高率保證值, 在原機電設計技術規(guī)范（試行）基礎上絕對值提高了5％,即分別定為50％和60％;據(jù)調(diào)查我國一部分電廠（如劉家峽、太平灣、白山二期、紅石、三門峽、高沙、潘家口等）機組的最大轉(zhuǎn)速升高率均在50～60％之間，都能長期安全運行，未對電力系統(tǒng)頻率值和穩(wěn)定運行產(chǎn)生不利影響。 國外最大轉(zhuǎn)速升高率保證值也有提高的趨勢，前蘇聯(lián)《水電站機電設備手冊》中規(guī)定，允許混流式水輪機甩負荷時的速率上升小于或等于0.55～0.6、蝸殼中的壓力上升小于或等于0.25～0.35；對于軸流轉(zhuǎn)槳式水輪機甩負荷時允許速率上升小于或等于0.5～0.55、蝸殼中的壓力上升小于或等于0.4～0.5；對于水斗式水輪機，允許的壓力上升小于或等于0.23～0.25，這是用噴咀相當長的關閉和開啟時間Ts=40～50s來保證的，借助折向器的快速動作（2～4s），速率上升小于或等于0.15～0.2。 2 貫流式機組由于機組的慣性矩較少，且機組容量占系統(tǒng)比重一般均較少，對電力系統(tǒng)影響不大，故最大轉(zhuǎn)速升高率適當放寬定為65％。 3 本標準對水頭范圍分檔作了一些修改,增加了額定水頭小于20m這一檔，主要是針對貫流式機組。100m以上細分為100m～300m及大于300m二檔。 4 蝸殼允許的最大壓力升高率保證值最終應由技術經(jīng)濟比較確定，本條按各檔水頭范圍所規(guī)定的數(shù)值是國內(nèi)水電廠設計中所通常采用的且為實踐所證實較為合理的數(shù)值。 5 考慮到最大壓力升高率計算值存在誤差，計算值中也未包括甩負荷時蝸殼中壓力脈動，因此本標準規(guī)定的是升高率保證值，其保證值應按計算值并留有適當?shù)脑６葋泶_定。 水頭大于300m的抽水蓄能電廠，根據(jù)目前已投產(chǎn)和設計的電廠統(tǒng)計數(shù)據(jù)蝸殼最大壓力升高率保證值定為30％。見下表2： 表2 國內(nèi)部分抽水蓄能電廠蝸殼最大壓力升高率計算值統(tǒng)計表 電 廠 名 稱 最大壓力升高率（％） 備 注 張河灣抽水蓄能電廠 29.64 額定水頭大于300m 十三陵抽水蓄能電廠 27.9 板橋峪抽水蓄能電廠 21.0 西龍池抽水蓄能電廠 27.05 天荒坪抽水蓄能電廠 27.9 廣州抽水蓄能電廠 28.1 宜興抽水蓄能電廠 26.9 泰安抽水蓄能電廠 26.5 4.3.7 具有分岔輸水管的機組的最大轉(zhuǎn)速升高率和蝸殼最大壓力升高率計算的關鍵問題之一，是明確連接于該輸水管并可能同時甩全負荷的最多機組臺數(shù)。 當計算所采用的機組臺數(shù)少于該輸水管道上的總機組臺數(shù)時，則連接在該輸水管道上所有機組的開、停機程序必須滿足調(diào)節(jié)保證計算的要求。 4.3.8 甩負荷時應保證尾水管進口斷面不會產(chǎn)生水柱分離，為留有一定的裕度，尾水管進口斷面的最大真空度不應大于0.08MPa，對于大型水輪機最大真空保證值宜留有較大裕度。 前蘇聯(lián)《水電站機電設備手冊》推薦尾水管進口斷面的最大真空度不應大于0.065MPa～0.075MPa。 4.4 主廠房起重機 4.4.1 主廠房起重機的型式主要取決于主廠房的結構，封閉式屋頂?shù)膹S房幾乎都采用橋式起重機，露天或活動屋頂廠房通常采用門式或半門式起重機。 單小車和雙小車橋式起重機各有優(yōu)缺點，故本條并列推薦使用。 當選用單小車橋式起重機時，副鉤荷載應考慮需要翻身的最重部件要求。 4.4.2 主廠房起重機的臺數(shù)應根據(jù)技術經(jīng)濟比較確定，一般當機組臺數(shù)為四臺以上時，宜采用兩臺起重量相等的起重機或采用一臺主起重機，另裝一臺起重量小的副起重機，這樣可以提高機動性，可以加快安裝、檢修進度。 4.4.3 無需說明。 