关于排涝泵站电气设计实例探讨

摘 要：文章通过笔者的工作实践，着重针对中山市安栏排涝泵站电气设计相关要点进行了深入地分析与研究，主要从电气主接线设计、继电保护、照明设计和防雷接地等方面进行了论述，以供设计人员参考。

关键词：排涝泵站；电气设计；继电保护

1 泵站概况

新建安栏排涝泵站，位于城市郊区地带，为新建雨洪利用工程的取水泵站，泵站设计主要以3台泵站电气设计为主，总装机容量为8200kW，单台电动机的额定功率为2600kW，厂房一共2层，分为主、副两个厂房，采用L型布置。本文主要就该泵站电气设计相关要点进行了论述。

2 泵站设计要点分析

2.1 主接线设计

当地的供电来源于泵站周围的220kV和110kV两座变电站，并与泵站保持一定的距离，220kV变电站与泵站相距32km，而110kV变电站与泵站相距20km。

为了提高泵站供电的稳定性，采用双电源的供电方式，分别从220kV变电站和110kV 变电站引入1回35kV线路，两个电源的导线截面型号都选用LGJ-185。

在进行电气主接线设计时，应结合项目建设规模及系统现状等条件对接线方案进行确定；同时，在电气主接线方案设计中应注意以下几点：一是提升电力系统的稳定性；二是合理选择泵站水泵的运行方式，三是要确保接线的简单化、供电的可靠性和检修的方便性，三是满足经济适用的要求。

（1）电气主接线方案

泵站主接线35kV侧和6kV侧的接线都采用单母线接线方式。另外，为了达到泵站分期建设的目标，除了在电机侧采用单母线接线，而且要设置电机额定电压为6kV。

（2）站用电电源的引接

为了提高供电的可靠性，泵站用电电压采用400V系统，其接线采用单母线接线方式，并分段进行连线，同时设置2台630kVA站用变压器。1台站用变压器接在电机母线侧（SC10-630/6kV，6±2×2.5%/0.4kV）；另一台变压器接在35kV母线侧（SC10-630/35kV，35±2×2.5%/0.4kV）。

2.2 电机起动方式

本泵站结合用水量和运行情况对泵组扬水流量进行调节，同时为了提高供水流量的稳定性和可靠性，以及离心泵组能够达到0～50%流量调节要求，泵站决定采用高压变频器起动方式。

另外，在进行泵站设备配置时，需要增加2台水泵和1台高压变频器，在确保水泵正常运行的情况下，水泵可以采用“一拖一”起动方式；然而，在起动水泵时，由于每台水泵不能直接起动，因此在检修高压变频器故障时，将会影响到全站泵组运行的稳定性，甚至会出现停止运行。

根据泵站前两期的建设现状分析，其供水率达到了97%，所以为了确保全站泵组的正常起动，应增加2台高压变频器，在进行电机起动接线时，要设置起动母线。在泵站一期运行中，采用2台泵组运行，一用一备；在泵站二期运行中，采用同一容量1台泵组，不需要增加高压变频器。同时，在选用泵站供电主接线时，采用电机起动分段母线，以达到设备互用的目的。

由于本泵站供电来源于城市电网负荷中心，为此，电网对用户电气设备的谐波干扰提出了更高的要求。在谐波干扰处理过程中，由于高压变频器DSP控制系统可以合理调制谐波的波形，因此在运行中减少消谐装置的配置，进而可以降低消谐装置的投资成本。

2.3 继电保护

（1）设计原则

在本泵站继电保护过程中，主要微机型继电保护装置，如主变设备、电动机等。同时，在进行设备组柜时，应坚持独立、方便维护的原则；而对于35kV线路来说，应采用综合测控保护模块，并将其安装在开关柜内，以达到集成的目的。

（2）电机保护

在泵站电机保护过程中，对#1、#2泵组电机进行合并，并设置1面发电机保护屏。

（3）变压器保护

在变压器保护过程中，对#1、#2泵组变压器进行合并。另外，将65kV线路微机和35kV线路微机安装在开关柜内。

（4）电能量计费系统

电能量计费装系统作为泵站电能量计费系统的重要环节，主要以2回35kV线路为计量对象，并在继保间布置电度表计柜。

2.4 厂房布置

本泵站厂房分为两层，由主、副厂房组成。主厂房总长43.450m、宽15.700m，副厂房总长47.230m、宽14.620m。

在进行厂房布置时，采用分层布置方式，布置形状为L型。副厂房布置在主厂房左侧。在厂房内部布置时，主要分为3层，即控制层、设备层和电缆层。控制层与安装间同高程。副厂房控制层的布置内容如下：中央控制室、通信室、6kV 和35kV 高压开关室、高压变频器室、低压开关室等。

由于本工程位于沿海地区，经常会出现雷电天气，因此在户外设备布置时，要充分考虑到环境影响。在布置方案选择时，选用高压开关户内布置方式，这种方式相对于户外敞开式来说，具有安装时间短、占地面积少等优势，同时也方便于运行维护，确保设备安全稳定运行，且户内布置方式还具有技术及经济方面的优势，因此，在进行35kV 和6kV的配电设备择时，应采用户内手车式开关柜。此外，为满足泵站分期建设要求，选用两台 8000kVA油浸式主变压器，（S10-8000/35kV8000kVA，35±5%/6kV，连接组别Yd11Ud%=7.5）。

2.5 照明设计

近年来，随着人们用电量的增多，泵站对供电可靠性提出了更高的要求，泵站照明主要分为两种，一种是工作照明，另一种是事故照明。工作照明采用 380/220V三相五线制的交流供电，而事故照明采用直流供电。

电源供应的可靠性是确保整个泵站照明正常运行的前提。因此，在泵站照明设计时，要确保电源接入的合理性，正确的做法是从厂内用电的两段母线接入，在设置工作照明时，应分为自然采光和无自然采光。泵站主要供电范围包括厂房的控制层、设备层、中控室等，同时要确保这些场所用电的独立性，减少相互之间的干扰。另外，结合泵站的负荷情况，直接从厂用配电屏引出，如果中间出现一些故障，也不会对其他照明供电造成影响。而在照明回路设计中，为了方便对场内照明灯具进行控制，需要设置独立的配电箱，以避免线路发生故障。

2.6 防雷接地

在进行泵站防雷接地工作时，在35kV线路进线段架设避雷线以及在开关柜内设置柜装避雷器，以起到直击雷的保护作用。在厂房直击雷保护时，在屋顶上设置-50×5扁铁接地网。泵站的接地系统为厂房接地网散流接地区和进、出水池水下接地体。泵站接地电阻要求R4。

3 结论

综上所述，通过对本泵站投入运行上看，其设计不断改善了流域内排水系统，有效防止了城市的内涝，在避免强降雨引发的涝灾对当地人们造成的生命和财产损失方面，发挥了重大的作用。通过本工程的实践，得出以下几个方面的结论：

（1）本泵站采用单母线接线方式，不仅可以提高接线的可靠性，而且还可以降低项目的投资成本；

（2）对泵站采用电压降损措施，使电机的转速起到调节流量的作用，满足了泵站的运行要求；

（3）在进行厂房布置时，应分两层进行布置，主要采用L型布置方式，这样能够避免对电气设备造成影响；

（4）在户外设备布置时，采用高压开关户内布置方式，此方式具有安装方便、占用空间少、方便维修等优势，从而确保电气设备的稳定运行。

参考文献

[1]姚彦星.深圳机场排涝泵站电气设计[J].中国农村水利水电.2012（10） .

[2]曹忠华.谈某校综合泵房的电气设计分析[J].城市建设理论研究.2012（04） .