【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在大壩上游左、右兩岸地下，各安裝9臺(tái)單機(jī)容量為7700MW的水輪發(fā)電機(jī)組，電站總裝機(jī)13860MW，年均發(fā)電量571億kWh。溪洛渡水電站是當(dāng)今僅次于三峽電站和巴西依泰普水電站的世界第三大水電站。溪洛渡水電站左岸、右岸電廠主接線基本相同，發(fā)動(dòng)機(jī)－變壓器采用單元接線，設(shè)發(fā)電機(jī)出口斷路器；電站送出電壓為交流500kV，高壓配電裝置為550kVGIS。高壓引出線左岸三回到青口換流站，再用特高壓直流送電華東等地區(qū)；右岸引出線三回到南方電網(wǎng)系統(tǒng)后，用高壓直流或特高壓直流送電廣東地區(qū)，枯水季部分電量送云南地區(qū)。兩個(gè)廠房均深埋地下，其結(jié)構(gòu)基本相同，都采用三洞室（主廠房、主變洞室和尾水調(diào)壓室）平行布置。主變洞室分為二層，底層布置三相組合變壓器，第二層是550GIS室和高壓引出線層，；戶外500kV出線場(chǎng)高程左右岸分別為865m和870m。從引出線層到戶外出線場(chǎng)通過(guò)500kV出線洞相連，出線洞由兩段豎井和兩段平洞組成。左、右岸電站高壓引出線的進(jìn)出口高差達(dá)475m、480m，引出線平均長(zhǎng)度超過(guò)600m。溪洛渡水電站裝機(jī)容量特大，電站廠房深埋地下，電站接入系統(tǒng)涉及面廣，電站500kV交流引出線有如下一些特點(diǎn)。（1）引出線長(zhǎng)不論采用那種電氣主接線和不同型式的500kV高壓配電裝置，不論采用那種配電裝置布置方案，也不論引出線采用擠包絕緣電纜還是采用氣體絕緣輸電線路（GIL），各種組合方案的引出線長(zhǎng)度均大于600m；其長(zhǎng)度在國(guó)內(nèi)大型水電站引出線中是最長(zhǎng)的（二灘電站六回800mm2銅芯低密度聚乙烯LDPE擠包電纜平均長(zhǎng)度約500m、廣州抽水蓄能電站一期工程二回1600mm2銅芯充油電纜長(zhǎng)度平均約550m、桐柏抽水蓄能電站二回800mm2銅芯交聯(lián)聚乙烯擠包XLPE電纜平均長(zhǎng)度約410m）。（2）引出線兩端高差大引出線由地下主變洞室第二層經(jīng)出線洞至戶外開(kāi)關(guān)站或出線場(chǎng)，出線洞兩段豎井高差分別為下段229m/217m、上段251m/263m（左岸/右岸），總高差分別為475m、480m。國(guó)內(nèi)已建電站中，敷設(shè)高差較大的二灘電站引出線高差約180m、廣蓄一期工程為200m；國(guó)外已建電站中，高壓引出線敷設(shè)高差超過(guò)200m的電站也不多，溪洛渡電站引出線高差在國(guó)內(nèi)外水電站中實(shí)屬罕見(jiàn)。（3）輸送容量大當(dāng)500kV開(kāi)關(guān)站露天布置時(shí)，采用發(fā)電機(jī)－變壓器－擠包電纜單元接線、單回引出線輸送容量為855MVA，工作電流988A；如果發(fā)電機(jī)變壓器組為兩機(jī)聯(lián)合單元接線、并采用一回引出線送出二臺(tái)機(jī)組容量，單回輸送容量達(dá)1710MVA，電流達(dá)1976A。當(dāng)開(kāi)關(guān)站布置在地下，單回引出線輸送容量為3150MW，額定電流達(dá)4041A。（4）單價(jià)高投資較大由于引出線輸送容量大，回路數(shù)多，敷設(shè)長(zhǎng)度長(zhǎng)、落差大，技術(shù)參數(shù)高，故此無(wú)論選用XLPE擠包絕緣電纜還是氣體絕緣輸電線路（GIL），引出線設(shè)備的綜合投資都比較大，經(jīng)計(jì)算各種組合方案的總投資在3－5億人民幣范圍內(nèi)，而電站左、右岸電廠550kVGIS開(kāi)關(guān)站本體綜合造價(jià)不會(huì)超過(guò)5億元，可見(jiàn)溪洛渡電站高壓引出線在整個(gè)高壓電氣設(shè)備造價(jià)中占有較大的比重。