4.4.4 無需說明。 4.4.5 在國家標準GB 5905?86、ISO 4310?1981《起重機試驗規(guī)范和程序》中，規(guī)定起重機在安裝后，應進行無負荷、1.25倍額定起重量的靜負荷和1.1倍額定起重量的動負荷試驗，故本規(guī)程仍保存相應的內(nèi)容，在條件允許的情況下應盡可能進行試驗。 三峽水電廠左岸主廠房選用2臺1200／125T單小車橋式起重機，是目前水電廠起重量最大的單小車橋式起重機，采用全負荷試驗（用鋼錠作試重塊）。 在工地進行上述試驗確有困難時，可用減小滑輪組倍率的方法對起升機構進行動負荷試驗。早期投產(chǎn)的劉家峽電廠及近期投產(chǎn)的五強溪、隔河巖、巖灘、水口、二灘、小浪底、大朝山等水電廠的橋式起重機在工地均只采用減小滑輪組倍率的方法對起升機構進行動負荷試驗。在土建吊車梁（特別是巖錨吊車梁）能保證安全可靠的情況下，可以考慮采用減小滑輪組倍率的方法對起升機構進行動負荷試驗。 4.5 技術供、排水系統(tǒng)及消防給水 4.5.1 水電廠技術供水的冷卻用水包括:水輪發(fā)電機組／抽水蓄能電廠機組各軸承冷卻器冷卻水；水輪發(fā)電機空氣冷卻器冷卻水,水冷式變壓器油冷卻器冷卻水；水冷式空氣壓縮機冷卻水；抽水蓄能電站機組水冷式變頻啟動裝置冷卻器用水；水輪發(fā)電機／發(fā)電電動機、變壓器、油罐室、油處理室等機電設備消防用水；空調(diào)設備、廠內(nèi)生活用水。有的油壓裝置冷卻器或推力軸承直接水冷瓦也需要供冷卻水。潤滑用水包括:水輪機導軸承的潤滑水,水輪機主軸密封潤滑水,水泵軸密封的潤滑水等。 水電廠的自動化要求越來越高，技術供水系統(tǒng)應能滿足全廠自動化操作的要求。 4.5.2 技術供水系統(tǒng)應有可靠的備用水源。常用的備用形式有： 1 對單元自流(或自流減壓)供水系統(tǒng)，可設聯(lián)絡總管，起互為備用作用。當主廠房距壩前較近時，可用壩前取水作備用； 2 對壩前取水的自流(或自流減壓)集中供水方式，可用壓力鋼管取水作備用； 3 對全廠只有一條發(fā)電輸水管道，從輸水管道取用消防用水時，可設高位水池或從尾水取水作備用。 技術供水的水質(zhì)和水溫對用水部件的安全和運行效果有影響。因不同河流不同地區(qū)的水質(zhì)和水溫不相同，因此不宜規(guī)定一個統(tǒng)一的標準。應根據(jù)水電廠具體情況確定合理的水質(zhì)和水溫，作為用水設備設計和制造的依據(jù)。 對水量、水壓、水溫及水質(zhì)要求可參考DL／T5066—1996《水力發(fā)電廠水力機械輔助設備系統(tǒng)設計技術規(guī)定》中的2.1.3條有關規(guī)定和說明。 4.5.3 在技術供水方式中，自流供水是一種較為簡單而可靠的供水方式。但當水電廠水頭很低，自流供水不能滿足壓力和流量要求，或水頭較高，用自流減壓供水不經(jīng)濟時，宜采用水泵供水。 條件合適的水電廠，經(jīng)充分的技術經(jīng)濟比較論證，也可采用其它供水方式。 4.5.4 為防止減壓裝置失靈，或射流泵供水管路故障，上游高壓水直接作用到用水部件而損壞設備，故本條規(guī)定“應裝設安全泄壓裝置”，一般情況下是裝設安全閥，有條件時也可裝設溢流管路。 4.5.5 水庫工作深度較大（通常指水位變化超過30m）的水電廠，自水庫取水的取水口分層布置可根據(jù)庫水位的變化，取得較好水質(zhì)和水溫的冷卻水，并要滿足初期發(fā)電運行的要求。與水庫相通的第一道閥門宜選用不銹鋼閥門。取水口攔污柵的凈距離一般為30—40mm，取水口攔污柵凈過流面積應大于取水管路截面積。 4.5.6 無需說明。 4.5.7 檢修排水由尾水管通過管路與水泵直接相連接的稱為直接排水，檢修排水由尾水管通過排水管路到集水井再由水泵排出廠外的排水方式稱為間接排水。選用直接排水方式時，連通各臺機組尾水管的排水管直徑應滿足水泵排水量的要求，主要是考慮管路中的流速和水頭損失及水泵的安裝位置應滿足水泵的允許吸程。 