泵站主接線電氣設計要點分析

楊曉潔

（唐山市水利規劃設計研究院，河北 唐山 063000）

泵站主接線電氣設計要點分析

楊曉潔

（唐山市水利規劃設計研究院，河北 唐山 063000）

隨著我國經濟的快速發展，對于水利設施的投入越來越多，促進了我國水利設施的建設。泵站是水利工程中的重要組成部分，其主要功用是為根據需要提供一定壓力與流量的水流，根據使用功能的不同可以將泵站分為污水、雨水與河水泵站。在泵站的建設過程中除了需要做好泵站中各種泵、電機等的配套選型外，還需要做好泵站的電氣主接線的設計工作，確保泵站的電力供應。本文將結合某一泵站來介紹泵站主接線設計中的注意要點。

泵站；主接線設計；注意要點

某泵站原裝機容量為2×1250kW，單機設計排水流量為36m3/s，設計揚程為2.5m，采用的是高壓同步電動機經齒輪減速箱與臥式軸流泵相連接的方式，經過多年的使用原有的泵容量無法滿足日益發展的用水需求，通過在原有泵站的基礎上對泵站進行擴建，新增裝機容量3×1250kW，其單機排水流量與揚程等于原有泵的參數相一致。為確保泵站的電力供應，應當在原有供配電的基礎上對其進行改造以滿足其對于電力的需求。

1 泵站電源的連接方式

為確保泵站的電力供應，其電力來源于周邊110kV變電站，使用LGJ-70型鋼芯鋁絞線，變電站與泵站之間相距2.7km，供電電壓為35kV，泵站工作時持續有功功率為6600kW，需要與當地電力部門協商解決電力供應的問題。

2 泵站電氣主接線設計

泵站電氣主接線設計需要根據泵站實際接入電力系統的方式以及泵站的實際裝機規模等因素共同決定。在泵站電氣主接線的設計過程中需要遵照簡單可靠、操作簡便以及降低成本等的原則，在原有的泵站供電系統中進行擴建，實現“站變合一”的供電方式。在原有供電的基礎場新增3臺機組所配主電機，其具體參數與原泵站所采用的主電機參數相同，通過計算得出主變壓器負荷側電壓等級為6.3kV。原泵k站采用的電氣主接線為擴大單元接線的方式，一回35kV供電電源進線經過高壓隔離開關、高壓計量裝置與站用變壓器、閥型避雷器等共用母線連接，而后再將進線與高壓隔離開關相連，而后通過使用硬母線與主變壓器和電壓互感器直接相連。在主變壓器的負荷側通過使用硬母線與同步電動機直接相連。為給擴建后的泵站進行供電，應當將泵站現有的電氣主接線方式更改為聯合擴大單元接線方式，在保留原有泵站設備線路布置的基礎上在順進線方向上增加主變壓器經過高壓隔離開關這1組設備間隔，這一設備間隔直接與原泵站的主變壓器35kV電源側單母線進行連接，原有的兩臺主變壓器采用并列布置的方式，在新增加的3臺泵電動機機組電源側母線上接入干式強迫風冷站用變壓器。在方案設計完成后發現，所選用的電氣設備體積過大，從而設備在安裝后無法滿足高壓電氣設備布置和電氣安全距離的要求。因此在原有的電氣主接線方案上進行修改，在原有接的主變壓器更換為新型的節能型變壓器，并對其他的電氣設備進行更新升級，將5臺電動機通過硬母線直接與主變壓器的負荷側進行連接。更改后的方案主接線方式更為簡單，適應性強、便于維護，可靠性更高。不足之處是當變電站的進線或是母線出現故障時泵站將整體無法進行工作。

3 泵站中主要電氣設備的選型

3.1 泵站中主電動機的選型

根據國際出臺的關于泵站設計的相關規范中指出，在泵站朱電動機的選擇上主電動機的容量應當按照水泵運行時所出現的軸功率峰值進行選擇，并在軸功率峰值的基礎上根據實際情況乘以1.05～1.1的系數。此泵站所選用的水泵在工作時的最大軸功率為1105kW，電機與水泵之間的減速箱的傳動效率為97%，因此，所選用的主動電動機的配套功率為以上三者相乘，得出配套的主動的電動機的功率為1253kW，因此，選擇主動電動機的額定容量為1250kW。

在我國的泵站中，同步電動機或是異步電動機在泵站主動電動機中都有選用。在舊有的泵站中使用同步電動機較多。同步電動機與異步電動機的區別主要表現在以下幾個方面：（1）結構及其配置，兩個電動機的定子、繞組區別不大，主要區別表現在轉子上，同步電動機的轉子結構復雜造價較高，從可靠性及成本方面考慮，異步電動機是叫我優秀的選擇。（2）功率因數特性。（3）轉矩轉速特性，此特性需要結合泵站工作時外部的負載變化情況以及電源供電是否穩定進行考慮，同步電動機的轉速恒定不變，而異步電動機的轉速會隨著負載發生變化。（4）電機的工作效率，同步電動機的工作效率要低于異步電動機。在進行主動電動機的選擇時，需要結合各種實際的情況進行綜合考慮，突出泵站的實際情況，找出關鍵點，并依據關鍵點來進行主動電動機的選取。

3.2 泵站用電接線

在泵站用電接線的設計中需要滿足泵站的運行和檢修需求，其變壓器容量應當根據可能出現的最大泵站負荷進行選取，通過計算泵站的用電負荷為416kVA，因此，選用2臺400kVA油浸自冷變壓器互為熱備用。在主電路上使用35kV接入到1號400kVA變壓器作為主進線，同時在另一路上接入10kV的電源作為備用電源，2臺變壓器0.4kV側都有接空開入單母線接線，兩者之間互為熱備用。在兩個變壓器之間設置互鎖和自動啟用裝置，確保安全和能及時進行切換。通過引入10kV電源的供電方式可以有效的避免泵站主機組的停機。在泵站所使用的變壓電源中分別引自主變35kV和6kV側兩段母線，通常采用的是Y，yn12和D，yn11的接線組別。

3.3 做好泵站電氣設計中的過電壓保護接地

在泵站的電氣設計中應當注意泵站需要注意防雷設計。為避免雷電波所產生的高電壓破壞電氣設備，需要在主變壓器35kV母線側和6kV側母線PT柜內分別加裝一組氧化鋅避雷器做好對于電氣設備的保護。同時，還應當在每一個真空斷路器負荷側都加裝氧化鋅避雷器等過電壓保護裝置，防止其因故障和正常操作時過電壓擊穿電氣設備和高壓同步電動機絕緣。在泵站的電氣設計中應當采用國內聯合接地方式。

結語

泵站的電氣主接線設計是一項復雜的工程，本文結合某一泵站實例對泵站電氣主接線設計中應當注意的問題進行了分析闡述。

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