刘 洪,王 梓，程永东,王达剑

(广东省水利水电科学研究院,广东省水利重点科研基地,广东 广州 510635)



白盆珠水库“8.16”事故浅析及防洪应急电源设计

刘 洪,王 梓，程永东,王达剑

(广东省水利水电科学研究院,广东省水利重点科研基地,广东 广州 510635)

2013年第11号超强台风“尤特”在广东沿海地区登陆,大范围的强降水,造成白盆珠水库下游河道两岸及上坝公路边坡塌方、发电厂房进水、主副坝电源中断、水库大坝泄洪闸门无法开启的严重事故。通过总结事故的教训,对水库原防洪应急电源进行改造设计,确保新建的防洪应急电源符合要求,保障水库大坝及电站运行人员的安全。

防洪；应急电源；设计

1 工程概况

白盆珠水库位于东江一级支流西枝江上游的惠东县境内,是一座以防洪、供水为主,兼顾灌溉、发电及改善航运、水环境等综合利用的水利枢纽工程。电站总装机12 MW×2,平均年发电量8 600万kW·h。调节下游航深,枯水期从0.4 m提高至 0.8 m；枯水期调节下游供水,保障工农业生产和居民生活用水。

水库正常水位76.00 m,1 000年一遇设计洪水位85.54 m,5 000年一遇校核洪水位87.03 m,10 000年一遇校核洪水位87.65 m,水库总库容11.56亿m3,属I等大(1)型工程。

枢纽由拦河主坝(含混凝土坝、溢流坝)、副坝(均质土坝)、灌溉涵管、坝后电站、变电站及过坝运输码头等组成,是保护下游一市一县二区(惠州市、惠阳区、惠东县、惠城区)、惠州机场、京九铁路和广汕公路等的重要工程措施。

2 事故现象及原因分析

2.1 “8.16”特大洪水造成严重事故

2013年8月14日15时50分,第11号超强台风“尤特”在广东省阳江市阳西县溪头镇沿海地区登陆。台风中心区最大风力达14级,并带来大范围强降雨。据统计,14日08：00—19日08：00,“尤特”给广东921个气象站带来250 mm以上的降水,其中惠东县高潭镇录得全省最大雨量1 145.6 mm。

强降雨造成白盆珠水库下游河道两岸及上坝公路边坡塌方、电站进场公路大门段坍塌、生产管理用房倒塌、发电厂房进水、水轮发电机及部分机电设备淹浸、主副坝电源中断、水库大坝泄洪闸门无法开启、副坝防汛公路局部淹没(水深达2～3 m)、左岸水工观测通道及观测点被冲毁等严重事故和经济损失。

2.2 事故原因分析

主坝主要用电设备包括：溢洪道工作闸门启闭机2台、底孔事故闸门启闭机2台、电站进水口事故闸门启闭机2台、检修闸门启闭机1台等。坝顶电梯房处设有大坝动力配电房,大坝动力电源由双电源供电,电源均由坝后电站站用电系统引来,其中一回引自站用电I段母线,另一回引自站用电II段母线。站用电系统由2台315 kVA站用变压器分别供给I段母线、II段母线。其中I段母线另外设有1台150 kW柴油发电机组作为应急电源。

造成水淹厂房及闸门无法启闭的主要原因是站用电系统供电中断,而造成站用电中断的原因有两个:一是2台站用变压器及柴油发电机组的布置和高程设计不合理,电气设备安装高程太低。8月16日12：00,白盆珠水库按三防指令打开溢洪闸门泄洪；17日21：46,打开底孔闸门参与泄洪。在底孔闸门泄洪时,因下泄洪水受河道边坡的阻挡反弹,强大的水流通过路面涌入厂房,使整个站用电系统供电中断,导致排水泵站无法启动排水；同时,泄洪闸门也因失电无法操作。二是除柴油发电机外,在空间位置上未设置独立的网电。

总之,白盆珠水库的站用电在安全性、可靠性和完整性上,存在着严重的问题和安全隐患,不能够应对特大暴雨、水淹厂房等突发事件。这些事件的发生,严重地威胁着水库大坝及电站运行管理人员的安全。

3 防洪应急电源建设与设计

3.1 建设内容[1]

在认真地总结事故教训的基础上,必须对原水库防洪电源进行科学规划、合理设计和改造,以确保新建设的防洪电源符合要求、保障水库大坝及电站运行人员的安全。因此,白盆珠水库大坝防洪应急供电工程建设任务是：改造现有大坝配电系统,增设一回10 kV线路及一台应急柴油发电机,在站用电系统电源全部中断供电的极端情况下,保证大坝防洪设施,以及电站厂房内重要设备的正常供电,从而提高供电的安全性和可靠性,保证白盆珠水库枢纽的安全可靠运行。

白盆珠水库大坝防洪应急供电工程建设主要内容：

“忽闻教堂钟声、工厂汽笛声，以及厂外欢呼声与歌唱声同时并作，余辈惊向何故？始知休战条约已签订，战争从此可以终止矣！此何日也？记之永久不忘之，1918年11月11日也。是日，各种工作各地战事自11点起一律停止……”

