于正委+謝德正

摘 要：在電氣工程設(shè)計(jì)中，應(yīng)該盡量減少因變配電級數(shù)過多而產(chǎn)生的電能損耗，并設(shè)置電容器無功補(bǔ)償裝置，降低線路運(yùn)行電流，減少線路損耗，供電線路的電壓損失應(yīng)滿足規(guī)范的允許值，這在一定程度上提高了供電網(wǎng)絡(luò)的供電質(zhì)量及網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)效益。文章主要結(jié)合塔山泵站工程電氣設(shè)計(jì)中的接入系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電氣主接線以及設(shè)備選擇等進(jìn)行了分析及研究。

關(guān)鍵詞：泵站 接入系統(tǒng) 主接線 設(shè)備

中圖分類號：C35 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）02（c）-0030-02

1 塔山泵站工程簡介

泵站是水利工程的重要組成部分，塔山泵站工程位于連云港市贛榆區(qū)2014年3月9日，省發(fā)改委批復(fù)了連云港市贛榆縣塔山泵的更新改造工程項(xiàng)目，同意對這個(gè)泵站進(jìn)行更新改造。這個(gè)泵站建于20世紀(jì)70、80年代，經(jīng)過多年運(yùn)行，破損老化嚴(yán)重，已不能滿足生產(chǎn)生活需要。這次工程批復(fù)建設(shè)的主要內(nèi)容為：按75%灌溉保證率、20年或30年一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)，拆建原泵站，更新相關(guān)設(shè)施。工程建成后將對區(qū)域內(nèi)的灌溉、防洪、排澇起重要作用。

2 泵站供電方式分析

2.1 負(fù)荷等級的確定

該工程的主要任務(wù)是在建泵站區(qū)。根據(jù)該工程特性以及電力負(fù)荷等級劃分的基本原則，灌區(qū)各泵站均屬于農(nóng)業(yè)灌溉泵站，運(yùn)行期間若突然中斷供電，停止供排水，將會(huì)因供電設(shè)備或線路檢修而延緩灌溉時(shí)間，對灌區(qū)的灌溉有一定的影響，但并不會(huì)因此造成重大經(jīng)濟(jì)損失，更不會(huì)造成人身傷亡，也不會(huì)給灌區(qū)附近村屯生活帶來較大影響。因此，各泵站負(fù)荷等級基本確定為三級負(fù)荷。

2.2 泵站負(fù)荷及供電方式

該工程各泵站主要負(fù)荷均為主泵配套電動(dòng)機(jī)，站用負(fù)荷主要為動(dòng)力、照明、采暖等。各泵站主變?nèi)萘烤^大，非運(yùn)行期主變不宜輕載運(yùn)行，因此，分別設(shè)有80 kVA站用變壓器一臺；根據(jù)各泵站裝機(jī)規(guī)模和負(fù)荷等級，本著最大程度利用當(dāng)?shù)噩F(xiàn)有供電設(shè)施就近供電的原則，基本確定了各泵站供電方案。

3 泵站電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 供電電源引接方式

從塔山泵站的實(shí)際情況來看，該泵站是三級負(fù)荷泵站，供電電源使用的是單電源供電。供電電源根據(jù)電力部門批復(fù)意見電源引自贛榆區(qū)新河變電站，用單回路110 kV線路直接供電。

3.2 電氣主接線設(shè)計(jì)

塔山泵站使用的是經(jīng)過水機(jī)專業(yè)提供的異步電動(dòng)機(jī)，經(jīng)過了解發(fā)現(xiàn)，為了提高功率因數(shù)，此次塔山泵站電氣工程采用的是4臺異步電動(dòng)機(jī)，有高低壓補(bǔ)償，機(jī)組運(yùn)行時(shí)，不需要投入無功補(bǔ)償裝置。

10 kV高壓配電母線使用的是單母線的接線方式，同時(shí)在兩段進(jìn)線處設(shè)置電氣聯(lián)鎖，如果一路電源出現(xiàn)故障或者停電檢修的情況，塔山泵站的負(fù)荷時(shí)通過另一路電源來進(jìn)行供電。低壓配電系統(tǒng)也是使用單母線分段的接線系統(tǒng)，并且設(shè)置母線聯(lián)絡(luò)開關(guān)。在正常情況下，變壓器同時(shí)投入使用，如果一個(gè)變壓器發(fā)生故障，那么另一臺變壓器也可以滿足泵站70%以上的符合。該配電系統(tǒng)接線十分簡單，操作方便，同時(shí)安全可靠，能夠滿足生產(chǎn)以及設(shè)備檢修的實(shí)際運(yùn)行需要。塔山泵站的配電方式使用的是放射式配電，并且主要建筑物的動(dòng)力電源分為兩路，分別由一、二段低壓母線來饋出一路電源，從而保障低壓配電系統(tǒng)的可靠以及安全運(yùn)行。

4 泵站的電氣設(shè)備選擇及布置

4.1 電氣設(shè)備的選擇

（1）高壓開關(guān)柜。

該工程所使用的高壓開關(guān)柜主要包括10 kV高壓電纜進(jìn)線+計(jì)量、10 kV PT柜、站變進(jìn)線保護(hù)柜、10 kV主進(jìn)線柜、10 kV主變進(jìn)線保護(hù)柜、10 KV電容進(jìn)線保護(hù)柜、10 kV電纜進(jìn)線輔助柜、10 kV高壓電容補(bǔ)償柜、10 kV主水泵進(jìn)線保護(hù)柜等共計(jì)42臺套，10 kV電機(jī)固態(tài)軟啟動(dòng)柜8臺套；35 kV高壓電纜進(jìn)線+計(jì)量、35 kV PT柜、站變進(jìn)線保護(hù)柜、35 kV主進(jìn)線柜、35 kV主變進(jìn)線保護(hù)柜共6臺套。