（5）電站接入系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)變化較大，改動(dòng)較多進(jìn)入二十一世紀(jì)，我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)持續(xù)平穩(wěn)快速發(fā)展，電力電量需求與日俱增，電源建設(shè)和電網(wǎng)建設(shè)不斷增速。西南地區(qū)特別是四川和云南省是我國(guó)水力資源富集之地，兩省水能資源經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量超過(guò)200000MW。國(guó)家大力發(fā)展清潔能源，加快西南地區(qū)水電建設(shè)步伐，一些大型和巨型水電站如小灣、溪洛渡、瀑布溝、錦屏和向家壩等巨型水電站相繼開(kāi)工建設(shè)。加上國(guó)家電力公司拆分為兩大電網(wǎng)公司和五大電力集團(tuán)，發(fā)電和輸電的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)必然會(huì)引發(fā)新的利益訴求和權(quán)力博弈，新的思維和新的動(dòng)向。上世紀(jì)末本世紀(jì)初完成的溪洛渡電站可研報(bào)告中，電站接入系統(tǒng)方案采用左、右岸電站各出500kV交流6回共12回出線。500kV開(kāi)關(guān)站戶外布置，發(fā)電機(jī)－變壓器單元接線采用XLPE擠包絕緣電纜，左右岸各9回，分別置于左岸3個(gè)和右岸3個(gè)電纜豎井中。2004年發(fā)改委審定《金沙江一期工程—溪洛渡、向家壩水電站輸電系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)報(bào)告》（2003年12月），溪洛渡接入系統(tǒng)方式為交流500kV，左岸出線三回至青口換流站，備用一回；右岸出線五回，其中至漂壩換流站三回，至云南昭通二回。從青口換流站、落雁換流站、漂壩換流站各出一回177。620kV（隨后又該為177。800kV）直流至華中、華東地區(qū)。隨著電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)工作深化，2006年決定取消左岸電站的一回備用間隔。最近又新的變動(dòng)。溪洛渡電站電能消納方案從電站接入系統(tǒng)論證開(kāi)始，電力電能主送華東、華中，枯水期部分電能送云南，近十年來(lái)一直沒(méi)有改變。但是就在最近，溪洛渡電力電量外送方案改為：右岸電站出線由5回縮減為三回并改送南方電網(wǎng)后再用直流送廣東。左岸電站出線不變?nèi)詾槿?00kV交流至青口換流站，再用特高壓直流送電華東地區(qū)。2引出線方式選擇關(guān)于金沙江溪洛渡水電站500kV引出方式和開(kāi)關(guān)站位置選擇課題，中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院做了大量工作，歷經(jīng)十年，幾易其稿，成果屢屢。這里僅擇其要點(diǎn)，并結(jié)合設(shè)備招標(biāo)文件和電站接入系統(tǒng)的新動(dòng)態(tài)，歸納一些結(jié)論性意見(jiàn)。2．