選用間接排水方式時，檢修集水井的有效容積應滿足一臺排水泵15min的排水量，避免水泵頻繁啟動。 對于地下廠房或尾水位較高的水電廠宜采用直接排水方式，防止水淹廠房。當采用間接排水方式時，水泵泵底座高程宜高于最高尾水位，若不能滿足，集水井井口、進人孔等應設計成密封承壓式，集水井排氣管上應裝設自動排氣閥。 4.5.8 機組檢修排水時間一般取4～6h，多年的實踐經(jīng)驗表明，大多數(shù)水電廠均能滿足要求，對于大型水電廠排水時間可適當延長。機組檢修排水泵的揚程一般按一臺機組檢修，其他機組滿負荷運行的下游尾水位考慮，同時應考慮電站在電力系統(tǒng)中的運行方式，對在汛期有檢修任務的電站應按汛期尾水位選擇水泵揚程。機組檢修排水泵兼做廠房滲漏排水泵事故備用的電站，排水泵揚程可按下游最高尾水位校核。 4.5.9 機組檢修排水泵按同時運行考慮，不設備用泵。尾水管內(nèi)積水排空后，當選用兩臺水泵時，按一臺泵運行排除上下游閘門的漏水，所以每臺泵的排水量均應大于上、下游閘門的總漏水量。 4.5.10 滲漏排水系統(tǒng)應安全可靠，自動操作，兩臺以上的排水泵不宜合用一根排水管。為了廠房的安全，廠區(qū)排水不宜引入廠房滲漏排水系統(tǒng)。 4.5.11 廠房的滲漏水量主要是由地質(zhì)、水工專業(yè)預估提出的，為了提高滲漏排水系統(tǒng)的可靠性，有條件時宜適當加大集水井有效容積。 4.5.12 備用泵的總排水量應不少于工作泵總排水量的50%，這是最低要求，地下廠房的水電廠、汛期尾水位較高且滲漏水量較大的水電廠可加大備用泵的流量，或選用多臺備用排水泵。 深井泵作為廠內(nèi)滲漏排水已被多數(shù)水電廠采用，又由于深井泵的電機在頂端，有防潮防淹的優(yōu)點，宜優(yōu)先選擇；射流泵不需電源，無轉(zhuǎn)動機構，安全可靠，有條件的水電廠可選用射流泵；近年來隨著水泵制造技術的發(fā)展，潛水泵已在某些水電廠得到應用，運行情況正常。 4.5.13 無需說明。 4.5.14 泥沙含量較多的水電廠，滲漏集水井、檢修集水井宜布置用于沖淤的供水或供氣管路，全廠宜設置一套共用的移動式清污泵。 4.5.15 水電廠的消防給水，可分為高、低壓消防給水系統(tǒng)。高、低壓消防給水系統(tǒng)的壓力分別為0.5～0.8MPa和0.3～0.5MPa，前者主要供變壓器等大流量噴頭的噴霧滅火裝置；后者主要供廠房消火栓、發(fā)電機水噴霧滅火裝置及采用小流量噴頭的變壓器、油罐、電纜等的水噴霧滅火裝置。 根據(jù)水電廠水頭范圍，按不同設備對消防水壓的要求，消防給水可采用自流供水、水泵供水或混合供水方式，消防給水方式應經(jīng)技術經(jīng)濟比較選定。 水電廠的生產(chǎn)、生活供水的技術要求基本上能滿足消防給水的要求，可合用一個水源。對于消防給水壓力高于生產(chǎn)、生活供水壓力時，一般可利用生產(chǎn)、生活供水的水源，進行加壓后供給消防給水或單獨設置高壓消防供水系統(tǒng)。 為確保供水的安全，消防給水管道應與生產(chǎn)、生活供水管道分開，設置獨立消防給水管道。 水電廠宜設置消防水池，以使水壓穩(wěn)定和水源可靠。 4.5.16 水電廠的消防給水流量通常按一項機電設備或一個建筑物一次滅火所需的最大消防給水流量的較大者選定，大中型水電廠機電設備的消防水量大于建筑物的消防供水量，一般情況下按一項機電設備最大的消防給水量確定，并同時供給兩支水槍的消防用水量。 4.5.17 消防給水應有足夠的水量和水壓，水質(zhì)應清潔，以免堵塞噴孔或噴霧頭。消防水泵一般選用兩臺，一臺工作一臺備用。雙電源供電。消防水泵的吸水管不宜合用同一根水管路。消防水池的補水時間不宜超過48小時。 4.5.18 無需說明。 