交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构制造技术

本发明专利技术公开了一种交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，变速抽水蓄能机组的电气主回路设备分为交流励磁系统设备和变速发电电动机电压回路设备，电气主回路设备布置在母线洞中，母线洞包括母线洞上层和母线洞下层的双层结构，母线洞上层布置交流励磁系统设备，母线洞下层布置变速发电电动机电压回路设备。本发明专利技术布置结构清晰合理、经济实用；未改变大型抽水蓄能电站地下主厂房结构，大大降低了地下洞室群开挖支护难度和工程投资；结构安全可靠，便于运行维护；解决了交流励磁功率柜本体冷却及电气设备运行环境的温度要求，确保了交流励磁回路设备和变速发电电动机电压回路设备的电气功能。

Double Layer Arrangement Structure of Electrical Main Circuit Equipment of AC Excited Variable Speed Pumped Storage Unit

The invention discloses a double-layer arrangement structure of the main circuit equipment of the AC excitation variable speed pumped storage unit. The main circuit equipment of the variable speed pumped storage unit is divided into AC excitation system equipment and voltage circuit equipment of the variable speed generator motor. The main circuit equipment of the electric circuit is arranged in the bus tunnel. The bus tunnel includes the double-layer structure of the upper layer and the lower layer of the bus tunnel. The upper layer is equipped with AC excitation system equipment, and the lower layer of bus tunnel is equipped with voltage loop equipment of variable speed generator motor. The layout of the invention is clear, reasonable, economical and practical; the structure of the underground main powerhouse of Large Pumped Storage Power Station has not been changed, which greatly reduces the difficulty of excavation and support of underground caverns and engineering investment; the structure is safe and reliable, and is convenient for operation and maintenance; the temperature requirement of the cooling of the main body of the AC excitation power cabinet and the operating environment of the electrical equipment has been solved, and the AC excitation circuit equipment and variable speed generator have been ensured. Electrical function of electric motor voltage circuit equipment.

