先说说我是干嘛的
2015年我在郧阳区一个变电站工地上扛电缆,一天120块。那时候连兆欧表都不太会用,师傅骂我“摇表摇得跟搅水泥一样”。后来跟着队里跑过竹山堵河沿线、房县马栏河、郧西天河的站,丹江口市这边六里坪、丁家营、凉水河、习家店几个乡镇的站也去过不少。具体多少个,我真记不清了,反正两位数往上。
我不是设计院的,也不做方案,就是一线拧螺丝的。所以下面讲的都是从工地角度出发的经验,正式施工请以 GB 50150、GB 50168、GB 50171 这些规范和设计图纸为准。写得不好听的地方,您多担待。
丹江口的大站和山里的站,完全是两码事,但坑是一样的
丹江口那个站,原来装机 90 万千瓦(6台15万),大坝加高之后又上了两台 15 万,加起来 120 万千瓦。这种级别的电气安装我们碰不上——发电机出口十几千伏,经封闭母线上主变,220 千伏送出去,保护双重化配置。大坝本身从 162 米加高到 176.6 米,正常蓄水位从 157 米抬到 170 米,库容从 174.5 亿方变成 290.5 亿方,这是 2014 年中线通水那套体系的事。
我们碰的是另一头:装机几百千瓦到一两万千瓦的小站,机组出口 400V,经升压变到 10kV,再上 10kV 或者 35kV 线路并网。一个站的全部电气,从高压柜到接地网,几十万到几百万。
但我说句实话,风险性质是一模一样的。大站的 15 万千瓦机组,非同期并列能把轴扭弯;小站 500 千瓦的机组,非同期并列一样能把联轴器干裂。区别只是赔多少钱、上不上新闻。
还有一点外人不知道:山里的小站,电气的麻烦往往不在设备上,在地质上。丹江口坝区当年做过专门的地基处理,接地好做。我们这边山沟里很多站,地表 30 公分是土,再往下就是片岩、石灰岩,接地极砸下去就弯,砸深了打不动。
一个 500kW 的小站,电气上到底要装多少东西
按我这些年经手的常见的配置(只是参考,每个站设计不一样,别照抄):
- 水轮发电机组:SFW500-6/850 这种,卧式、6 极、无刷励磁,出口 400V,额定电流 900 安上下
- 机旁屏、励磁屏:可控硅自并励或者无刷励磁
- 低压柜:GGD 或者抽屉柜,配万能断路器
- 升压变:S11-M-630/10,10±5%/0.4kV,油浸式,独立变压器室
- 高压开关柜:KYN28 或 XGN,配 VS1-12 真空断路器,CT 100/5、75/5
- 避雷器:HY5WS-17/50,柜内或者出线杆上
- 直流屏:GZDW-40Ah/220V,小站 40 安时够用
- 保护:过流、过压、逆功率、频率异常、温度,大的机组才配差动
- 接地网:-40×4 镀锌扁钢环网 + 垂直接地极
- 出线:YJV22-8.7/15kV,3×70 或者 3×95
工序大概是:基础验收 → 预埋件 → 接地网敷设 → 电缆沟和桥架 → 柜体就位固定 → 母线连接 → 电缆敷设 → 做电缆头 → 二次接线 → 单体试验 → 分部试运 → 72 小时试运行 → 并网。
别小看预埋。 我见过一个站,土建把高压柜基础槽钢浇歪了 8 毫米,柜子推上去缝有 6 毫米,最后拿角磨机磨了一天才凑合。规范上 10# 槽钢水平度每米不超过 1 毫米、全长不超过 5 毫米,柜间接缝不大于 2 毫米,这不是为难人。
还有电缆弯曲半径。10kV 三芯铠装交联电缆,规范要求不小于 15 倍外径。有个站为了省一米电缆,在拐角处硬折了个死角,那处头子三个月后击穿,停电三天。
山里施工,真正难的是三件事
一是运输和吊装。 站房都在沟里,路是当年修站挖的土路,宽三米五,一边是崖。25 吨吊车进不来,8 吨的勉强到门口。一台 S11-M-630 变压器器身加附件快两吨,我们用手拉葫芦配三脚架往下倒,从早上弄到下午,具体几个人我记不清了。这是常态,不是意外。