4.6 壓縮空氣系統(tǒng) 4.6.1 本條主要是劃分壓縮空氣系統(tǒng)的供氣范圍，主要指水電廠水輪發(fā)電機組等在安裝、運行和檢修過程中，需要使用壓縮空氣或利用壓縮空氣所貯備的壓能作為操作能源的各種可能情況。對于距廠房較遠的大壩等地方的檢修和吹掃用氣宜設置移動空壓機。用于機組消除壓力脈動的強迫補氣系統(tǒng)，因用氣量很大，應進行技術經(jīng)濟論證。配電裝置和空氣斷路器操作用壓縮空氣，因空氣斷路器屬過時產(chǎn)品，已被少油斷路器、SF6斷路器所取代，所以本標準將配電裝置和空氣斷路器操作不列入用氣項目。 4.6.2 壓力等級的劃分與壓力容器的壓力等級劃分相同。水電廠內(nèi)低壓空氣系統(tǒng)常用壓力為0.6～0.8MPa，調(diào)速器和油壓裝置常用壓力2.5MPa、4.0MPa、6.3MPa。由于水泵水輪機的淹沒深度較大，壓水操作所需供氣量較大，所以貯氣罐的工作壓力一般為3～8MPa。 4.6.3 空壓機的生產(chǎn)率、貯氣罐的容積、供氣管路等均會影響供氣量和供氣壓力，系統(tǒng)設計時應綜合考慮。壓縮空氣系統(tǒng)各用氣設備需要的空氣量，除機組檢修用氣和防冰吹氣外，應由設備制造廠提供用氣量數(shù)據(jù)。 4.6.4 大型水電廠低壓氣系統(tǒng)中檢修、調(diào)相等供氣與制動供氣宜分別設置。當采用綜合供氣系統(tǒng)時，檢修供氣與制動供氣的貯氣罐應分別設置，并在管路上裝設止回閥，防止制動供氣貯氣罐內(nèi)的壓縮空氣流向檢修供氣貯氣罐。 從安全及供氣質(zhì)量方面考慮，中壓氣系統(tǒng)中，不宜用低壓氣系統(tǒng)的壓縮空氣向中壓貯氣罐預充氣。貯氣罐上應設置安全閥，減壓閥后應設置安全閥，安全閥的排放量應滿足《鋼制壓力容器》GB150-1998的有關要求。 制動供氣系統(tǒng)應設有備用空壓機或具有備用氣源，保證供氣的可靠性，氣罐可不考慮備用。調(diào)相壓水和檢修供氣系統(tǒng)可按空壓機同時運行設計。 4.6.5 同時制動的機組耗電量與同時停機臺數(shù)有關。當電氣主接線為擴大單元時，宜按兩臺機組可能同時停機考慮。對于多臺機組和多回出線的水電廠，應做具體分析，按可能發(fā)生的最大事故來確定同時停機臺數(shù)。根據(jù)一些大、中型水電廠的運行經(jīng)驗，恢復貯氣罐工作壓力的時間取10～15min，可滿足運行要求。統(tǒng)計資料表明，已建電站的制動供氣系統(tǒng)貯氣罐偏大，制動前后貯氣罐允許壓力下降按0.2MPa選取較為合適。 為了保證機組在事故或正常條件下、安全停機所需的制動耗氣量及最低允許制動壓力，應設置專用的貯氣罐及專用的供氣管路，與檢修供氣、調(diào)相供氣管路分開設置。 4.6.6 水輪發(fā)電機組能否壓水成功，關鍵在于設計選用的空氣壓縮設備和供氣管路是否能供給一臺機組首次壓水過程的耗氣量。壓水后貯氣罐內(nèi)所需的剩余壓力值，按比壓水至規(guī)定的下限水位時轉(zhuǎn)輪室內(nèi)可能最大壓力加上供氣管路的阻力損失值確定，供氣管路阻力損失值可按0.1MPa左右估算。 用于機組壓水的空壓機生產(chǎn)率宜按15～45min內(nèi)恢復貯氣罐壓力選擇。對機組臺數(shù)多，且操作較頻繁的水電廠，可取較短的時間，對機組臺數(shù)少，操作不頻繁的水電廠可取較長時間。 4.6.7 水泵水輪機調(diào)相壓水或水泵工況壓水起動用的貯氣罐總容積，應是空壓機不啟動，貯氣罐的壓力保持在正常工作壓力下限值到允許最低壓力值之間能夠完成單臺機組兩次壓水操作總耗氣量的容積。 我國大中型抽水蓄能水電廠壓水用壓縮空氣系統(tǒng)多采用組合方式，即空壓機是共用的，貯氣罐是每臺水泵水輪機單獨設置，本標準規(guī)定指的貯氣罐總容積是單臺機組貯氣罐總容積以及壓水次數(shù)為兩次。 4.6.8 貯氣罐的壓力恢復時間取60～120min，對單元供氣方式取小值，對共用供氣方式取大值?？