安徽省懷洪新河水系洼地治理工程化家溝泵站電氣主接線方案比較

李漢霖

（安徽省水利水電勘測設(shè)計(jì)研究總院有限公司 合肥 230088）

根據(jù)淮河流域洼地的基本情況、存在問題、歷年災(zāi)情，特別是1991年、2003年、2007年大水受災(zāi)情況，依據(jù)《淮河流域重點(diǎn)平原洼地除澇規(guī)劃報(bào)告》，結(jié)合安徽省淮河支流湖洼地排澇工程建設(shè)、以及利用世界銀行貸款實(shí)施淮河流域重點(diǎn)平原洼地治理、西淝河下游等沿淮洼地治理項(xiàng)目的安排，安徽省懷洪新河水系洼地治理項(xiàng)目本著“先重后輕、突出重點(diǎn)”原則，集中連片治理，充分發(fā)揮排澇工程的效益。

1 泵站概況

懷洪新河洼地化家溝泵站設(shè)計(jì)總流量66.77m3/s，為大（2）型泵站，設(shè)計(jì)安裝6 臺(tái)套1820ZLK-11.8-2.9 型軸流泵，配套TL560-28/2150 型同步電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)功率3360kW。張家湖泵站設(shè)計(jì)總流量為35.3m3/s，為中型泵站，設(shè)計(jì)安裝4 臺(tái)套1700ZLK9-2.5 型軸流泵，配套TL450-28/1730 型同步電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)功率1800kW。

2 泵站接入電力系統(tǒng)方式

2.1 負(fù)荷等級

由于化家溝站主要在汛期作為排澇用，根據(jù)《供配電系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，本站供電負(fù)荷等級為三級。

2.2 供電方式

化家溝站位于化家溝洼地內(nèi)，距蔣園變電所約9km。經(jīng)與固鎮(zhèn)供電公司商定，本站供電電源引自220kV 蔣園變電所35kV 母線，由蔣園變電所架設(shè)一回35kV 專用線路至本站，導(dǎo)線規(guī)格為LGJ-120，輸電線路長約9km。

3 電氣主接線方案比較

該站安裝6 臺(tái)立式軸流泵，與之配套的6 臺(tái)TL560-28/2150 型同步電動(dòng)機(jī)，單機(jī)容量560kW，額定電壓10kV，額定功率因數(shù)0.9（超前），效率92.0%；最大運(yùn)行方式為6 臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行。據(jù)此對本站電氣主接線擬定兩個(gè)可行方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。

3.1 方案一

設(shè)1 臺(tái)主變，容量為5000kVA，帶6 臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，35kV 側(cè)和10kV 機(jī)壓側(cè)均采用單母線接線，主變高、低壓側(cè)均設(shè)斷路器，見圖1。

圖1 方案一泵站電氣主接線圖

優(yōu)點(diǎn)：（1）接線與繼電保護(hù)簡單、運(yùn)行方便。（2）變配電設(shè)備少，布置簡單、維護(hù)工作量少。（3）電動(dòng)機(jī)直接啟動(dòng)壓降較小。

缺點(diǎn)：主變、母線故障或檢修影響全站機(jī)組運(yùn)行；部分機(jī)組運(yùn)行工況下，主變損耗較大。

經(jīng)濟(jì)比較（電氣可比部分）：（1）設(shè)備總投資169.5 萬元。（2）年電能損耗費(fèi)2.93 萬元（按6 臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行進(jìn)行計(jì)算）。（3）年運(yùn)行費(fèi)16.49 萬元。

3.2 方案二

設(shè)2 臺(tái)主變，單臺(tái)容量為2500kVA，均帶3 臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，35kV 側(cè)為單母線接線，10kV 機(jī)壓側(cè)采用單母線分段接線，主變高、低壓側(cè)均設(shè)斷路器，見圖2。

圖2 方案二泵站電氣主接線圖

優(yōu)點(diǎn)：（1）接線與繼電保護(hù)亦較簡單。（2）一臺(tái)主變故障或檢修僅影響一半機(jī)組運(yùn)行。（3）機(jī)壓母線其中一段及所接隔離開關(guān)故障或檢修，只需短時(shí)停機(jī)，切換隔離開關(guān)，仍可保持另一段母線所接機(jī)組抽水。

經(jīng)濟(jì)比較（電氣可比部分）：（1）設(shè)備總投資219.30 萬元。（2）年電能損耗費(fèi)3.63 萬元（按排澇時(shí)6 臺(tái)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行進(jìn)行計(jì)算）。（3）年運(yùn)行費(fèi)21.17 萬元。

4 綜合分析比較

方案一：與方案二相比，方案一接線簡單，運(yùn)行、檢修維護(hù)工程量較少，設(shè)備投資省，占地面積和電動(dòng)機(jī)直接起動(dòng)壓降均較小，但可靠性和靈活性較差。部分機(jī)組運(yùn)行工況下，主變損耗較大。

方案二：與方案一相比，可靠性與靈活性較高；部分機(jī)組運(yùn)行工況下，主變損耗較小。雖然設(shè)備投資、檢修維護(hù)工程量、占地面積和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)壓降較方案一大，但可以根據(jù)不同的運(yùn)行工況投入主變臺(tái)數(shù)，以降低主變損耗；電動(dòng)機(jī)起動(dòng)壓降已滿足規(guī)范要求。故本階段推薦方案二。

綜合上述兩種方案：方案一接線及繼電保護(hù)簡單，變配電設(shè)備少，變配電設(shè)備布置占地面積小，檢修、維護(hù)工程量小，設(shè)備投資省，多臺(tái)機(jī)組運(yùn)行時(shí)電能損耗較少，但可靠性和靈活性稍差；方案二，接線較復(fù)雜，變配電設(shè)備相對較多，設(shè)備投資相對較貴，但供電可靠性高，運(yùn)行靈活。

從技術(shù)經(jīng)濟(jì)方面考慮，方案一在工程投資、運(yùn)行維護(hù)、變配電設(shè)備占地面積少等方面具有一定優(yōu)勢，但可靠性和靈活性稍差，多數(shù)運(yùn)行工況下主變存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，主變損耗較大