6 角峪水库机电及金属结构设计

6.1 电气一次

6.1.1 现状

角峪水库位于山东省泰安市岱岳区角峪镇纸房村东南；角峪水库是一座以防洪为主，兼顾灌溉、养殖等综合利用的中型水库。

现有变电站为1980年建造，运行年久，电气设备已严重老化，变压器型号S7-50/10，型号老、容量小、损耗大、变压器漏油严重，运行的安全性和可靠性较差，不符合节能要求，属于淘汰产品；变电站低压配盘无型号、无生产厂家、无出厂日期的“三无”产品，电器元件已老化；动力箱小，锈蚀严重，进、出线混乱且不规范，低压线路均为架空裸线、部分地段较低、存在严重安全隐患、对人身安全构成威胁；柴油发电机、坝顶照明灯具等已被盗，部分地段供电设施已被破坏；变电站无补偿设备；房子破旧、漏雨严重等。

此次更新改造将原有电气设备、线路全部更换，变电站重建。

由于原变电站位于管理房处（管理房变电站），距新建溢洪道较远约为1200m，已超出0.4kV供电范围（500 m），需在溢洪道处新建1座10/0.4kV变电站，命名为“溢洪道变电站”、变电站电源从附近村庄10kV线路“T”接一回架空至溢洪道变电站，距离约1.5km。（当地供电部门已同意）

6.1.2 电源引接方式

本次属除险加固改造，根据《供配电系统设计规范》（GB 50052—1995）规定溢洪道变电站按二级负荷设计，主供电源从“T”接架空来的10kV电源终端杆引下经电缆（YJV22-3×35 8.7/10kV）至变电站；备用电源由柴油发电机组发电经电缆（ZR-YJV22-3×70+1×35 1kV）至变电站0.4kV母线；变电站主要为溢洪道、东放水洞闸门启闭机、照明负荷、检修负荷等负荷供电；电网与柴油发电机组通过SQG1-200-3PF自动电源转换开关，完成双回路供电系统的电源自动转换，以保证重要负荷供电的可靠性；溢洪道变电站为新建。

管理房变电站按三级负荷设计，负荷采用单电源供电：利用原有10kV电源，从原终端杆引下经电缆（YJV22-3×35 8.7/10kV）至管理房变电站；变电站主要为西放水洞闸门启闭机、照明负荷、检修负荷、计算机监控负荷及原有负荷等负荷供电；管理房变电站为重建。

6.1.3 电气接线

溢洪道变电站、管理房变电站均属永久变电站，电压等级：10kV/0.4kV；高压均采用组合式变电站，共2台；变压器容量均为100kVA。

溢洪道变电站：10kV进线1回，0.4kV进、出线采用MNS组合式低压开关柜共1面，电容补偿柜1面，补偿装置容量：15×2=30kvar。另设1台柴油发电机组作为外来电源失去时的备用电源，为重要闸用负荷供电；本站10kV侧采用单母线接线，0.4kV侧也采用单母线接线，高压侧1回进线接入10kV母线，经主变压器至0.4kV母线，考虑到负荷功率不大，距离较近，在低压母线上采用集中补偿装置补偿。

管理房变电站：10kV进线1回，0.4kV进、出线采用MNS组合式低压开关柜共2面，电容补偿柜1面，补偿装置容量：15×2=30kvar。本站10kV侧采用单母线接线，0.4kV侧也采用单母线接线，高压侧1回进线接入10kV母线，经主变压器至0.4kV母线，考虑到负荷功率不大，在低压母线上采用集中补偿装置补偿。