【技术实现步骤摘要】
交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构
本专利技术涉及抽水蓄能电站，尤其是一种交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构。
技术介绍
从二十世纪六十年代开始，国外水电行业就开始了交流励磁变速抽水蓄能机组的研发工作，交流励磁变速抽水蓄能机组在日本和欧洲得到了较为广泛的应用。交流励磁变速机组除了根据工程基本条件，确定相关系统设计、选择合适的设备技术参数、落实设备本体关键技术问题外，由于交流励磁变速蓄能机组相比常规定速蓄能机组，增加了一整套交流励磁系统装置，占地面积约需500m2。抽水蓄能电站主要机电设备通常位于埋深200～300m的地下厂房，地下洞室通常由主厂房洞、母线洞、主变洞、尾闸洞及其他附属洞室等组成。机组设备布置于地下主厂房，主厂房的跨度一般为25～26m。根据国际变速机组工程调研，多数电站通过增大地下主厂房跨度(部分项目增加大到30～32m的跨度)、增大地下主厂房长度(长度增加20m以上)、增设主厂房下游副厂房等措施来解决上述交流励磁设备的布置问题，但上述方案由于增加了地下洞室的面积，对地下洞室围岩稳定、开挖支护施工提出了更高的要求，大大提高了地下洞室群开挖支护设计难度和工程投资，对于变速机组工程，不属于技术、经济完全合理的工程方案。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，提供一种布置合理、经济实用、安全可靠、方便运维的交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构。为了解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案是：一种交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，变速抽水蓄能机组的电气主回路设备分为交流励磁系统设备和变速发电电动机电压回路设备，电气主回路设备布置在母线洞中，母线洞包括母线洞上层和母线洞下层的双层结构，母线洞上层布置交流励磁系统设备，母线洞下层布置变速发电电动机电压回路设备。所述位于母线洞上层的交流励磁系统设备包括交流励磁母线、交流励磁功率柜、汇流柜、过电压保护柜、交流励磁功率柜冷却装置和冷却水管，交流励磁母线一端连接励磁变压器，中间顺序连接交流励磁功率柜、汇流柜和过电压保护柜，另一端连接变速发电电动机，形成交流励磁回路；交流励磁功率柜冷却装置通过冷却水管连接至交流励磁功率柜。所述位于母线洞下层的变速发电电动机电压回路设备包括离相封闭母线、电制动开关柜、落地式PT柜、发电机断路器、支架式PT柜、换相开关和PT/避雷器柜，离相封闭母线一端连接变速发电电动机，中间顺序连接电制动开关柜、落地式PT柜、发电机断路器、支架式PT柜、换相开关和PT/避雷器柜，另一端连接主变压器，形成变速发电电动机电压回路。所述支架式PT柜位于发电机断路器和换相开关之间，安装于离相封闭母线上部。所述换相开关采用五极水平布置方式，两端通过离相封闭母线分别与支架式PT柜和PT/避雷器柜连接。所述母线洞下层还包括换相开关扩挖结构，母线洞上层还包括冷却水管暗敷位置的反梁结构，母线洞为圆拱直墙形地下洞室，采用喷锚支护+钢筋混凝土衬砌防护结构；母线洞双层结构为底板+混凝土连续墙+板梁结构；母线洞换向开关扩挖结构为母线洞边墙岩体扩挖而成，为圆拱直墙形地下洞室，采用喷锚支护+钢筋混凝土衬砌防护；冷却水管暗敷位置的反梁结构位于母线洞上层底板局部。所述母线洞中还布置有变冷媒流量型空调系统，变冷媒流量型空调系统包括空调室内机、冷媒管和空调室外机；空调室内机安装于母线洞上层的顶部和母线洞下层的顶部，通过冷媒管连接至空调室外机。本专利技术的有益效果是：变速发电电动机电气主回路设备和母线洞布置结构清晰合理、经济实用；未改变大型抽水蓄能电站地下主厂房结构，仅设置母线洞双层结构，大大降低了地下洞室群开挖支护难度和工程投资；实现了变速机组交流励磁系统设备和变速发电电动机电压回路设备的合理布置和连接，结构安全可靠，便于运行维护；解决了交流励磁功率柜本体冷却及上述电气设备运行环境的温度要求，确保了交流励磁回路和变速发电电动机电压回路设备的电气功能。附图说明图1是本专利技术的交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构示意图；图2是本专利技术的交流励磁变速抽水蓄能机组的交流励磁系统设备双层布置平面示意图；图3是本专利技术的交流励磁变速抽水蓄能机组的变速发电电动机电压回路设备布置平面示意图；图中：1---变速发电电动机；2---交流励磁母线；3---励磁变压器；4---交流励磁功率柜；5---汇流柜；6---过电压保护柜；7---交流励磁功率柜冷却装置；8---离相封闭母线；9---电制动开关柜；10---落地式PT柜；11---发电机断路器；12---支架式PT柜；13---换相开关；14---PT/避雷器柜；15---主变压器；16---冷却水管；17---空调室内机；18---冷媒管；19---空调室外机；20---母线洞上层；21---母线洞下层；22---换相开关扩挖结构；23---冷却水管暗敷位置的反梁结构。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1-3所示，本专利技术的交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，变速抽水蓄能机组的电气主回路设备分为交流励磁系统设备和变速发电电动机电压回路设备，电气主回路设备布置在母线洞中，母线洞包括母线洞上层20和母线洞下层21的双层结构，母线洞上层布置交流励磁系统设备，母线洞下层布置变速发电电动机电压回路设备。所述位于母线洞上层20的交流励磁系统设备包括交流励磁母线2、交流励磁功率柜4、汇流柜5、过电压保护柜6、交流励磁功率柜冷却装置7和冷却水管16，交流励磁母线2一端连接励磁变压器3，中间顺序连接交流励磁功率柜4、汇流柜5和过电压保护柜6，另一端连接变速发电电动机1，形成交流励磁回路；交流励磁功率柜冷却装置7通过冷却水管16连接至交流励磁功率柜4。所述位于母线洞下层21的变速发电电动机电压回路设备包括离相封闭母线8、电制动开关柜9、落地式PT柜10、发电机断路器11、支架式PT柜12、换相开关13和PT/避雷器柜14，离相封闭母线8一端连接变速发电电动机1，中间顺序连接电制动开关柜9、落地式PT柜10、发电机断路器11、支架式PT柜12、换相开关13和PT/避雷器柜14，另一端连接主变压器15，形成变速发电电动机电压回路。所述支架式PT柜12位于发电机断路器11和换相开关13之间，安装于离相封闭母线8上部。所述换相开关13采用五极水平布置方式，两端通过离相封闭母线8分别与支架式PT柜12和PT/避雷器柜14连接。所述母线洞下层还包括换相开关扩挖结构22，母线洞上层还包括冷却水管暗敷位置的反梁结构23，母线洞为圆拱直墙形地下洞室，采用喷锚支护+钢筋混凝土衬砌防护结构；母线洞双层结构为底板+混凝土连续墙+板梁结构；母线洞换向开关扩挖结构22为母线洞边墙岩体扩挖而成，为圆拱直墙形地下洞室，采用喷锚支护+钢筋混凝土衬砌防护；冷却水管暗敷位置的反梁结构23位于母线洞上层20底板局部。所述母线洞中还布置有变冷媒流量型空调系统，变冷媒流量型空调系统包括空调室内机17、冷媒管18和空调室外机19；空调室内机17安装于母线洞上层20的顶部本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，其特征在于，变速抽水蓄能机组的电气主回路设备分为交流励磁系统设备和变速发电电动机电压回路设备，电气主回路设备布置在母线洞中，母线洞包括母线洞上层和母线洞下层的双层结构，母线洞上层布置交流励磁系统设备，母线洞下层布置变速发电电动机电压回路设备。

