楊曉潔

（唐山市水利規(guī)劃設(shè)計研究院，河北 唐山 063000）

泵站主接線電氣設(shè)計要點分析

楊曉潔

（唐山市水利規(guī)劃設(shè)計研究院，河北 唐山 063000）

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，對于水利設(shè)施的投入越來越多，促進了我國水利設(shè)施的建設(shè)。泵站是水利工程中的重要組成部分，其主要功用是為根據(jù)需要提供一定壓力與流量的水流，根據(jù)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(shè)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(shè)計工作，確保泵站的電力供應(yīng)。本文將結(jié)合某一泵站來介紹泵站主接線設(shè)計中的注意要點。

泵站；主接線設(shè)計；注意要點

某泵站原裝機容量為2×1250kW，單機設(shè)計排水流量為36m3/s，設(shè)計揚程為2.5m，采用的是高壓同步電動機經(jīng)齒輪減速箱與臥式軸流泵相連接的方式，經(jīng)過多年的使用原有的泵容量無法滿足日益發(fā)展的用水需求，通過在原有泵站的基礎(chǔ)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(shù)相一致。為確保泵站的電力供應(yīng)，應(yīng)當(dāng)在原有供配電的基礎(chǔ)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(yīng)，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(xù)有功功率為6600kW，需要與當(dāng)?shù)仉娏Σ块T協(xié)商解決電力供應(yīng)的問題。

2 泵站電氣主接線設(shè)計

泵站電氣主接線設(shè)計需要根據(jù)泵站實際接入電力系統(tǒng)的方式以及泵站的實際裝機規(guī)模等因素共同決定。在泵站電氣主接線的設(shè)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(tǒng)中進行擴建，實現(xiàn)“站變合一”的供電方式。在原有供電的基礎(chǔ)場新增3臺機組所配主電機，其具體參數(shù)與原泵站所采用的主電機參數(shù)相同，通過計算得出主變壓器負荷側(cè)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(jīng)過高壓隔離開關(guān)、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(guān)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(cè)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(yīng)當(dāng)將泵站現(xiàn)有的電氣主接線方式更改為聯(lián)合擴大單元接線方式，在保留原有泵站設(shè)備線路布置的基礎(chǔ)上在順進線方向上增加主變壓器經(jīng)過高壓隔離開關(guān)這1組設(shè)備間隔，這一設(shè)備間隔直接與原泵站的主變壓器35kV電源側(cè)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(cè)母線上接入干式強迫風(fēng)冷站用變壓器。在方案設(shè)計完成后發(fā)現(xiàn)，所選用的電氣設(shè)備體積過大，從而設(shè)備在安裝后無法滿足高壓電氣設(shè)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(jié)能型變壓器，并對其他的電氣設(shè)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(cè)進行連接。更改后的方案主接線方式更為簡單，適應(yīng)性強、便于維護，可靠性更高。不足之處是當(dāng)變電站的進線或是母線出現(xiàn)故障時泵站將整體無法進行工作。

3 泵站中主要電氣設(shè)備的選型

3.1 泵站中主電動機的選型

根據(jù)國際出臺的關(guān)于泵站設(shè)計的相關(guān)規(guī)范中指出，在泵站朱電動機的選擇上主電動機的容量應(yīng)當(dāng)按照水泵運行時所出現(xiàn)的軸功率峰值進行選擇，并在軸功率峰值的基礎(chǔ)上根據(jù)實際情況乘以1.05～1.1的系數(shù)。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(qū)別主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）結(jié)構(gòu)及其配置，兩個電動機的定子、繞組區(qū)別不大，主要區(qū)別表現(xiàn)在轉(zhuǎn)子上，同步電動機的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)復(fù)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(yōu)秀的選擇。（2）功率因數(shù)特性。（3）轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速特性，此特性需要結(jié)合泵站工作時外部的負載變化情況以及電源供電是否穩(wěn)定進行考慮，同步電動機的轉(zhuǎn)速恒定不變，而異步電動機的轉(zhuǎn)速會隨著負載發(fā)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(jié)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(guān)鍵點，并依據(jù)關(guān)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(shè)計中需要滿足泵站的運行和檢修需求，其變壓器容量應(yīng)當(dāng)根據(jù)可能出現(xiàn)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(cè)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(shè)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(cè)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(shè)計中的過電壓保護接地

在泵站的電氣設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意泵站需要注意防雷設(shè)計。為避免雷電波所產(chǎn)生的高電壓破壞電氣設(shè)備，需要在主變壓器35kV母線側(cè)和6kV側(cè)母線PT柜內(nèi)分別加裝一組氧化鋅避雷器做好對于電氣設(shè)備的保護。同時，還應(yīng)當(dāng)在每一個真空斷路器負荷側(cè)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(shè)備和高壓同步電動機絕緣。在泵站的電氣設(shè)計中應(yīng)當(dāng)采用國內(nèi)聯(lián)合接地方式。

結(jié)語

泵站的電氣主接線設(shè)計是一項復(fù)雜的工程，本文結(jié)合某一泵站實例對泵站電氣主接線設(shè)計中應(yīng)當(dāng)注意的問題進行了分析闡述。

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