同江电排站配电系统的问题及处理措施

同江电排站配电系统的问题及处理措施

史改云1秦冲2

(1.河南能源义马煤业集团股份有限公司，河南 义马472300；

2.江西省水利规划设计院，江西 南昌330029)

【摘要】本文介绍了同江电排站配电系统的设计问题及处理措施，说明了电排站电动机辅助设备配电的重要性。

【关键词】同江电排站；配电；负荷等级

中图分类号：TV675

Problems of power distribution system in Tongjiang

Electric Drainage and Irrigation Station and treatment measures

SHI Gaiyun1, QIN Chong2

(1.HenanEnergyYimaCoalGroupCo.,Ltd.,Yima472300,China；

2.JiangxiWaterConservancyPlanningandDesignInstitute,Nanchang330029,China)

Abstract:In the paper, design problems and treatment measures of Tongjiang Electric Drainage and Irrigation Station power distribution system are introduced. Importance of power distribution for electric discharge station motor support equipment is described.

Key words: Tongjiang Electric Drainage and Irrigation Station; power distribution; load level

1概况

同江电排站位于江西省吉安市吉水县境内，是江西省峡江水利枢纽工程库区中最大的一座电排站，负责排涝的区域面积约为80km2。电排站安装4台单机容量为2000kW的立式同步电动机，总装机容量为8000kW。

国内大部分电排站只在汛期运行，运行时间不超过3个月，其他时间处于停机状态。同江电排站不同，由于内水位始终低于外水位，电排站无自排机会。在汛期，电排站需要开启3~4台机组运行，在非汛期，也至少要开启1台机组将雨水及边山来水形成的涝水抽排入赣江，电排站需要常年运行。

2电排站配电系统的现状及问题

考虑到电排站排涝任务重，年运行时间长，对供电可靠性要求较高，确定电排站负荷等级为二级。全站采用双回独立电源供电。一回电源由枫江35kV变电站35kV专线引入，另一回电源从黄桥变电站引入。35kV馈线五回，分别至两台主变压器(5000kVA)、一台站用变压器(800kVA)、一台管理区用变压器(200kVA)、一台下陇洲变压器(800kVA)。两台主变压器负责4台电动机的供电；站用变压器负责4台容量为63kVA的励磁变压器、渗漏排水泵、技术供水泵、照明等站用设备的供电；管理区变压器负责办公区设备供电，下陇洲电排站变压器接至另外一个电排站。电排站的配电系统见图1。

图1　同江电排站配电系统示意图

对于异步电动机，这样的配电形式没有问题，但对于同步电动机，这种配电形式却是有缺陷的。最明显的缺陷是励磁变压器电源的单一性，即在外来电源正常供电的情况下，一旦站用变压器(THA1)回路故障，励磁变压器将失电，4台水泵均无法启动，这与二级负荷双电源供电的原则是相矛盾的。

3解决问题的方案

目前同江电排站已经建成并投入使用，要解决站用变回路故障时水泵无法启动的问题，不仅要从电气专业考虑，还要考虑土建、投资、实施难度等问题。为此有以下四种方案可供选择。

方案1：新购置1台与现有厂用变压器容量、型号相同的变压器(THA2)作为现有站用变压器的备用；两变压器既可互为热备用运行，也可互为冷备用运行，接线图见图2。该方案最大的优点是不仅解决了励磁系统的问题，还解决了全站站用电气设备的双电源问题，大大提高了供电的可靠性；但缺点也十分明显，即投资大，设备布置困难。

图2　方案1示意图

方案2：购置1台200kW柴油发电机，作为现有厂用变压器故障时的应急电源，接线图见图3。该方案的优点是电源可靠，缺点同样是投资太大、设备布置困难，且无法满足4台电动机同时运行的要求(不考虑其他站用负荷，仅4台励磁变压器总负荷就为252kVA)。

方案3：购置4台高压励磁变压器，替换掉原来的励磁变压器，电源从各电动机定子侧引接，接线图见图4。该方案的优点是投资较小，站用电对励磁系统无影响，提高了电动机运行的可靠性，缺点依然是布置困难。

图3　方案2示意图

图4　方案3示意图

方案4：用母联断路器将站用变压器(THA1)和管理区变压器(TLP1)低压侧连接，当站用变压器回路故障时，通过管理区变压器向励磁变压器供电。接线图见图5。该方案的优点很明显：投资小，易实施；但缺点也不容忽视：管理区变压器容量为200kVA，无法满足4台电动机同时运行的要求。带厂用电负荷时，管理区用电也会受影响。

图5　方案4示意图

四个方案的优、缺点比较见下表。通过比较发现，前三个方案投资较大，且土建工作量也都较大，实施也比较困难。最后一个方案投资最小，不涉及土建工作，最容易实施。目前电排站配电系统问题拟按“方案4”进行处理。

站用电问题处理方案比较表

以上的四个方案都是发现问题后的补救措施，均不是理想方案。如果在设计电排站前，考虑到电动机辅助设备的重要性，设置2台容量为500kVA的变压器接在35kV母线上或分别接在两段10kV母线上都是不错的方案。

4结语

在设计电排站时，一定要注意电排站的运行特性，不同的电排站对供电可靠性要求是不同的，既要重视主设备配电设计，也要重视辅助设备配电设计，否则就会出现如本文所述的“因小失大”问题。本文通过介绍同江电排站配电系统的问题及处理措施，说明了电动机辅助设备配电的重要性，以期引起其他设计者注意。