浅谈泵站供电电源和电气主接线设计

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　　摘 要：泵站是水利工程中重要的组成部分，在防治水旱灾害和保护水资源中发挥着重要的作用。随着泵站运行可靠性的提高，对泵站的供电电源和电气主接线提出了新的要求。文中对泵站供电电源的选择和电气主接线进行了分析，总结了大、中、小型泵站的电源和电气主接线方案的设计，为设计人员提供参考。
　　关键词：泵站；供电电源；电气主接线
　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.14.153
　　0 引言
　　水利工程是一项基础性民生工程，关系着广大人民的生命财产安全，在国民经济中起着重要的作用。水利工程包含的种类较多，覆盖的范围较广，泵站是水利工程中的一个重要环节，有着举足轻重的作用，广袤无垠的大地上建设有各种不同规模和不同功能的泵站，不同的功能的泵站有着不同的作用，为经济建设做出了重大的贡献。
　　1 泵站对供电电源和电气主接线的要求
　　泵站主要功能为供水和排水，具体的设置地点与设计流量需要根据总体规划来确定。根据不同的设计流量，泵站可分为大型、中型和小型泵站，不同规模泵站的装机容量随配套的电动机功率变化而不同，泵站的装机容量从几千瓦到十几万千瓦不等。
　　随着经济水平的飞速增长，人民生活水平的提高，泵站运行的安全性要求也越来越高，从而对供电提出了更高的要求。无论泵站规模的大小，装机容量的多少，都对泵站的供电有着可靠性的要求，只是要求的程度不同。供电的可靠性是泵站的第一要求，在满足可靠性的前提下，应兼顾灵活性、经济性。
　　2 泵站的供电电源和电气主接线设计
　　设计是一门涉及技术、经济、国家方针政策等诸多因素的综合性应用技术，关系到工程建设的投资、工期、质量、进度等经济社会效益，是整个工程的关键因数。设计在满足工程设计任务时应遵守下列原则：贯彻国家方针政策，遵循国家发布的相关规范，整体考虑工程的全局和局部，充分的利用资源。
　　在上述原则的基础上，泵站的供电电源和电气主接线设计主要从下列几个方面展开：
　　2.1 供电电源
　　负荷计算是泵站电气设计的基础，泵站中的主要负荷为水泵机组负荷、辅机等生产性负荷、以及办公和生活负荷。根据负荷计算的结果，针对泵站对供电可靠性的要求，以及中断供电对人身安全、财产造成的影响确定负荷分级，但是水利工程中仍未有明确的负荷等级分类表，可根据具体工程的重要程度来确定。在负荷等级的确定的基础上，结合工程所处的地理位置，综合比较技术、经济条件，合理确定接入系统方式，即确定电源的引入点、电源的数量以及供电电压。
　　（1）大型泵站：总装机容量大，单机功率大，对供电的可靠性要求高，一般采用专用线路供电的双电源，两回电源引自不同的地区变电站，泵站內设专用降压变电所，供电电压为35kV或110kV。
　　（2）中型泵站：总装机容量较大，单机功率较大，对供电的可靠性要求高，大多数采用双电源供电。对于总装机容量大的中型泵站，两回电源引自不同的地区变电站；对于总装机容量小的中型泵站，一回引自区域变电站的专用线路，一回T接于附近公用电网。根据装机容量的不同，一般选择10kV或35kV电压等级供电，泵站设专用降压变电站。
　　（3）小型泵站：总装机容量较小，单机功率较小，一般采用单电源供电，T接于附近的公用电网；对于重要的小型泵站，有采用双电源供电的，也有采用单电源供电，同时设置柴油发电机组作为备用电源。小型泵站的供电电压一般选用10kV，站内设降压变电站。小于100kW的泵站，可以根据工程所处的地理位置以及附件公用电网的实际情况选用AC220/380V供电，站内不设降压变压器。对于附近无公用电网或偏僻地区等供电困难区域，单独架设供电线路投资较高，为了降低投资成本，可选择柴油发电机组作为供电电源。
　　2.2 电气主接线
　　电气主接线是泵站电气设计中的首要环节，主接线直接影响电气设备的选型、配电设备的布置、继电保护的配置以及控制方式的确定。电气主接线的设计应遵循接线可靠简单、运行灵活、技术先进、经济效果显著等原则，并经过技术、经济比选，满足可靠性、灵活性、经济性。泵站的主接线根据供电电源数量和水泵机组数量来设计，主接线设计主要分为电源侧和配电侧：
　　（1）电源侧：泵站的重要性不同，对供电的可靠性要求不同，单电源供电与双电源供电的主接线方式会有所不同。单电源供电的泵站，如果采用低压计量，一般均采用线路变压器组的接线方式，如果采用高压计量的方式，则采用单母线接线的接线方式；双电源供电或者双回路供电的泵站，110kV电压供电泵站接线方式较多，如桥接、单母线、单母线分段等，35kV及以下供电的泵站基本已经实现户内站，进线设备已采用成套设备，故较多采用单母线分段接线，以提高供电的可靠性和运行的灵活性。
　　（2）配电侧：泵站的主体是水泵，为了保障水泵的可靠运行，配电侧的主接线主要根据泵站内水泵的台数来确定，满足运行可靠的前提下，主接线方式应力求简单。泵站配电侧的电气主接线方式主要有单母线接线和单母线分段接线两种，相对于单母线分段接线，单母线接线更为简单、设备相对较少、投资较低，但是可靠性与灵活性不如分段方式接线。水泵台数装设较少的泵站一般采用单母线接线；对于水泵台数较多的泵站，主接线均采用单母线分段接线的接线方式，为了避免某一个馈电环节发生电气故障时切换不及时，影响整个配电系统，造成整个泵站停电，单母线接线难以满足可靠性的要求，为了降低这种故障的风险，需采用单母线分段接线的电气主接线方式。
　　3 结论
　　不同的泵站对供配电的要求不同，在泵站的供配电设计时应首先考虑供电电源和电气主接线，是泵站电气设计的关键部位，直接决定了泵站电气的建设投资和运行成本，在设计的前期统筹考虑，根据泵站对供电可靠性的要求，合理的确定供电电源的回路数、供电电压、供电距离，以及可靠、灵活、经济的电气主接线方案。
　　作者简介：杨友栋（1980-），男，安徽安庆人，硕士研究生，工程师，研究方向：水利工程电气设计。
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