【摘 要】对牡丹江市三间房水电站根据电站接入系统方式和电站装机容量、台数及运行方式，初选电气主接线方案进行比较，为了保证电站运行的灵活性，节省投资，将方案进行了一些改进。在电站的过电压保护上，则按外过电压选择设备绝缘时，以避雷器的残压为基础，选用好设备，采取有效措施，尽量避开出现谐振过电压的条件，以防损坏设备。
　　【关键词】电气主接线；过电压保护；保护措施
　　牡丹江市三间房水电站坐落在牡丹江干流上，位于牡丹江市西安区温春镇老黑山村下游1.4km处，上游距镜泊湖发电厂100km，距石头发电厂约50km，距石头水文站46.7km，距温春镇12km，下游距牡丹江市区14km，流域面积16664km2，占全流域面积的44.3%。为充分利用当地水能资源，发挥水资源综合效益，促进地方经济发展，缓解水、火电源失衡现象，从而在牡丹江干流上开发建设三间房水电站工程。
　　牡丹江市三间房水电站整体枢纽工程由泄洪闸、电站厂房构成，总装机容量12000kW，正常蓄水位241.00m，水库校核总库容2143×104m3。
　　1 电气主接线方案比较
　　三间房水电站装设4台水轮发电机组，单机容量3.0MW，机端电压10.5kV，电站总装机12.0MW。根据电站接入系统方式和电站装机容量、台数及运行方式，初选3个电气主接线方案进行比较。
　　方案Ⅰ：发电机电压侧采用发电机-变压器单元接线，4台机组分别经4台双绕组变压器升压至35kV，高压侧采用单母线接线。
　　方案Ⅱ：发电机电压侧采用2个发电机-变压器扩大单元接线，分别经2台双绕组变压器升压至35kV，高压侧采用单母线接线。
　　方案Ⅲ：发电机电压侧采用单母线接线，4台机组经一台双绕组变压器升压至35kV，高压侧采用变压器-线路组接线。
　　方案Ⅰ的优点是接线简单灵活，机端短路电流小，继电保护简单，任一单元故障或检修，还可保证另外3台机组出力，运行可靠性较高，缺点是主变及主变高压侧的设备数量多，占地大，投资增加，且年运行费用高。方案Ⅱ的优点是接线比较简单灵活，机端短路电流较小，任一单元故障或检修，还可保证一部分电站出力，运行可靠性较高，本电站一台机组运行和两台机组运行的概率大于60%，此方案运行方式较灵活，节省变压器的损耗。缺点是主变及主变高压侧的设备数量较多，占地较大，继电保护较复杂，投资增加，且年运行费用较高。方案Ⅲ的优点是接线简单清晰，主变及主变高压侧的设备数量少，简化了高压侧接线，节省了投资和占地，运行维护方便，费用低。缺点是母线及主变故障或检修时，需全厂停机，而且母线短路电流较大。
　　三间房水电站电气主接线方案定为4台发电机采用2个发电机—变压器扩大单元接线，经2台双绕组变压器升压至35kV，高压侧为单母线接线，35kV出线一回，接入温春变电所35kV母线上。
　　每台发电机出口均装设一台断路器，当任一台机组故障或停运检修时，都不影响其它机组的运行和厂用电的供给。
　　为了提高电站厂用电源的可靠性，在2个扩大单元的10.5kV母线上各接有1台厂用变压器作为主要厂用电源，另从近区取得一回10.5kV电源，接有1台厂用变压器作为备用厂用电源，3台厂用变压器互为备用。在发电机出口、变压器、母线等相应位置装有电流、电压互感器，以供给保护、计量等设备交流电源。在10.5kV母线和35kV出线上装有氧化锌避雷器，以防雷电侵入波损害电气设备。
　　2 电站的过电压保护
　　2.1 绝缘配合原则
　　35kV及以下的设备，在一般情况下应能耐受通常出现的内过电压。按外过电压选择设备的绝缘时，应以避雷器的残压为基础。具体要求如下：①内部过电压： 10.5kV发电机及以下电压的设备绝缘水平，应能承受不低于3.5Uxg的操作过电压； 35kV及以下的电气设备，应能承受1.3Uxg工频过电压及3Uxg的操作过电压。②外部过电压：10.5kV发电机及以下电压的设备绝缘水平，以专用的氧化锌避雷器2.5kA的雷电流残压进行绝缘配合；35kV及以下电气设备绝缘水平，以氧化锌避雷器5kA的雷电流残压进行绝缘配合；400V及以下电气设备绝缘水平，以氧化锌避雷器1.5 kA雷电流残压进行绝缘配合。
　　2.2 保护措施
　　本电站位于牡丹江地区，属中雷区，本设计拟采用以下措施对电站的电气设备进行保护。①对直击雷的保护：对主厂房等较高的建（构）筑物以避雷带保护；对升压站以独立避雷针保护；对35kV线路，全线架设避雷线保护。②对进行波的保护：在各级电压的母线上均装有一组氧化锌避雷器，做到距被保护设备的距离都不超过规程规定的值；在10kV进线端装一组氧化锌避雷器；选用好设备，采取有效措施，尽量避开出现谐振过电压的条件，以防损坏设备。