諌簷C的總容量按在規(guī)定的時間內(nèi)恢復貯氣罐壓力，并同時補給壓水機組的總漏氣量來確定空壓機的生產(chǎn)率。 4.6.9 油壓裝置首次充氣時間，全部空壓機投入運行在2～4h內(nèi)將1臺機組壓力油罐內(nèi)的標準空氣容積的氣壓充氣至額定工作壓力，油壓裝置容積大的水電廠充氣時間可按上限選取。貯氣罐容積宜按壓力油罐內(nèi)油面上升150～250mm時所需的補氣量確定。 4.6.10 不需說明。 4.6.11 室外貯氣罐應布置在環(huán)境溫度變化較小的陰涼處，不宜直接受太陽的曬。寒冷地區(qū)環(huán)境氣溫低于-10℃時，室內(nèi)、室外貯氣罐應采取防凍保溫措施，或降壓運行，可參照《鋼制壓力容器》GB150-1998中的有關條文要求執(zhí)行。 4.7 油系統(tǒng) 4.7.1 水電廠的透平油系統(tǒng)和絕緣油系統(tǒng)應分別設置，兩系統(tǒng)的油處理設備(油泵、壓力濾油機、真空濾油機等)宜分開設置。交通條件好的水電廠油系統(tǒng)可簡化設置。 4.7.2 透平油罐和絕緣油罐的容積和數(shù)量設置原則是必須滿足運行貯油、設備檢修換油和油凈化等要求。機電設備運行過程中，由于油的揮發(fā)、取樣、凈化運行油等的損失，設備漏油以及軸承甩油等原因需要添加油，備用油量與設備的類型、結構以及油系統(tǒng)的維護質(zhì)量等因素有關，因此規(guī)定油罐的容積均按一臺設備最大用油量的110%確定。 燈泡貫流式機組的軸承潤滑油重力油箱容積應按油泵故障時，機組仍能安全連續(xù)運行5～10min的用油量確定，有條件時宜按上限選取，這對安全運行有利。重力油箱形成的油壓宜不小于0.2MPa，或按設備制造廠的要求確定。 4.7.3 透平油和絕緣油是兩種不同性質(zhì)的油，不能混合，為了方便運行管理，應按兩個獨立系統(tǒng)分開設置。水電廠油化驗設備一般按簡化分析配置。廢油再生裝置投資大、占地多,油再生處理后的質(zhì)量也不好，且水電廠廢油量不多，水電廠一般不宜設置廢油再生裝置。 4.7.4 梯級水電廠(或水電廠群),為了便于油務管理，減少重復建設，可設置中心油務所。中心油務所宜按下屬各分廠中用油量最大的一臺機組(或變壓器)的油量配置設備。油化驗設備可按全分析項目配置。各分廠可只設能滿足運行用的小容積中間油罐和添油罐，油凈化設備和油化驗設備可不設置或簡化設置。 4.7.5 油罐室和油處理室布置在廠房內(nèi)或廠房外均可，為了滿足消防要求，大型水電廠或地下廠房的水電廠，油罐室宜優(yōu)先考慮布置在廠房外。 油罐室和油處理室的面積除滿足正常運行要求的通道外，還應滿足消防和通風的要求。壓力濾油機用的濾紙烘箱應布置在專設的小間內(nèi)。油罐室和油處理室的廢油、廢水的排放不得對環(huán)境造成污染。 油罐室應有可靠的消防設施。 4.8 水力監(jiān)測系統(tǒng) 4.8.1 本條是對水力監(jiān)測系統(tǒng)設計的原則要求。 水力監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測項目設置和檢測儀表選型應滿足水輪發(fā)電機組安全、可靠、經(jīng)濟運行，自動控制和試驗測量的要求。 水力監(jiān)測儀表（即非電量自動化儀表）除應能運行可靠，信號顯示和傳輸準確外，其型號規(guī)格和技術參數(shù)還應滿足與水電廠計算機監(jiān)控系統(tǒng)接口相匹配的要求。 “試驗測量”是指水輪機/水泵水輪機現(xiàn)場試驗和現(xiàn)場驗收試驗的測量。其中尤其要考慮水輪機/水泵水輪機流量測量的精確度要求，以便標定水輪機/水泵水輪流量計。 對于當前機組運行確實需要，而儀表設備尚不成熟的水力監(jiān)測項目，宜設計和預埋好測量管路及有關埋件，并留有適當余地。 4.8.2 大、中型水電廠應設置的常規(guī)水力監(jiān)測項目分為全廠性監(jiān)測項目和機組段監(jiān)測項目。 