二是潮气。 十堰山区雨季湿度大,配电室墙面能滴水,柜子里玻璃上起雾。KYN28 柜里有加热器和温控,但很多站图省事不带电,或者坏了没人换,结果就是绝缘子表面爬电、二次端子锈蚀、操作机构卡涩。我的做法(经验,不是规范):柜内加热器接上,温控 5℃ 起、湿度 65% 起;电缆沟做坡度向集水坑;柜底和穿墙孔洞用防火泥、防火包封堵;配电室放工业除湿机常年开,一个月电费百来块;端子压接用镀锡铜鼻子,压完套热缩管。
三是接地。 设计图上一般写不大于 4 欧姆,主变和发电机共网的有写不大于 1 欧姆。江汉平原好做,我们这山沟里,Φ50 镀锌钢管砸到 80 公分就砸不动。试过有效的办法:用潜孔钻打 8~15 米的孔代替砸管,下 Φ50 镀锌钢管或铜包钢棒,孔里灌膨润土降阻剂,一孔 30~50 公斤,一个站打 6~10 个孔往往就下来了;或者在 200~500 米外的河边、稻田、常年潮湿的坡脚外引一条 -40×4 扁钢;接地模块配合前两条用有加成。不建议拿盐、木炭、铁屑往坑里填,那是几十年前土办法,腐蚀接地极,我见过挖开看镀锌扁钢就剩一层皮,电阻反而上去了。降阻剂也别贪便宜,买过十几块一袋的,泡水一捏全是沙子。
几个天天有人问的问题,一并答了
10kV 电缆交接试验耐压打多少? 按 GB 50150,8.7/15kV 交联电缆主绝缘交流耐压 2.5U0,也就是 21.75 千伏,5 分钟。绝缘电阻用 2500V 兆欧表,一般不低于 400 兆欧。打之前两头悬空,把避雷器、互感器断开,别带着打。
避雷器要不要每年测? 要。氧化锌避雷器每年雷雨前测 U1mA 和 0.75U1mA 下的泄漏电流,一般不大于 50 微安,超了就得换。十堰这边一年雷暴日三十天上下,被雷打跳闸的站,十有八九是避雷器到了寿命末期。
并网要注意什么? 压差、频差、相角差。自动准同期装置一般设导前时间 100~200 毫秒,压差 5% 以内,频差 0.1~0.3 赫兹,合闸相角差控制在 10 度以内。老站还有手动并网的,看同步表,指针快转到 12 点位置提前合,提前量没标准,我大概提前 8~10 度。新手别手动并。
逆功率保护干嘛的? 水头不够、导叶关小了,机组可能从发电机变电动机,从电网吸电。逆功率保护防这个,一般整定 -1% 到 -3% 额定功率,带几秒延时。
报价这块,说个大概
这是我这两年见到的行情,仅作参考,海拔高、路远、要住山上的往上浮:
- 10kV 高压柜就位固定 + 母线连接 + 二次接线:400~800 元/台
- 油浸式变压器安装就位(含简单器身检查):800~1500 元/台
- 10kV 三芯电缆敷设:8~15 元/米(不含桥架、不含做头)
- 10kV 冷缩电缆终端制作:300~600 元/个
- 电缆桥架安装:25~40 元/米
- 接地扁钢敷设(不含挖沟):10~20 元/米
- 一个 500kW 的小站,整套电气安装人工:3 万~8 万
坑就两个。一是按台算还是按天算扯不清,进场前一定写清楚范围和单价,我见过因为“电缆头算不算在柜子安装里”吵半个月的。二是调试费容易漏,单体试验、分系统调试、72 小时试运行、并网调试,这些是另外的钱,别以为包在安装里了。
最后
有个观点可能不中听:小水电电气这一行,技术本身不难,规范和厂家说明书都写得清清楚楚。真正决定一个站能不能稳稳当当发二十年电的,是装的时候那些顺手动作——电缆头是不是雨天做的、力矩是不是拿力矩扳手打的、柜底那袋防火泥有没有塞、接地坑里填的是降阻剂还是盐。
这些东西验收的时候看不出来,十年后才找你算账。