依安灌区提水泵站电气设计综述

赵 越

（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080）

依安灌区提水泵站电气设计综述

赵 越

（黑龙江省水利水电勘测设计研究院，哈尔滨150080）

文章论述了依安灌区三座提水泵站的负荷等级确定、供电方式、主接线及站用电接线型式、机组启动方式及无功补偿、主要电气设备选择及布置，以及自动控制、继电保护、泵站通信等电气及自控专业的主要设计成果。

泵站；供电方式；电气主接线；无功补偿；电气设备；控制保护及通信

0 概 述

依安灌区位于依安县境内西南部，设计灌溉面积2.31万hm2，是尼尔基水利枢纽配套项目黑龙江省引嫩扩建骨干一期工程的灌区配套工程之一。灌区取水口位于北引总干乌南段10＋655处，干渠长20.70 km。由于灌区地势较高，需设三级提水泵站进行灌溉。3座中型提水泵站分别装设4～5台潜水轴流泵，配套电机均为10 kV高压异步电动机。提水泵站电气设计主要包括负荷等级确定、泵站供电方式、电气主接线、机组启动及无功补偿方式、电气设备选择、过电压保护及接地、控制保护及通信等内容。

1 泵站供电方式

1.1 负荷等级的确定

本工程的主要任务是在北引总干渠边建取水泵站，沿依安干渠建两级提水泵站，将北引总干渠水引至依安灌区。根据本工程特性以及电力负荷等级划分的基本原则，灌区各泵站均属于农业灌溉泵站，运行期间若突然中断供电，停止供排水，将会因供电设备或线路检修而延缓灌溉时间，对灌区的灌溉有一定的影响，但并不会因此造成重大经济损失，更不会造成人身伤亡，也不会给灌区附近村屯生活带来较大影响。因此，各泵站负荷等级基本确定为三级负荷［1］。

1.2 泵站负荷及供电方式

本工程各泵站主要负荷均为主泵配套电动机，站用负荷主要为动力、照明、采暖等。各泵站主变容量均较大，非运行期主变不宜轻载运行，因此分别设有80 kVA站用变压器一台；根据各泵站装机规模和负荷等级，本着最大程度利用当地现有供电设施就近供电的原则，基本确定了各泵站供电方案。

一号取水泵站装机5台单机容量315 kW，该泵站拟由二号站引接35 kV线路供电，输电距离约8.5 km；二号提水泵站装机5台，单机容量280kW，该泵站拟由新兴变电所引单回35 kV架空线路供电，输电距离约11 km；三号提水泵站装机4台，单机容量315 kW，该泵站拟由二号站引接35 kV线路供电，输电距离约10 km［2］。

2 电气主接线

依安灌区各泵站均为三级负荷，年运行小时数较低，各站均由单回线路供电。根据工程特性，本着简单灵活、经济可靠的原则，各泵站电气主接线方案基本选定如下：

依安灌区各泵站供电电压均为35 kV，电机机端电压为10 kV，各泵站10 kV侧均采用单母线接线，即5（4）台电机并接于同一条10 kV高压母线上，统一由一台降压变压器供电。站用负荷由一台35／0.4 kV配电变压器提供电源。

为提高泵站功率因数，降低线损和压降，各泵站在每台电机回路均装设一套无功功率就地补偿装置。该装置与电动机联动运行，做到就地补偿、就地平衡，使泵站功率因数始终保持在0.95以上。根据电机起动计算结果，各泵站主电动机均采用直接起动方式。

3 主要电气设备选择及布置

3.1 电气设备选择

根据各站的装机规模及电气主接线方案，本着技术先进、投资经济、运行可靠、维护简单方便的原则，主变压器选择S11节能型变压器；35 kV高压开关柜采用KYN61—40.5金属铠装移开式开关柜；10 kV高压开关柜选用KYN28A—12金属铠装移开式封闭开关柜；高压电容器柜选用HPLC—10型高压无功功率就地补偿装置；避雷器采用氧化锌避雷器HY5WS—17／50；低压配电柜采用GCS型抽屉式成套低压配电柜；电力电缆采用交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电力电缆。

3.2 电气设备布置根据各泵站装机规模及选用的主要电气设备型式，各站电气设备布置如下：

各泵站主变压器布置在户外主变场内；高压开关柜、电容器柜、低压配电柜等分别布置于泵站主、副厂房相应房间内；计算机监控系统上位设备、微机监控屏、继电保护屏、直流屏等布置于控制保护室内。

4 过电压保护及接地

4.1 过电压保护

对主厂房等较高的建（构）筑物以避雷带保护；35 kV线路全线架设避雷线保护；架空电源进线及各段高压母线均装设一组氧化锌避雷器，防止雷电侵入波损坏电气设备；高压电机起动回路及无功补偿回路均装有过电压保护器，防止操作过电压损坏设备。在机端母线PT柜内装设微机消谐装置，避免谐振过电压损坏设备［3］。

4.2 接地设计方案

各站利用厂房等水工建筑物混凝土基础内主筋焊接成闭合网状整体作为自然接地体，并根据需要适当增设人工接地体；各泵站高低压电气设备及计算机监控系统设备均应根据规范要求采取接地保护。根据泵站各类设备的接地技术要求，各泵站接地电阻拟定为≤1Ω。

5 控制保护及通信

5.1 自动控制

为满足工程信息化管理要求，依安灌区各提水泵站均设置微机监控系统，以实现泵站机电设备工况数据采集、控制、保护、测量、信号以及运行管理、水力监测和远程传输等功能。为使泵站关键设备的运行可视化以及必要的环境监控，为实现无人值班（少人值守）提供可靠保证和必要准备，各泵站拟设置视频监视系统。

该系统可对泵站重要生产部位进行直观的实时画面监控，当发生突发事故时直接调出事故现场画面。系统监视范围主要包括主副厂房、进厂通道以及前池等处。

5.2 继电保护

各泵站高低压电气设备及高压进线均按照《水利水电工程继电保护设计规范》（SL455—2010）的要求配置相应保护，保护装置全部采用微机型继电保护装置。

5.3 通信

该工程通信系统包括泵站对生产调度通信、对外行政通信以及计算机监控系统数据通信等。各泵站拟采用生产调度与对外行政通信合一的通信方式，因本工程各泵站装机规模较小，运行管理所需通信设备较少，而且所在地已有中国移动或联通信号覆盖，所以各泵站拟采用公网通信方式，不另设专用通信设备。在各泵站中控室（值班室）设1部固定电话，另配3～5部移动电话。各泵站计算机监控系统数据通信采用电缆通信方式。

［1］湖北省水利水电勘测设计研究院.GB50265—2010泵站设计规范［S］.北京：中国计划出版社，2011.

［2］中国灌溉排水发展中心，广东省水利厅.SL583—2012泵站计算机监控与信息系统技术导则［S］.北京：中国水利水电出版社，2012.

［3］黑龙江省水利水电勘测设计研究院.尼尔基水利枢纽配套项目黑龙江省引嫩扩建骨干一期工程初步设计报告［R］.哈尔滨：黑龙江省水利水电勘测设计研究院，2014.

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1007－7596（2015）05－0103－02

2014－10－31

赵越（1988－），女，黑龙江哈尔滨人，助理工程师。