全廠性監(jiān)測項目包括：上、下游水位，電站水頭，攔污柵前、后壓差（對引水式水電廠）。 機組段監(jiān)測項目包括：蝸殼進口壓力，頂蓋壓力，尾水管進、出口壓力，尾水管脈動壓力，水輪機/水泵水輪機的流量和水頭/揚程。 水輪機/水泵水輪機的流量測量，對于裝有相同型號和功率水輪機的水電廠或裝有兩種不同型號或功率水輪機的水電廠，在每臺水輪機/水泵水輪機的壓力管道輸水系統(tǒng)或進水流道上均應設計和預埋流量測量所必需的測量管路及相關埋件，但其流量測量裝置或儀表全廠可分別設置1臺套或2臺套。 4.8.3 本條規(guī)定水電廠宜設置的選擇性監(jiān)測項目。 選擇性項目是為了滿足水電廠現(xiàn)場試驗和驗收試驗、水電廠“無人值班”(少人值守)的要求所增加的測量項目。 不同的水電廠情況不同，應根據(jù)水電廠在電力系統(tǒng)的作用、水輪機的型式特征、機組的運行要求以及單機容量的大、小等因素合理選定。 5. 電氣 5.1 水電廠接入電力系統(tǒng) 5.1.1 本條根據(jù)原3.1.1條修訂。主要修改接入系統(tǒng)設計水平年的定義。原規(guī)范設計水平年定義為“水電廠全部機組投產(chǎn)后5～10年”，這與《水利水電工程動能設計規(guī)范》定義不一致。為了使水電規(guī)范一致起見，參照動能設計規(guī)范修改為“水電廠第一臺機組投產(chǎn)后5～10年”，修改后的定義與《水電站機電設計手冊》的定義也相同。 5.1.2 基本保留原3.1.2條文，只將“不應在水電廠設置電力系統(tǒng)的樞紐變電所”改為“不宜……”。這是考慮到某些處在負荷點附近或電力系統(tǒng)潮流交匯點的水電廠仍有可能兼為電力系統(tǒng)的樞紐變電所，但應經(jīng)技術經(jīng)濟論證合理，且已有些水電廠(如富春江等)也已設置了，故改為“宜”較靈活和符合實際。 5.1.3 新增條文。蓄能電廠的功能是對電力系統(tǒng)進行調(diào)峰填谷，而不是向某負荷點送電，故應就近接入樞紐變電所，而不必設二級出線電壓。國內(nèi)外已建的蓄能電廠大都如此。如英國迪諾威克(6×300MW)電廠以二回400kV電纜線路接入距電站約11km的彭特爾變電所；日本奧吉野(6×200MW)電廠以二回500kV線路接入約90km遠的南部京都變電所；日本下鄉(xiāng)(4×250MW)電廠以一回500kV線路接至新今市開閉所；法國蒙特齊克(4×230MW)以一回400kV線路接入8km遠的聯(lián)絡變電所等。只有當蓄能電廠向二家電力公司售電或向二個不同頻率的電網(wǎng)送電，才接入不同的變電所，如美國巴斯康蒂(6×350MW)電廠60%股份屬弗吉尼亞電力公司，40%屬阿勒格尼電力公司，就分別接入二個不同變電所，故采用五角形接線；日本新豐根(5×230MW)裝有50Hz和60Hz的機組，有三回出線接入不同周波的電網(wǎng)，接線就復雜。 我國天荒坪(6×300MW)和十三陵(4×200MW)分別以500kV和220kV就近接入瓶窯和昌平變電所；廣蓄一期分別以一回82.5km和一回153km線路接入增城與佛山變電所；廣蓄二期以二回500kV線路接至增城變電所。國內(nèi)外均沒有采用二級電壓出線。 由于蓄能電廠廠址均選在負荷中心附近，輸電距離均較短；加之蓄能電廠裝機規(guī)模一般都不會很大，目前世界上裝機容量最大是廣蓄2400MW，其次是美國巴斯康蒂2100MW，其余均在2000MW以下；而輸電線路的輸送能力卻大得多。如線路不長，其輸送功率約為自然功率3～5倍。220～500kV線路自然功率一般可參見下表： 電壓(kV) 導線分裂數(shù) 自然功率(MW) 220 330 500 ／ 2 3 127 353 925 也即線路的輸送功率一般：220kV約為380～635MW，330kV約為1059～1765MW，500kV約為2775～4625MW。