6.1.4 主要电气设备选择

（1）组合式变电站。溢洪道变电站变压器容量选择：因最大运行工况为2台7.5kW启闭机运行，正常照明加1台7.5kW启闭机起动选择变压器容量为100kVA。

管理房变压器容量选择：原有负荷（管理处办公楼、职工宿舍楼、潜水泵、塑料加工厂、太阳能集热管加工厂）和本次改造的西放水洞负荷，选择变压器容量为100kVA。

型式 ZBN-100/10户内型

高压单元

额定电压 10kV

最高工作电压 11.5kV

额定电流 630A

额定短时耐受电流 16kA

额定峰值耐受电流 40kA

变压器单元

型式 SC10-100/10环氧树脂浇筑干式变压器

额定容量 100kVA

额定电压 10/0.4kV

绝缘水平 LI175AC35/LI0AC3

高压分接范围±2×2.5%

联结组别 D，yn11

阻抗电压 Uk=4%

（2）氧化锌避雷器。

型号 Y5WS5-17/50

系统额定电压 10kV

避雷器额定电压 17kV

避雷器持续运行电压 13.6kV

雷电冲击残压 50kV

爬电比距 ＞2.4cm/kV

（3）跌落式熔断器。

型号 RW9-10

额定电压 10kV

额定电流 100A

额定断流容量 100kVA

（4）低压开关柜。

型式 MNS型 低压抽出式开关柜

额定工作电压 380V

额定绝缘电压 660V

水平母线额定工作电流 4000A

垂直母线额定工作电流 1000A

水平母线短时耐受电流 80kA

垂直母线短时耐受电流 60kA

外壳防护等级 IP4X

（5）柴油发电机柴油。

柴油发电机容量选择：按2台7.5kW启闭机运行，正常照明加1台7.5kW启闭机起动，选择柴油发电机容量为68kW。

额定输出功率 68kW

额定电压 400V三相四线

额定频率 50Hz

额定功率因数 0.8

噪声水平（dB）≤92

6.1.5 主要电气设备布置

溢洪道变电站布置在溢洪道附近，与10kV终端接杆、溢洪道、东放水洞均相对合理，且地势相对较高，不易集水、便于值班人员巡视的地方。组合式变压器、低压柜、无功补偿柜布置在变电站内。柴油发电机布置在柴油发电机房内。变电站内布置见配电房电气设备布置图。

管理房变电站布置在原地附近，与10kV 终端杆、管理房、西放水洞均较合理，且地势相对较高，不易集水、便于值班人员巡视。组合式变压器、低压柜、无功补偿柜布置在变电站内。变电站内布置见配电房电气设备布置图。

溢洪道，东、西放水洞启闭机控制箱布置在启闭房内，为方便溢洪道、放水洞启闭机检修，溢洪道，东、西放水洞房内各布置1个配电箱、1个照明箱。

从变电站至溢洪道，东、西放水洞，管理房均采用电缆穿管直埋敷设；溢洪道、放水洞房内电缆穿管暗敷。

6.1.6 照明

为降低损耗，采用节能型高效照明灯具。启闭机房照明布置工矿灯，事故照明灯采用带蓄电池灯具；变电站、柴油发电机房、管理房办公楼照明布置荧光灯、吸顶灯，事故照明灯采用带蓄电池灯具。坝顶道路照明灯具布置在坝顶上游侧，灯杆采用钢管杆，杆高8m，安装间距为30m，电缆穿管直埋。

6.1.7 过电压保护及接地

为防止雷电波侵入，管理房变电站在10kV电源进线处，即原10kV架空线终端杆上装设一组氧化锌避雷器；溢洪道变电站在10kV架空线终端杆上装设一组氧化锌避雷器。

接地系统以人工接装置（接地扁钢加接地极）和自然接装置相结合的方式。人工接地装置包括变电站、溢洪道、管理房、放水洞等处设的人工接地装置。自然接装置主要是利用结构钢筋等自然接地体，人工接装置与自然接装置相连，所有电气设备均与接地网连接。接地网接地电阻不大于1Ω，若接地电阻达不到要求时，采用高效接地极或降阻剂等方式有效降低接地电阻，直至满足要求。

6.1.8 电缆防火

根据《水利水电工程设计防火规范》（SDJ 278—1990）的要求，所有电缆孔洞均应采取防火措施，根据电缆孔洞的大小采用不同的防火材料，比较大的孔洞选用耐火隔板、阻火包和有机防火堵料封堵，小孔洞选用有机防火堵料封堵。电缆沟主要采用阻火墙的方式将电缆沟分成若干阻火段，电缆沟内阻火墙采用成型的电缆沟阻火墙和有机堵料相结合的方式封堵。

6.1.9 主要工程量表

电气一次主要工程量见表6.1-1。