淺談泵站供電電源和電氣主接線設計

摘 要：泵站是水利工程中重要的組成部分，在防治水旱災害和保護水資源中發揮著重要的作用。隨著泵站運行可靠性的提高，對泵站的供電電源和電氣主接線提出了新的要求。文中對泵站供電電源的選擇和電氣主接線進行了分析，總結了大、中、小型泵站的電源和電氣主接線方案的設計，為設計人員提供參考。

關鍵詞：泵站；供電電源；電氣主接線

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.153

0 引言

水利工程是一項基礎性民生工程，關系著廣大人民的生命財產安全，在國民經濟中起著重要的作用。水利工程包含的種類較多，覆蓋的范圍較廣，泵站是水利工程中的一個重要環節，有著舉足輕重的作用，廣袤無垠的大地上建設有各種不同規模和不同功能的泵站，不同的功能的泵站有著不同的作用，為經濟建設做出了重大的貢獻。

1 泵站對供電電源和電氣主接線的要求

泵站主要功能為供水和排水，具體的設置地點與設計流量需要根據總體規劃來確定。根據不同的設計流量，泵站可分為大型、中型和小型泵站，不同規模泵站的裝機容量隨配套的電動機功率變化而不同，泵站的裝機容量從幾千瓦到十幾萬千瓦不等。

隨著經濟水平的飛速增長，人民生活水平的提高，泵站運行的安全性要求也越來越高，從而對供電提出了更高的要求。無論泵站規模的大小，裝機容量的多少，都對泵站的供電有著可靠性的要求，只是要求的程度不同。供電的可靠性是泵站的第一要求，在滿足可靠性的前提下，應兼顧靈活性、經濟性。

2 泵站的供電電源和電氣主接線設計

設計是一門涉及技術、經濟、國家方針政策等諸多因素的綜合性應用技術，關系到工程建設的投資、工期、質量、進度等經濟社會效益，是整個工程的關鍵因數。設計在滿足工程設計任務時應遵守下列原則：貫徹國家方針政策，遵循國家發布的相關規范，整體考慮工程的全局和局部，充分的利用資源。

在上述原則的基礎上，泵站的供電電源和電氣主接線設計主要從下列幾個方面展開：

2.1 供電電源

負荷計算是泵站電氣設計的基礎，泵站中的主要負荷為水泵機組負荷、輔機等生產性負荷、以及辦公和生活負荷。根據負荷計算的結果，針對泵站對供電可靠性的要求，以及中斷供電對人身安全、財產造成的影響確定負荷分級，但是水利工程中仍未有明確的負荷等級分類表，可根據具體工程的重要程度來確定。在負荷等級的確定的基礎上，結合工程所處的地理位置，綜合比較技術、經濟條件，合理確定接入系統方式，即確定電源的引入點、電源的數量以及供電電壓。

（1）大型泵站：總裝機容量大，單機功率大，對供電的可靠性要求高，一般采用專用線路供電的雙電源，兩回電源引自不同的地區變電站，泵站內設專用降壓變電所，供電電壓為35kV或110kV。

（2）中型泵站：總裝機容量較大，單機功率較大，對供電的可靠性要求高，大多數采用雙電源供電。對于總裝機容量大的中型泵站，兩回電源引自不同的地區變電站；對于總裝機容量小的中型泵站，一回引自區域變電站的專用線路，一回T接于附近公用電網。根據裝機容量的不同，一般選擇10kV或35kV電壓等級供電，泵站設專用降壓變電站。

（3）小型泵站：總裝機容量較小，單機功率較小，一般采用單電源供電，T接于附近的公用電網；對于重要的小型泵站，有采用雙電源供電的，也有采用單電源供電，同時設置柴油發電機組作為備用電源。小型泵站的供電電壓一般選用10kV，站內設降壓變電站。小于100kW的泵站，可以根據工程所處的地理位置以及附件公用電網的實際情況選用AC220/380V供電，站內不設降壓變壓器。對于附近無公用電網或偏僻地區等供電困難區域，單獨架設供電線路投資較高，為了降低投資成本，可選擇柴油發電機組作為供電電源。

2.2 電氣主接線

電氣主接線是泵站電氣設計中的首要環節，主接線直接影響電氣設備的選型、配電設備的布置、繼電保護的配置以及控制方式的確定。電氣主接線的設計應遵循接線可靠簡單、運行靈活、技術先進、經濟效果顯著等原則，并經過技術、經濟比選，滿足可靠性、靈活性、經濟性。泵站的主接線根據供電電源數量和水泵機組數量來設計，主接線設計主要分為電源側和配電側：

（1）電源側：泵站的重要性不同，對供電的可靠性要求不同，單電源供電與雙電源供電的主接線方式會有所不同。單電源供電的泵站，如果采用低壓計量，一般均采用線路變壓器組的接線方式，如果采用高壓計量的方式，則采用單母線接線的接線方式；雙電源供電或者雙回路供電的泵站，110kV電壓供電泵站接線方式較多，如橋接、單母線、單母線分段等，35kV及以下供電的泵站基本已經實現戶內站，進線設備已采用成套設備，故較多采用單母線分段接線，以提高供電的可靠性和運行的靈活性。

（2）配電側：泵站的主體是水泵，為了保障水泵的可靠運行，配電側的主接線主要根據泵站內水泵的臺數來確定，滿足運行可靠的前提下，主接線方式應力求簡單。泵站配電側的電氣主接線方式主要有單母線接線和單母線分段接線兩種，相對于單母線分段接線，單母線接線更為簡單、設備相對較少、投資較低，但是可靠性與靈活性不如分段方式接線。水泵臺數裝設較少的泵站一般采用單母線接線；對于水泵臺數較多的泵站，主接線均采用單母線分段接線的接線方式，為了避免某一個饋電環節發生電氣故障時切換不及時，影響整個配電系統，造成整個泵站停電，單母線接線難以滿足可靠性的要求，為了降低這種故障的風險，需采用單母線分段接線的電氣主接線方式。

3 結論

不同的泵站對供配電的要求不同，在泵站的供配電設計時應首先考慮供電電源和電氣主接線，是泵站電氣設計的關鍵部位，直接決定了泵站電氣的建設投資和運行成本，在設計的前期統籌考慮，根據泵站對供電可靠性的要求，合理的確定供電電源的回路數、供電電壓、供電距離，以及可靠、靈活、經濟的電氣主接線方案。

作者簡介：楊友棟（1980-），男，安徽安慶人，碩士研究生，工程師，研究方向：水利工程電氣設計。