依安灌區提水泵站電氣設計綜述

趙 越

（黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080）

依安灌區提水泵站電氣設計綜述

趙 越

（黑龍江省水利水電勘測設計研究院，哈爾濱150080）

文章論述了依安灌區三座提水泵站的負荷等級確定、供電方式、主接線及站用電接線型式、機組啟動方式及無功補償、主要電氣設備選擇及布置，以及自動控制、繼電保護、泵站通信等電氣及自控專業的主要設計成果。

泵站；供電方式；電氣主接線；無功補償；電氣設備；控制保護及通信

0 概 述

依安灌區位于依安縣境內西南部，設計灌溉面積2.31萬hm2，是尼爾基水利樞紐配套項目黑龍江省引嫩擴建骨干一期工程的灌區配套工程之一。灌區取水口位于北引總干烏南段10＋655處，干渠長20.70 km。由于灌區地勢較高，需設三級提水泵站進行灌溉。3座中型提水泵站分別裝設4～5臺潛水軸流泵，配套電機均為10 kV高壓異步電動機。提水泵站電氣設計主要包括負荷等級確定、泵站供電方式、電氣主接線、機組啟動及無功補償方式、電氣設備選擇、過電壓保護及接地、控制保護及通信等內容。

1 泵站供電方式

1.1 負荷等級的確定

本工程的主要任務是在北引總干渠邊建取水泵站，沿依安干渠建兩級提水泵站，將北引總干渠水引至依安灌區。根據本工程特性以及電力負荷等級劃分的基本原則，灌區各泵站均屬于農業灌溉泵站，運行期間若突然中斷供電，停止供排水，將會因供電設備或線路檢修而延緩灌溉時間，對灌區的灌溉有一定的影響，但并不會因此造成重大經濟損失，更不會造成人身傷亡，也不會給灌區附近村屯生活帶來較大影響。因此，各泵站負荷等級基本確定為三級負荷［1］。

1.2 泵站負荷及供電方式

本工程各泵站主要負荷均為主泵配套電動機，站用負荷主要為動力、照明、采暖等。各泵站主變容量均較大，非運行期主變不宜輕載運行，因此分別設有80 kVA站用變壓器一臺；根據各泵站裝機規模和負荷等級，本著最大程度利用當地現有供電設施就近供電的原則，基本確定了各泵站供電方案。

一號取水泵站裝機5臺單機容量315 kW，該泵站擬由二號站引接35 kV線路供電，輸電距離約8.5 km；二號提水泵站裝機5臺，單機容量280kW，該泵站擬由新興變電所引單回35 kV架空線路供電，輸電距離約11 km；三號提水泵站裝機4臺，單機容量315 kW，該泵站擬由二號站引接35 kV線路供電，輸電距離約10 km［2］。

2 電氣主接線

依安灌區各泵站均為三級負荷，年運行小時數較低，各站均由單回線路供電。根據工程特性，本著簡單靈活、經濟可靠的原則，各泵站電氣主接線方案基本選定如下：

依安灌區各泵站供電電壓均為35 kV，電機機端電壓為10 kV，各泵站10 kV側均采用單母線接線，即5（4）臺電機并接于同一條10 kV高壓母線上，統一由一臺降壓變壓器供電。站用負荷由一臺35／0.4 kV配電變壓器提供電源。

為提高泵站功率因數，降低線損和壓降，各泵站在每臺電機回路均裝設一套無功功率就地補償裝置。該裝置與電動機聯動運行，做到就地補償、就地平衡，使泵站功率因數始終保持在0.95以上。根據電機起動計算結果，各泵站主電動機均采用直接起動方式。

3 主要電氣設備選擇及布置

3.1 電氣設備選擇

根據各站的裝機規模及電氣主接線方案，本著技術先進、投資經濟、運行可靠、維護簡單方便的原則，主變壓器選擇S11節能型變壓器；35 kV高壓開關柜采用KYN61—40.5金屬鎧裝移開式開關柜；10 kV高壓開關柜選用KYN28A—12金屬鎧裝移開式封閉開關柜；高壓電容器柜選用HPLC—10型高壓無功功率就地補償裝置；避雷器采用氧化鋅避雷器HY5WS—17／50；低壓配電柜采用GCS型抽屜式成套低壓配電柜；電力電纜采用交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜。

3.2 電氣設備布置根據各泵站裝機規模及選用的主要電氣設備型式，各站電氣設備布置如下：

各泵站主變壓器布置在戶外主變場內；高壓開關柜、電容器柜、低壓配電柜等分別布置于泵站主、副廠房相應房間內；計算機監控系統上位設備、微機監控屏、繼電保護屏、直流屏等布置于控制保護室內。

4 過電壓保護及接地

4.1 過電壓保護

對主廠房等較高的建（構）筑物以避雷帶保護；35 kV線路全線架設避雷線保護；架空電源進線及各段高壓母線均裝設一組氧化鋅避雷器，防止雷電侵入波損壞電氣設備；高壓電機起動回路及無功補償回路均裝有過電壓保護器，防止操作過電壓損壞設備。在機端母線PT柜內裝設微機消諧裝置，避免諧振過電壓損壞設備［3］。

4.2 接地設計方案

各站利用廠房等水工建筑物混凝土基礎內主筋焊接成閉合網狀整體作為自然接地體，并根據需要適當增設人工接地體；各泵站高低壓電氣設備及計算機監控系統設備均應根據規范要求采取接地保護。根據泵站各類設備的接地技術要求，各泵站接地電阻擬定為≤1Ω。

5 控制保護及通信

5.1 自動控制

為滿足工程信息化管理要求，依安灌區各提水泵站均設置微機監控系統，以實現泵站機電設備工況數據采集、控制、保護、測量、信號以及運行管理、水力監測和遠程傳輸等功能。為使泵站關鍵設備的運行可視化以及必要的環境監控，為實現無人值班（少人值守）提供可靠保證和必要準備，各泵站擬設置視頻監視系統。

該系統可對泵站重要生產部位進行直觀的實時畫面監控，當發生突發事故時直接調出事故現場畫面。系統監視范圍主要包括主副廠房、進廠通道以及前池等處。

5.2 繼電保護

各泵站高低壓電氣設備及高壓進線均按照《水利水電工程繼電保護設計規范》（SL455—2010）的要求配置相應保護，保護裝置全部采用微機型繼電保護裝置。

5.3 通信

該工程通信系統包括泵站對生產調度通信、對外行政通信以及計算機監控系統數據通信等。各泵站擬采用生產調度與對外行政通信合一的通信方式，因本工程各泵站裝機規模較小，運行管理所需通信設備較少，而且所在地已有中國移動或聯通信號覆蓋，所以各泵站擬采用公網通信方式，不另設專用通信設備。在各泵站中控室（值班室）設1部固定電話，另配3～5部移動電話。各泵站計算機監控系統數據通信采用電纜通信方式。

［1］湖北省水利水電勘測設計研究院.GB50265—2010泵站設計規范［S］.北京：中國計劃出版社，2011.

［2］中國灌溉排水發展中心，廣東省水利廳.SL583—2012泵站計算機監控與信息系統技術導則［S］.北京：中國水利水電出版社，2012.

［3］黑龍江省水利水電勘測設計研究院.尼爾基水利樞紐配套項目黑龍江省引嫩擴建骨干一期工程初步設計報告［R］.哈爾濱：黑龍江省水利水電勘測設計研究院，2014.

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1007－7596（2015）05－0103－02

2014－10－31

趙越（1988－），女，黑龍江哈爾濱人，助理工程師。