1引出線型式選擇的前提條件（1）按照最新的電站接入系統(tǒng)方案，即左岸電站和右岸電站各出500kV交流三回出線，每回最大輸送容量按3150MW考慮；（2）從確保電站電力電量安全送出考慮，每一個(gè)豎井內(nèi)最多只能敷設(shè)或安裝三回高壓電纜或三回GIL；（3）擠包絕緣電纜輸送能力有限（對(duì)溪洛渡電站來(lái)說(shuō)），擠包電纜方案必須將GIS開(kāi)關(guān)站放在戶外，并采用發(fā)電機(jī)－變壓器單元接線接X(jué)LPE電纜的接線方式。2．2引出線方式的選擇原則（1）溪洛渡站引出線的送出容量很大，電量全部送至沿海經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)，必須確保安全、持續(xù)、穩(wěn)定運(yùn)行；（2）設(shè)備的技術(shù)參數(shù)應(yīng)完全滿足電站要求，并留有一定的裕度；（3）設(shè)備制造商必須有大容量高落差XLPE電纜或GIL的供貨業(yè)績(jī)和良好的運(yùn)行實(shí)績(jī)；（4）引出線高差特大，安裝、試驗(yàn)方案落實(shí)，安裝經(jīng)驗(yàn)豐富；（5）項(xiàng)目綜合造價(jià)合理。按照上述的選擇條件和選擇原則，電站引出方式只有XLPE電纜和GIL兩種設(shè)備有資格參與比較。充油電纜不滿足高落差條件且故障率較高。低密度聚乙烯電纜（LDPE）僅法國(guó)SEGEM（原雪力克公司）生產(chǎn)，目前SEGEM公司在400kV及以上電壓等級(jí)也不推薦XLPE電纜。2．3XLPE擠包絕緣電纜擠包絕緣電纜的開(kāi)發(fā)制造和應(yīng)用已有三十多年的歷史。第一條500kVXLPE電纜于1988年投入運(yùn)行，至1999年底。法國(guó)225kV、400kV的LDPE電纜分別于1969年、1985年投入運(yùn)行，至2000年1月，已投運(yùn)的225kV和400kV電纜長(zhǎng)度分別為1669km和49km。相對(duì)于充油電纜來(lái)說(shuō)，各電壓等級(jí)擠包絕緣電纜運(yùn)行十分可靠（故障率遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)要求值：?回?年）。XLPE電纜投入運(yùn)行之后，基本上不需要專門(mén)的運(yùn)行維護(hù)工作，擠包電纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定了設(shè)備本體的質(zhì)量保證主要來(lái)自制造廠。但是，在制造過(guò)程中可能產(chǎn)生的微小缺陷檢測(cè)比較困難，運(yùn)行中如果出現(xiàn)絕緣局部老化目前還缺乏有效的檢測(cè)手段，這是它不足的一面。實(shí)際工程中擠包電纜的故障發(fā)生往往難以預(yù)測(cè)和預(yù)防，電纜故障大都是絕緣擊穿，如果事故發(fā)生在電纜豎井內(nèi)后果更為嚴(yán)重。一旦發(fā)生絕緣擊穿事故，回路只能退出運(yùn)行，維修或更換電纜費(fèi)時(shí)費(fèi)力，直接影響供電的連續(xù)性，如果遇上夏季豐水期電站將被逼棄水。以日本藤倉(cāng)電線生產(chǎn)的800mm2銅芯XLPE電纜為例，XLPE電纜的結(jié)構(gòu)由內(nèi)向外為（世界各大電纜制造廠家生產(chǎn)的XLPE電纜結(jié)構(gòu)類似）：?導(dǎo)體：由多股銅絞線構(gòu)成，外徑約34mm。?導(dǎo)體屏蔽層：由半導(dǎo)體復(fù)合材料構(gòu)成。?絕緣層：由交聯(lián)聚乙烯構(gòu)成，厚度32mm。?絕緣屏蔽層：由半導(dǎo)體復(fù)合材料構(gòu)成。?金屬屏蔽與金屬護(hù)層：對(duì)于敷設(shè)落差大的電纜，該層由鋁絞線和鋁箔組成。?