龍津泵閘電氣一次設計方案

摘 要：文章簡要闡述了龍津泵閘電氣一次設計方案。

關鍵詞：供電電源；電氣接線；設備選型

1 工程概況

龍津泵閘位于汕頭市新津片區，主要功能是河口治理、防洪及排澇等。工程包括一座水閘，4孔8米閘門，一座泵站，3臺立式軸流泵，配套10kv電機，功率均為400kW。

2 供電電源

本工程擔負著防洪排澇的重要任務，電源的可靠性要求較高，根據《泵站設計規范》[1]，《水閘工程管理設計規范》[2]，指揮調度系統、通信系統、閘門啟閉設備的動力系統和現場照明，汛期均屬一類用電負荷，非汛期為三類負荷。為此，需采用雙電源供電。通過與地方供電部門協商，從附近兩個不同的變電所各引一路10kv電源。另外，為使閘門在沒有電網電源時也能正常工作，配備一套75kW柴油發電機組作為備用電源。

3 用電負荷

根據工程樞紐設計方案，水閘共4孔閘門，每孔閘門配固定式卷揚機，電機容量為13kW。泵站裝設3臺立式軸流泵，單臺水泵配套電動機容量為400kW，250r/min。0.4kv站用負荷主要包括閘門啟閉機，格柵清污機，皮帶機，泵房橋機、滲漏排水泵、檢修排水泵，控制設備用電，檢修負荷，泵房照明、空調，以及防汛用電和室外照明等。

3.1 0.4kv用電負荷

0.4kv用電負荷經統計，裝置容量約為289.25kW，計算容量約為258.23kW，同時系數按0.70計，經無功補償后功率因數為0.90，計算容量為162.69kvA，站用變壓器容量選用200kvA。

3.2 10kv負荷

10kv用電負荷包括水泵電動機和10/0.4kv降壓變壓器，經統計，裝置容量約為1649.3kvA，計算容量約為1574.3kvA。

4 電氣主接線

電氣接線初擬兩個方案進行比較：

方案一：主泵電機選用10kv高壓電動機，兩回10kv電源進線，直配供電。10kv采用單母線接線，帶3臺主泵電機，另設1臺200kvA、10/0.4kv站變，0.4kv站用電也采用單母線接線。

方案二：主泵電機選用0.4kv低壓電動機，兩回10kv電源進線，設1臺1600kvA、10/0.4kv主變，承擔主泵電機用電及所有站用電負荷，0.4kv采用單母線接線。

主設備費用及技術比較見下表：

表1 各方案主設備費用 單位：萬元（RMB）

表2 電氣主接線各方案技術經濟比較

技術上兩個方案都可行，都能滿足泵站運行要求。

方案一電氣設備投資稍高，但年運行費用低，可靠性高，設備布置簡潔。按設計規范，10kv電壓等級是高壓水泵電機優先采用的電壓等級。電源為10kv電網直配供電，主泵電機采用10kv高壓異步電動機，400kW對高壓電機來說容量不大，采用直接起動方式，配高壓無功補償電容器。

方案二電氣設備投資較少，可靠性高，設備布置簡潔，但主變損耗大，年運行費用高。主泵電機采用0.4kv低壓異步電動機，400kW對低壓電機來說容量較大，配用軟起動設備，0.4kv側母線配無功補償電容器。

兩個方案的保護監控系統的設備費用接近。方案一雖然電氣設備投資稍高，但年運行費用低，接線簡潔，本階段主接線方案推薦方案一，采用10kv高壓電機。

5 電氣設備選型

10kv高壓開關柜：選用較為先進可靠的金屬封閉鎧裝移開（中置）式開關柜，配用真空斷路器，開斷電流取25kA。為限制真空斷路器的操作過電壓，在真空開關柜內配置過電壓保護器。

站用變壓器：考慮到無油化的要求，選用防火性能較好的干式變壓器，并采用低損耗的11型變壓器，變壓器帶保護外殼。

0.4kv低壓開關柜：選用較為先進可靠的MNS型低壓抽屜式開關柜。設低壓電容補償柜。

高、低壓電纜：10kv電纜選用ZAYJV-10型交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜。1kv電纜選用ZRYJV-1型交聯聚乙烯絕緣聚氯乙烯護套電力電纜。有機械損傷危險的場所選用鋼帶鎧裝電纜。

6 電氣設備布置

電氣設備布置在泵站控制樓內，環網柜（10kv電源）單獨布置，站用變也布置在專用房間內。控制樓一層布置環網柜、高壓開關柜、變壓器及低壓開關柜、柴油發電機室等；第二層布置控制室、繼保室、值班室等。啟閉機房設動力配電柜和控制柜各一臺。

7 防雷接地

本工程接地系統接地電阻要求不大于1Ω。工作接地、保護接地和防雷電保護接地共用一套接地系統。

10kv進線上和母線上均裝設避雷器。10kv水泵電動機按直配電機的雷電過電壓防護有關要求配置避雷器和電容器。

按三類建筑物防雷要求，泵房及啟閉機房屋面等均裝設避雷帶，引下入地處設集中接地極。

為保證人身與設備安全，所有電力設備外殼等均應可靠接地，低壓配電系統采用TN-S制接地型式。

接地裝置充分利用直接埋入地中或水中的鋼筋、鋼管、閘門、攔污柵等金屬件，以及其它各種金屬結構等自然接地體。

8 結束語

本工程擔負著防洪排澇等重要任務，本文所闡述的電氣一次設計方案已經通過了各位專家的審查，現在工程已處在施工當中，通過及時與施工現場溝通，仍有不少值得注意和學習的地方。

參考文獻

[1]GB50265-2010.泵站設計規范[S].

[2]SLl70-96.水閘工程管理設計規范[S].

[3]GB50052-95.供配電系統設計規范[S].

[4]GB50217-2007.電力工程電纜設計規范[S].

作者簡介：孫燕燕（1981-），女，碩士，工程師，從事水利、水電、輸變電等電氣一次設計方面的工作。