关于改造输水泵站电气工程技术的探讨

摘 要:本文主要探讨改造输水泵站电气工程技术以及施工方案对比，与供参考！

关键词: 输水泵站; 电气设备; 改造技术

Abstract: This paper mainly discusses the contrast of water pumping station electrical engineering technology and construction scheme, and just for reference!

Keywords: water pumping station; electrical equipment; transformation technology

中图分类号：S972.7+4文献标识码：文章编号：

泵站电气、机械工程分2期实施, 日供水规模为40万t ， 从此泵站达到了终期日供水规模70万t。输水泵站一期电气工程改造内容主要包括: # 2主变压器、# 3 /# 4同步电动机相涉及的微机保护和计算机监控装置以及站用电400V低压配电系统及直流系统。

1 现状分析及工程实施必要性

1. 1 站用电低配系统

(1)原站用电低配系统低压400V 有2段母线,各引自2台站用变压器低压侧, 中间采用断路器分断, 没有自动投切装置。任一台站用变压器停电, 均需手动切换至另一台站用变压器才能恢复低压供电, 停电恢复时间长, 不利于泵站事故停机后检修蝶阀的自动关闭, 影响供水安全。

(2)原有低压配电备用回路匮乏, 限制以后电气设备扩增和其他系统的改造完善, 影响正常生产。

1. 2 直流系统

( 1)泵站二期工程及照明系统改造后,增加了直流220V馈电回路和事故停电的用电容量,原直流220V 蓄电池容量( 80Ah)已满足不了用电需求。

(2)泵站直流系统装置的设备相对老化(已出现过设备老化问题引起的硬件故障, 且模块已停产,无备品备件), 柜型相对落后, 配置也较简单,蓄电池以及系统微机监控功能不足, 已难以满足现代化泵站的/四遥0要求。

1. 3 一期保护和计算机监控系统

(1)一期保护、计算机监控系统装置使用寿命将期满, 显示屏画面经常出现抖动、黑屏,故障率也逐渐增多,多次出现误动作。

(2)只取两侧电流的# 2主变压器差动保护装置已不能适应2条110 kV 线路并列运行方式。

(3)原设计的# 3( # 4)机组LCU 及公用LCU 采用工控机+ 西门子PLC 模块的系统结构存在工控机硬盘故障较高、经常死机、系统兼容性相对较差等缺陷。

2 工程难点分析

2. 1 不能断水

站用电400V 低配系统供给泵站全部低压交流用电设备, 包含4台电动机组励磁用电、各高低压开关操作电源及交流照明用电等,系统失电将直接导致4台水泵机组停转。直流系统供给泵站主变压器、机组保护、监控以及事故照明等用电设备。系统失电,保护、监控将不起作用,高低压开关不能动作,也不能运行。现地机组LCU负责对机组模拟量、数字量信号进行采样、处理及控制、监视。如进行改造更换, 则对应机组将不能正常开、停机及运行。保护系统的主要功能是防止人为误操作以及设备故障时能自动、准确、及时地隔离故障设备, 最大限度地保障人身和设备安全。机组保护装置如进行改造更换,则对应机组将不能正常运行。泵站输水管路出口的达郭调节水库, 库容仅为43.6万m3,以日供水40万m3 计算,只能停水26.2 h。而站用电低配、直流、一期计算机监控保护系统每一部分改造时间都远远超过这个数值。因此,上述设备改造都将成为不断水工程实施的难点。

3 改造方案论证

3. 1 站用电400V 低配系统改造方案为保证输水泵站安全运行和正常供水, 用配电系统改造考虑了3个方案进行比较。

3. 1. 1 原位改造方案

原位改造是指拆除旧配电柜后, 在原来位置上安装新配电柜, 其优点是可以最大限度地利用原电缆, 节约改造成本。缺点: 首先, 原低压配电开关柜有5面屏, 总长为4 000mm, 改造后新低压配电开关柜有7面屏, 设计总长为5 200mm, 在原位置上就放不下了; 其次, 此方案存在新旧设备拆装和安装调试问题, 停电施工时间长, 不能保证正常供水。

3. 1. 2 临时过渡方案

临时过渡改造是指事先采购几台具有足够回路数和额定容量的过渡性低压配电屏, 通过1台站用变压器供电, 承担泵站2台水泵电动机组、其他公用设备、照明灯具和施工用电的要求, 然后拆除旧配电屏, 使新配电屏安装调试完成后, 再将电缆转接过来。此方案的优点是施工过程中2台机组能正常运行, 供水影响不大。弊端: 首先, 与方案1相同, 新柜子原位布置不下; 其次, 临时过渡配电屏没有较好的摆放位置, 如放在原屏位附近, 则施工空间不够, 放在其他位置, 则临时所接电缆将不能利用, 浪费很大。

3. 1. 3 一步到位方案

一步到位改造是指把新配电柜放在新中控室最后一排视频监控设备屏旁预留的空屏位上, 接上一台站用变压器通电调试完成后, 接入新电缆, 拆移旧配电屏。其优点是施工期间设备之间的相互干扰小, 各低压动力屏可以一只一只的接, 停电时间很短, 完全能满足泵站正常供水。弊端: 因摆放位置改变以及原电缆堆积固定牢固, 不易抽取, 所以原电缆基本不能利用, 需重新敷设电缆, 电缆浪费较大; 二期工程完工后, 新、旧中控室之间电缆管道已塞满, 只能重新开僻电缆通道, 前期准备工作较为复杂。

( 1)新、旧中控室下原电缆穿越管道旁凿洞, 开僻一个新电缆通道。其优点是外观无破坏。缺点是电缆层旧电缆桁架下要加设多层电缆架,造成电缆层通路堵塞, 今后电缆检查、维护不便; 其次, 电缆层原电缆管道旁空间小, 电缆多且有6 kV 高压电缆,凿洞施工难度大, 有损坏周边电缆的风险。

( 2)新中控室与水泵层顶之间凿洞, 开僻新电缆通道。其优点是新、旧电缆通道分开, 容易敷设电缆。缺点是凿洞位置在新中控室面, 工作电源箱下有多根电缆且空间狭小, 施工难度大; 其次, 凿洞将破坏主厂房建筑结构, 凿洞后墙面可能会出现裂纹。

(3)从新中控室东南角开孔出墙后转入主厂房,往下凿洞再与# 4机旁旧电缆桥架连通。其优点是施工容易、安全、对厂房建筑结构破坏小;缺点是电缆桥架增加,费用增多。综合上述因素,从安全和便于施工的角度考虑,推荐采用方案3。

3.2 直流系统改造方案

直流系统改造有2个方案: 原位改造方案和移位改造方案。

3.2.1 原位改造方案

施工时首先将4面屏的基础松开,拆除最左边24V直流充电馈电屏,腾出1个空位,并将其余3面屏往右移动约半个盘位(以半露出原220V 直流馈电屏下的电缆孔洞为准)。然后将新的充电屏和馈电屏基本安装到位(新馈电屏靠近旧馈电屏),将2面新的蓄电池组安装完成后通过屏间连接电缆与充电屏连接,并布置在靠窗墙边空位上(连接电缆可足够长)。在系统送电、激活电池、装置安装调试合格后,再按照改造后的直流电系统接线图,一路路对应拆除原直流馈电屏内的配电电缆,改接至新屏内,实现直流系统供电的转换。最后拆除原直流装置,