（2）低壓開關(guān)柜。

該工程使用的低壓開關(guān)柜主要包括：主變低壓進(jìn)線柜、水泵控制柜、低壓電容補(bǔ)償柜、主變低壓聯(lián)絡(luò)柜、站變低壓進(jìn)線柜、站變照明配電柜、站變動(dòng)力配電柜等43臺套；電動(dòng)蝶閥控制箱、真空泵控制箱、電磁閥控制箱、風(fēng)機(jī)控制箱等16臺套。

（3）變壓器。

1臺SCB10-1250/10、3臺SCB10-800/10、4臺SC10-80/10、1臺S11-80/35、2臺S11-1000/35共11臺套。10/0.4 kV變壓器選用免維護(hù)干式變壓器，接線方式是采用D.Yn11結(jié)線組別。

（4）直流電源屏。

直流電源屏主要是選用帶微機(jī)控制的直流電源屏。內(nèi)裝有66 Ah免維護(hù)的鉛酸蓄電池。另外，直流電源屏的輸入電壓是三相220 V的交流，輸出電壓是單相-110 V直流。輸出的回路數(shù)是6回路，并且電流不小于15 A。

（5）電線電纜。

在塔山泵站的電線電纜選擇中，10 kV的電力電纜以及0.4 kV低壓電纜采用的是YJV交聯(lián)聚乙烯絕緣電力電纜，控制電纜為KVV電纜。另外，PLC用數(shù)據(jù)電纜選用的是DJYPVP型的對絞屏蔽電纜，室外直埋電纜采用的是鎧裝電纜。

（6）電動(dòng)機(jī)。

在以往泵站的電氣工程設(shè)計(jì)中，由于機(jī)組的容量一般很小，并且工程的重要性要求不高，使得對電機(jī)的要求也不高，很少進(jìn)行綜合性的比選。近年來，由于泵站工程的裝機(jī)總?cè)萘恳约皢螜C(jī)容量逐漸增加，有的單機(jī)已經(jīng)達(dá)到10 MW。因此，選擇合適的電動(dòng)機(jī)對于泵站工程長期合理的運(yùn)行有著十分重要的意義。

4.2 電氣設(shè)備的布置

根據(jù)塔山泵站土建以及電氣設(shè)計(jì)的要求，塔山泵站的高壓柜采用的是單列布置方式，并且安裝在高壓室內(nèi)，開關(guān)柜與主變壓器、開關(guān)柜和站用變壓器之間采用35 kV-YJV22-3×35電纜連接。主變壓器布置在主變壓器室，因?yàn)槠鋷У呢?fù)載比較簡單，同時(shí)低壓設(shè)備與主變壓器之間的距離比較近。為了節(jié)約成本，直接選擇了35/0.4型的主變壓器，二次電壓是400 V。通過這種布置方法，不僅能夠減少投資，同時(shí)也能減少電氣連接，最終有利于優(yōu)化塔山泵站電氣工程的整體設(shè)計(jì)以及整體性價(jià)比。另外，低壓開關(guān)柜是布置在低壓配電室中，因?yàn)檫B接的距離十分近，并且在一個(gè)主廠房內(nèi)，因此，用低壓母線槽來連接主變壓低側(cè)以及低壓配電柜。然后依據(jù)連接的距離來設(shè)計(jì)母線槽的長度，最終計(jì)算的長度為3 m。

5 塔山泵站電氣繼電器保護(hù)設(shè)計(jì)

在電力供電系統(tǒng)中，繼電器保護(hù)是一個(gè)非常重要的組成部分。因此，在繼電器設(shè)備的選擇上應(yīng)該符合安全性、快速性以及靈敏性等幾個(gè)方面，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過程中也應(yīng)該滿足繼電器保護(hù)等相關(guān)技術(shù)規(guī)程。依據(jù)我國的相關(guān)規(guī)定，在塔山泵站的繼電器保護(hù)中，對于3～66 kV的供電線路，應(yīng)該在相間裝設(shè)短路保護(hù)，并且每相裝設(shè)接地保護(hù)以及過負(fù)荷保護(hù)，電力變壓器應(yīng)裝設(shè)相應(yīng)的單相接地、匝間短路、過電流、過負(fù)荷的保護(hù)裝置。在站用變的保護(hù)上主要缺少過電流保護(hù)、過負(fù)荷保護(hù)、零序過流保護(hù)。

6 結(jié)語

該文針對塔山泵站電氣工程的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究以及分析。泵站電氣設(shè)計(jì)水平的高低影響著泵站是不是經(jīng)濟(jì)實(shí)用、先進(jìn)可靠，節(jié)能環(huán)保、運(yùn)行檢修簡單方便和工作人員的安全有沒有保障等。作為設(shè)計(jì)工作人員，要不斷地學(xué)習(xí)，除熟悉掌握水利專業(yè)的電氣設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，還要了解工業(yè)、建筑、市政等其他行業(yè)的規(guī)范，要考慮結(jié)合工程實(shí)際需要，引進(jìn)先進(jìn)的產(chǎn)品和技術(shù)，為泵站高效運(yùn)行打好基礎(chǔ)，為連云港水利事業(yè)提供技術(shù)服務(wù)。

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