這么大的輸送能力，完全能以1～2回出線，送出電站全部容量。所以國外有些蓄能電廠就只設一回出線，如日本的下鄉(xiāng)(1000MW)、今市(1170MW)、蛇尾川(1005MW)，法國蒙特齊克(920MW)、美國巴德溪(1000MW)等。 對一般蓄能電廠而言，如規(guī)定出線不超過2回路是完全可能送出全部容量的，但考慮到某些工程如有特殊需要，出線回路可能超出，故只規(guī)定以最少出線回路數(shù)接入系統(tǒng)，但在工程設計時應盡可能使出線回路不超過2回。 5.1.4 原3.1.3條修訂。梯級水電廠如各廠裝機容量不很大，距負荷點又都較遠，則在梯級調(diào)度中心所在水電廠(中心水電廠)設置聯(lián)合開關站，把梯級電廠容量集中起來，以較高電壓接入系統(tǒng)比各梯級電廠分散送電更合理，更節(jié)約投資。例如古田溪在二級電站設聯(lián)合開關站；古田溪各梯級采用110kV出線接入二級電站，升壓至220kV再送負荷中心。 也可不在梯級水電廠，而在某合適地點設聯(lián)合開關站，此時梯級調(diào)度也一般設在聯(lián)合開關站。如云南以禮河梯級就是在干溝設梯級聯(lián)合開關站，集中升壓后再外送。 5.1.5 無需說明。 5.1.6 新增條文。為保證水電站機電設計的需要和進度，便于分清職責，也便于向承擔系統(tǒng)設計的單位提出要求，現(xiàn)根據(jù)“電力系統(tǒng)設計內(nèi)容深度規(guī)定”等規(guī)范并總結以往工程的經(jīng)驗列出有關系統(tǒng)接入設計的主要內(nèi)容，各工程可根據(jù)不同設計階段與實際情況確定具體要求的項目，以使電廠的機電設計能符合電力系統(tǒng)要求。 由于水電站樞紐布置和地質(zhì)、地形等條件的限制，根據(jù)一些工程的經(jīng)驗，條文中強調(diào)了如要求在水電廠設置并聯(lián)電抗器、主變中性點電抗器等，應有其技術經(jīng)濟合理的專題論證。 5.2 電氣主接線 5.2.1 原3.2.1條修訂。本條規(guī)定水電廠主接線設計的依據(jù)和應考慮的因素，水文氣象、環(huán)境保護等也是應考慮的因素，故加以補充。 本條增加了水電廠主接線的設計“應滿足電力系統(tǒng)對電廠穩(wěn)定、可靠性的要求以及對電廠機組運行方式的要求，并不致造成水庫大量棄水、嚴重影響電廠效益和安全運行”的條文，作為對電站電氣主接線設計可靠性的原則要求，取消了原條文5.2.5第3款中對330~500kV配電裝置可靠性的硬性要求，如不管電廠的大小及重要性如何，均統(tǒng)一要求“切除的容量不宜超過全廠容量的1/2”等。強調(diào)應滿足所在電力系統(tǒng)出于系統(tǒng)穩(wěn)定、短路容量、事故備用等因素考慮的對本電站可靠性以及對機組運行方式（如要求電廠1或2臺機必要時能單獨送電另一電網(wǎng)以避免兩大區(qū)域電網(wǎng)并聯(lián)運行、能快速切除幾臺機以保證電力系統(tǒng)的穩(wěn)定等）的具體要求，并應考慮電站是否棄水、是否影響電站的安全和電站的綜合效益等因素，結合各電站的具體條件和實際情況靈活確定。 這些年來可靠性計算技術發(fā)展較快，且逐步由定性向定量分析進步。我國大型水電廠的電氣主接線差不多都進行了可靠性計算和相關的分析論證，但是目前計算方法還不統(tǒng)一，尚缺乏符合我國實際、較為完整的可靠性指標統(tǒng)計數(shù)據(jù)和便于操作的可靠性判據(jù)，仍處于探索和逐步總結經(jīng)驗的階段。所以尚不能硬性作出更明確具體的規(guī)定，只規(guī)定 750MW及以上的大型水電廠需進行可靠性計算，而且計算成果只供評估，不作為決策的依據(jù)。 取消原3.2.2條。理由是：原條文㈠含義不清。切除主變時，高壓或中壓側不可能會斷開超過二臺以上的斷路器。