南水北调东线睢宁二站发电方案设计探讨.pdf

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1、第45卷第4期人民长江Vo1．45．No．42014年2月YangtzeRiverFeb．，2014文章编号：1001—4179(2014l04—0056—04南水北调东线唯宁二站发电方案设计探讨王丽，莫兆祥(1．淮安市水利勘测设计研究院有限公司，江苏淮安223001；2．江苏省骆运水利工程管理处，江苏宿迁223800)摘要：大型泵站大多安装有同步电动机组，因此，基本具备倒转发电条件。睢宁二站属于南水北调东线一期工程，由于上下游水位差较大，机组飞逸转速高，因而设计推荐采用同转速倒转发电方案，这种自同期并网发电方式简单、投资少、见效快，缺点是效率相对偏低。通过对泵站

2、水工建筑物、机电设备、水文资料等进行分析研究，初步提出了睢宁二站发电并网的技术方案。关键词：同步机组；倒转发电；可行性分析；泵站中图法分类号：TK734文献标志码：A1工程概况睢宁站工程是南水北调东线一期工程的第5级泵站，位于江苏省徐州市睢宁县沙集镇境内的徐洪河输水线上。该站的主要作用是通过徐洪河抽引泗洪站来水，沿徐洪河向北输送到邳州站，再由邳州站向东、经房亭河调入中运河。根据《南水北调东线第一期工程总体设计方案报告》，睢宁站的设计流量为110m／s，鉴于睢宁一站(沙集站)现状规模设计流量为50m／s，新建睢宁二站的设计流量为60m／s，考虑到睢宁一站、二站共用备

3、用流量为20m／s，因此，睢宁二站的装机流量决定采用80m／s。睢宁二站安装2600HDQ20—9立式混流泵4台套，单机流量为20m／s，配置TL3000—40／3250同步电动机，总装机容量为12600kW。设计流量为60m／s，叶轮中心高程为9．8m。采用堤身式、块基型结构，进水采用肘型流道，出水采用虹吸管，真空破坏阀图1南水北调东线睢宁二站剖面断流。在泵站下游距站中心165m处，布置6孔清污2水文分析机桥，上游设有拦污栅。站上设计水位为21．6m，站下为13．5m，上游最低运行水位为19．73m，设计净扬睢宁二站与沙集闸站在同一梯级，在正常情况下，程为8．3

4、0m，最高净扬程为10．20m，最低净扬程为沙集闸只排泄徐洪河上游和沿线濉安河地区的涝水。4．43而，平均净扬程为7．80m。泵站剖面见图1。当濉安河地区降雨量不大，洪泽湖水位不高，黄墩湖地收稿日期：2013—12—26作者简介：王丽，女，工程师，主要从事大中型泵站设计等．Y-作。E—mail：sqlymzx@163．com第4期王丽，等-南水北调东线睢宁二站发电方案3设4计5探6讨78姗9姗0则2^57区出现洪水险情时，可通过废黄河北闸至沙集闸分泄降低至相应的发电转速，从而提高发电效率。这种方6382H拇557部分洪水。近年来，在排涝行洪期间，首先是要考虑沙式在

5、刘老涧站、泗阳站以及江都三站都有成功的应用集闸站运行发电所需的流量，余下流量从沙集闸下泄；经验。在睢宁二站建成后，原先由节制闸排泄的流量，可于睢目前沙集闸站正在实施小水电改造，购置的是¨5O●卯734宁二站运行发电。通过对近10a水文资料的分析，沙3000kW变频机组，但由于沙集闸站电机电压为6集闸年均弃水量为1．67亿m。在这部分弃水量中，kV，睢宁二站电机电压为10kV，无法匹配，因此需要当下泄总流量大于80／lq／s和上游水位高于19．73m重新购置。技术方案比选情况如下。338●533他时，睢宁二站发电才会具有商业效益。睢宁二站水位(1)同转速反向发电。该

6、方案技术简单、成熟，无组合见表1，近10a水文数据见表2。需较大投入，换相装置已安装，但其效率低，需投资20表1南水北调睢宁二站水位组合万元进行技术改造。该方案为推荐方案。N0柏体n¨(2)机械变频法。该方案发电效率较高，但一次工作状况工作状况性投资也较高，需投资280万元，且运行并网复杂。设计运行水位21．6013．30最低运行水位19．7312．30以电发上投一资醯改弛造工醯”作船柏的估船¨算费加用船拘均不含拦污栅及清最高运行水位22．5Ol5．3O平均运行水位21．1013．30污机。通过技术方案及投资比选，推荐采用同转速倒转表22003—2012年睢宁二站

7、可发电天数统计发电方式。尽管该方案发电效率偏低，但无需再增加△Z>5．5m、△Z>5．5m、△Z>5．5m、△Z>5．5m、投入，且技术简单成熟，易于操作，只要水情满足要求，年份40>q>20／d60>q>40／d80>q>60／dP>80／d就能尽快投入商业运行。4机组运行状态分析睢宁二站机组按抽水工况设计，原设计未考虑长期倒转运行，如水泵机组作为发电运行时，运行状态会发生一定的变化。所以有必要对机组进行发电状态分析，防止因倒转发电对机组造成不利影响。4．1电机的轴承润滑睢宁二站装配的是TL3000—40／3250(4台，由湖注：△z为上下游水位差；Q为流量(m

8、／s)。北