【技术特征摘要】
1.一种交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，其特征在于，变速抽水蓄能机组的电气主回路设备分为交流励磁系统设备和变速发电电动机电压回路设备，电气主回路设备布置在母线洞中，母线洞包括母线洞上层和母线洞下层的双层结构，母线洞上层布置交流励磁系统设备，母线洞下层布置变速发电电动机电压回路设备。2.根据权利要求1所述交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，其特征在于，所述位于母线洞上层(20)的交流励磁系统设备包括交流励磁母线(2)、交流励磁功率柜(4)、汇流柜(5)、过电压保护柜(6)、交流励磁功率柜冷却装置(7)和冷却水管(16)，交流励磁母线(2)一端连接励磁变压器(3)，中间顺序连接交流励磁功率柜(4)、汇流柜(5)和过电压保护柜(6)，另一端连接变速发电电动机(1)，形成交流励磁回路；交流励磁功率柜冷却装置(7)通过冷却水管(16)连接至交流励磁功率柜(4)。3.根据权利要求1所述交流励磁变速抽水蓄能机组的电气主回路设备双层布置结构，其特征在于，所述位于母线洞下层(21)的变速发电电动机电压回路设备包括离相封闭母线(8)、电制动开关柜(9)、落地式PT柜(10)、发电机断路器(11)、支架式PT柜(12)、换相开关(13)和PT/避雷器柜(14)，离相封闭母线(8)一端连接变速发电电动机(1)，中间顺序连接电制动开关柜(9)、落地式PT柜(10)、发电机断路器(11)、支架式PT柜(12)、换相开关(13)和PT/避雷器柜...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨梅，李刚，王建明，梁国才，王纯，张昊晟，刘存，杜晓京，李仕宏，王建华，易忠有，何敏，张维力，王坤，郭亿潮，张楠，周浩晨，王芳，魏金帅，
申请(专利权)人：中国电建集团北京勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11