斷開斷路器最多的情況是高、中壓側都采用角形(或斷路器接線等)接線，也是各開斷兩臺斷路器，所以規(guī)定意義不大。與火電廠不同，調(diào)峰水電廠為了保證電站負荷的快速調(diào)節(jié)和系統(tǒng)的事故備用功能，運行時停機往往并不切除主變壓器，特別是高、中壓側采用環(huán)形接線時，切除主變壓器將導致開環(huán)運行，更不宜停機時即切除主變，所以停機時不切除的變壓器，其空載損耗應盡可能降低。原條文㈡規(guī)定也不明確，接線如何減少隔離開關操作？難于掌握。原規(guī)范制訂時隔離開關操作費力，分合閘后還需人工觀察確認，所以特別提出要求考慮?，F(xiàn)在設備已有很大改進，再作規(guī)定意義不大，故刪除。其含義已綜合在“便于實現(xiàn)自動化的要求”條文中。 5.2.2 原3.2.3條修訂。根據(jù)系統(tǒng)的要求，補充規(guī)定發(fā)變組最大容量應與系統(tǒng)的備用容量相適應(即發(fā)變組最大容量不大于系統(tǒng)裝機容量的8～10%)。原條文只將單元與擴大單元作為基本比較方案，而對聯(lián)合單元原條文傾向于限制使用，這與近年來的實際情況不相符合。近年來，隨著我國電力系統(tǒng)容量的逐步增大，不少單機容量較大、機組臺數(shù)又較多的水電廠和蓄能電廠多采用聯(lián)合單元接線，例如三峽、天荒坪、廣蓄一、二期等電廠。隨著單機容量的加大，擴大單元的應用將受到限制，如不采用分裂變壓器，發(fā)電機電壓側的短路電流將大為增加，對發(fā)電機斷路器短路開斷能力的要求將更高，所以將會較少采用。 聯(lián)合單元與擴大單元比較，除投資略貴外，其余均較優(yōu)，可靠性相對較高，停運二臺(或三臺)機頻次低，運行靈活性也好，不應限制其應用。所以，應將三種單元接線同等進行比選，以選取最佳發(fā)變組合方式。 5.2.3 原3.2.4條修訂。規(guī)定全廠只裝設一組擴大單元的允許條件，取消原條文四的規(guī)定，因為5.2.2已規(guī)定發(fā)變組最大允許容量，即不超過系統(tǒng)備用容量，這就是系統(tǒng)容許的。 5.2.4 原3.2.5條修訂。宜裝發(fā)電機斷路器的回路共有兩種情況： 1 需倒送廠用電，且不允許短時停電的回路，修訂時補充不允許短時停電的要求。因為如若容許短時停電，則可在高壓側斷路器斷開后，將隔離開關打開以退出發(fā)電機，而單元回路可恢復送廠用電，補充后的規(guī)定就更嚴密。 2 原條文為減少高壓側斷路器操作次數(shù)，難于掌握。只為減少操作次數(shù)意義不大，因為高壓斷路器與多數(shù)廠家的發(fā)電機斷路器允許操作次數(shù)相差不多。關鍵是當高壓側采用環(huán)形或斷路器等接線，要切除單元回路就造成高壓側頻繁開環(huán)運行，降低供電可靠性，是系統(tǒng)調(diào)度不希望的。所以修訂時改為減少高壓側開環(huán)運行次數(shù)。 必須裝設發(fā)電機出口斷路器的回路規(guī)定四種情況。修訂時考慮到聯(lián)合單元可以有二種方式，見下圖：方式a即為在主變低壓側回路中裝設發(fā)電機斷路器；方式b為主變高壓側回路中裝高壓斷路器，這二種方式功能一致，采用何種接線需進行技術經(jīng)濟比較。若機組容量很大，超過發(fā)電機斷路器的極限短路開斷容量，或發(fā)電機斷路器價格比高壓斷路器高，就應采用方式b。所以，不是所有聯(lián)合單元都裝設發(fā)電機斷路器，只是方式a才是必須裝設的。 修訂時補充蓄能電廠采用在發(fā)電機電壓側同期與換相或接有起動變壓器的回路，由于同期和起動的需要，也必須裝設斷路器。 5.2.5 原3.2.6條修訂。修訂的原則是按敞開式與GIS配電裝置兩種型式分別作出規(guī)定。 1 35～60kV配電裝置原則上不采用GIS，基本上沿用原條文。由于這種出線電壓級