外護(hù)層：材料為聚氯乙烯，與金屬屏蔽層的鋁箔連接，保護(hù)電纜絕緣不受潮氣浸入，厚度6mm。電纜外徑約142mm。500kVXLPE電纜載流量見(jiàn)表2－1,環(huán)境條件為：敷設(shè)在空氣中，環(huán)境溫度40℃，電纜三相水平布置。表2－1500kVXLPE擠包電纜載流量由表2－1可見(jiàn)，假如采用XLPE電纜做引出線，由于電纜載流能力的限制，只能將開(kāi)關(guān)站布置在戶外，而且只能采用發(fā)電機(jī)－變壓器－XLPE電纜（800mm2）單元接線，其他的方案如聯(lián)合單元等都是不經(jīng)濟(jì)的，甚至是不可能的。比如將開(kāi)關(guān)站至于地下，那么引出線工作電流達(dá)到4041A，采用電纜則需要兩根2500mm2電纜并聯(lián)，還不能滿足要求；投資大致增加3億，現(xiàn)場(chǎng)安裝、試驗(yàn)增加不少困難。此外，在500kV電壓等級(jí)采用電纜并聯(lián)運(yùn)行尚無(wú)先例。500kVXLPE電纜現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)項(xiàng)目主要是交流工頻耐壓和護(hù)層耐壓試驗(yàn)。IEC62607推薦的現(xiàn)場(chǎng)交流實(shí)驗(yàn)電壓為320kV/1h。，按試驗(yàn)電壓頻率為50Hz、電壓值為320kV進(jìn)行計(jì)算，最長(zhǎng)一相出線（690m），試驗(yàn)設(shè)備容量不小于3328kVar，現(xiàn)場(chǎng)耐壓試驗(yàn)沒(méi)有問(wèn)題。2．4 GILGIL研發(fā)、制造和應(yīng)用也有三十多年的歷史。GIL類似于GIS中的SF6氣體絕緣封閉母線，從某種意義上來(lái)說(shuō)，GIL是在研發(fā)制造GIS過(guò)程中的一個(gè)衍生品。但是，當(dāng)SF6氣體絕緣封閉母線作為較長(zhǎng)距離的大容量輸送電能的載體時(shí)，對(duì)它的技術(shù)要求和使用條件已經(jīng)不等同于GIS。1998年7月由IEC第17技術(shù)委員會(huì)的17C分技術(shù)委員會(huì)（高壓封閉式開(kāi)關(guān)設(shè)備和控制設(shè)備）起草了IEC61640－1998標(biāo)準(zhǔn)《》，2005年我國(guó)頒布了DL/T978－2005《氣體絕緣金屬封閉輸電線路技術(shù)條件》，這兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是當(dāng)前GIL設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和選用的依據(jù)。美國(guó)偉斯特堡氣體絕緣母線公司（現(xiàn)為AZZ︱.）在1972年生產(chǎn)了242kV1600A，單相長(zhǎng)414m的GIL，；在1981年和1984年生產(chǎn)1200kV，5000A單相長(zhǎng)90m和330mGIL，用于美國(guó)DOEWalzMill。德國(guó)SIEMSENS公司和日本幾家公司也生產(chǎn)制造了不同電壓等級(jí)及不同長(zhǎng)度的GIL。到目前為止，GIL在世界上應(yīng)用在最高豎井的項(xiàng)目為美國(guó)塞拉國(guó)家森林區(qū)的BalsamMeadow抽水蓄能電站，其垂直高度為305m。我國(guó)大亞灣和嶺澳核電站，張河灣抽水蓄能電站，三峽輸變電工程宜都、華新等500kV換流站，都采用了500kVGIL，黃河拉西瓦水電站裝機(jī)4200MW，兩回出線選用了美國(guó)AZZ∣CGIT公司制造的800kV電壓等級(jí)GIL，其出線平均長(zhǎng)度450m，高差