1) 增加一回10 kV输电线路,T接入坝区附近的10 kV配电网。线路采用10 kV高压电缆埋地敷设引来,距离420 m。

2) 新装200 kVA美箱式户外终端型变电站1座。

3) 在主坝左侧坝顶回车场新建柴油发电机房1座,面积26.5 m2；新装150 kW柴油发电机组1套及低压配电柜1套。

4) 更新改造坝顶动力配电柜2面。

5) 新敷设1回低压动力电缆,由新建坝顶配电房引至坝顶动力配电柜；新增设1回坝腔动力电缆,由新建坝顶动力配电柜引至坝腔动力配电箱。

3.2 设计特点[2]

1) 白盆珠水库大坝防洪应急主要用电负荷统计(见表1)。

表1 白盆珠水库大坝防洪应急主要用电负荷统计

根据负荷统计,计算最大负荷为242 kW。功率因数取0.8,设备效率取0.85,负荷率0.85,同时率0.6,因此计算最大容量为181.5 kVA。拟选择200 kVA终端型美式箱变1套,150 kW柴油发电机组1台。

2) 设备布置

本工程主要电气设备及建筑物布置在坝顶回车场,共设置箱式变电站及柴油发电机房,坝顶动力配电房按现状不作改造,仅更换改造两面坝顶动力配电柜。电气设备布置紧凑,有利于主要电气设备之间的电气联接和安全运行,且安装检修维护方便。

根据现场地形条件及设备情况,箱式变电站布置在回车场上游侧角落,柴油发电机组紧靠箱变下游侧布置,为方便设备搬运及运行维护,设备和建筑物之间设置必要的通道。

3) 3路独立电源

白盆珠水库属I等大(1)型工程,供电负荷级别为一级。一级负荷的供电要求是：应由两个电源同时供电,当一个电源发生故障时,另一电源应不致同时受到损坏,确保维持继续供电。

新建防洪电源,设计上采取了3路独立电源供电(见图1)。

①第1路引自站用变电站,作为泄洪闸门、照明等的常用电源。

②第2路引自主坝下游370 m处的一回10 kV配电网,在该线路左岸门型架处T接入,由1回 10 kV高压电缆埋地敷设引入,当站用电中断时,接替站用电供电。

③第3路引自新建柴油发电机组。由于10 kV配网地处山区,雷雨天气时常出现跳闸停电情况,为提高应急供电可靠性,在新建配电房内增设1台150 kW柴油发电机组。当站用电和10 kV配网中断时,作为应急供电电源,确保枢纽一级负荷维持继续供电。

图1 输电线走向示意

第2、3路电源的引入电均在坝顶以上高程,从工程措施上确保了防洪用电的安全性和可靠性。

4) 注重消防安全[3]

①上坝公路、坝顶回车场,可满足消防车的通行和救援行动。

②柴油发电机房、户外箱变、高低压配电室,按消防规范要求,采用防火墙、防火门、防火隔离等设施,设置火灾自动报警装置、固定和移动灭火器、事故照明及疏散指示标志等,以确保电气设备和人员安全(见图2)。

图2 柴油发电机房平面布置示意

4 结语

白盆珠水库防洪应急供电工程初步设计已顺利通过审批。目前,工程正按照批准的设计方案进行施工,预计在2016年汛期前完工。新建防洪应急电源工程设计上采取了3路独立电源,且2路引自坝顶以上高程,确保了防洪用电的安全性和可靠性,不会再次发生水淹厂房等严重事故。

[1] 惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司.白盆珠水库防洪应急供电工程初步设计报告[R].惠州:惠州市华禹水利水电工程勘测设计有限公司,2015．

[2] 广东水科院勘测设计院.白盆珠水库防洪应急供电工程初步设计技术审查报告[R].广州:广东水科院勘测设计院,2015．

[3] 建筑设计防火规程：GB 50016—2014[S]．北京：中国计划出版社，2014.

(本文责任编辑 马克俊)

Analysis of Baipenzhu Reservoir “8.16” Accident and Design of Flood Control and Emergency Power Supply

LIU Hong, WANG Zi，CHENG Yongdong, WANG Dajian

(Guangdong Research Institute of Water Resources and Hydropower, Guangdong provincial key scientific research base, Guangzhou 510635,China)

No.11, 2013 super typhoon UTOR in coastal areas of Guangdong landing, a wide range of heavy rainfall, resulting in Baipenzhu reservoir downstream river and dam highway side slope collapse, power plant water, interruption of power supply of main and auxiliary dam, reservoir dam spillway gate cannot open the serious accident. By summarizing the lessons of the accident, the original flood control emergency power supply was transformed and designed to ensure the new flood control emergency power supply to meet the requirements, and ensure the safety of the dam and power station operators.

control flood; emergency power supply; design

2016-01-07;

2016-02-01

刘洪(1987),女,本科,工程师,主要从事水利水电工程设计、安全鉴定及咨询工作。

TV697.1+3

B

1008-0112(2016)01-0049-03