深圳地區(qū)某排澇泵站電氣供配電系統(tǒng)方案設計

（深圳市水務規(guī)劃設計院有限公司深圳市518000）

深圳地區(qū)某排澇泵站電氣供配電系統(tǒng)方案設計

李文萍

（深圳市水務規(guī)劃設計院有限公司深圳市518000）

文章結合深圳地區(qū)電網(wǎng)情況和某排澇泵站電氣供配電系統(tǒng)方案設計特點，介紹配電系統(tǒng)中供電電源、電氣主接線、無功補償裝置、主要電氣設備選擇、電機起動方式等相關內容。闡述深圳地區(qū)排澇泵站方案設計階段的一些注意事項和設計方法，對類似泵站電氣一次系統(tǒng)設計具有一定參考意義。

深圳地區(qū)排澇泵站電氣一次系統(tǒng)

引言

排澇泵站用電負荷等級為二級負荷，特別重要排澇泵站應為一級負荷，而地區(qū)電網(wǎng)對電氣一次系統(tǒng)設計要求又有一定差異，本文對深圳地區(qū)電網(wǎng)情況，對其中一座排澇泵站的電氣一次系統(tǒng)方案設計進行簡要介紹。

排澇泵站主要用電設備情況如下：泵站裝有4臺潛水排澇泵，配套三相異步電動機額定功率為1250kW，額定功率因數(shù)0.83，額定電壓為10kV，四用。380V用電設備主要有水閘、站區(qū)排污泵、生活用電，總功率約為200kW。

1 設計內容

1.1 供電電源

該泵站為前海排澇片區(qū)特別重要的排澇泵站，按照《城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)電氣及自動化工程技術規(guī)程》供電負荷等級定為一級負荷。泵站采用2路10kV電源供電，2路互為備用，另設置應急備用電源為消防等重要負荷供電。

根據(jù)深圳的供電網(wǎng)絡情況，該泵站附近5.5 km內有110/10kV（2×630MVA）變電站1座。10 kV電源可從該變電站兩臺主變10kV母線上分別引出一回路10kV專線電纜作為泵站的主備供電電源。根據(jù)深圳供電部門和電纜壓降及熱穩(wěn)定要求，電纜型號選擇為ZR-YJV22-8.7/15kV-3× 300mm2。

1.2 電氣主接線（圖1）

泵站電機為高壓10kV電機，380V低壓設備用電量很少，因此不設主變壓器。泵站10kV采用單母線分段接線，Ⅰ、Ⅱ段母線各有2臺電動機組，2組電容無功補償裝置，1臺站用變壓器。0.4kV采用單母線分段接線，兩臺站用變壓器互為備用，同時為滿足汛期河道泄洪要求，設置1臺柴油發(fā)電機作為泵站的重要負荷應急供電電源。

圖1 10kV電氣主接線圖

1.3 站用變

站用電總功率為200kW，單臺電機功率均在30kW以下，根據(jù)各用電設備的需要系數(shù)0.8和功率因數(shù)0.8計算，計算負荷Pjs=160kW，Sjs=200 kVA。從節(jié)能角度考慮，變壓器負載率控制在（0.6～ 0.7）之間最為經(jīng)濟。因此變壓器容量選擇315kVA，變壓器負載率為0.63。

1.4 無功補償裝置

（1）泵站主要用電設備為10kV高壓電動機，應在高壓側對電機就地補償，減少無功損耗。根據(jù)10kV電機P=1250kW，cosφ1=0.83，η=0.95，補償后功率因數(shù)cosφ2=0.92，計算無功補償容量如下：

考慮產(chǎn)品實際規(guī)格，每臺電動機就地無功補償裝置的容量選擇為400kvar。

（2）低壓設備單機功率較小，采取低壓集中補償方式。無功補償容量應根據(jù)用電設備和變壓器容量進行選擇。根據(jù)用電設備功率：

Pjs=160kW，cosφ1=0.8，補償后功率因數(shù)cosφ2= 0.92，計算無功補償容量如下：

變壓器容量為315kVA，根據(jù)深圳電網(wǎng)要求，變壓器無功補償率要求q≥0.375，則無功補償容量應為118kvar。

考慮產(chǎn)品實際規(guī)格，選用120kvar的低壓集中無功補償裝置。無功補償裝置采用分步自動投切，共8組，每組容量為15kvar。

1.5 主要電氣設備的選擇

1.5.1 變壓器

站用變壓器根據(jù)泵站電動機和站用電的總計算負荷，以及電動機起動和運行方式確定，變壓器選型為SCB11-315，10/0.4kV。

1.5.210 kV開關柜

泵站電機采用10kV電源直供，根據(jù)《泵站設計規(guī)范》，電動機母線應裝設相應保護，故10kV開關柜選用金屬鎧裝中置柜，柜內高壓電器設備按短路穩(wěn)定校驗。

1.5.3 0.4kV開關柜

0.4 kV開關柜可選用可靠性高、檢修方便的MNS型抽屜柜，柜內各開關按照短路動、熱穩(wěn)定校驗。

1.5.4 高壓電器和導體短路穩(wěn)定校驗

根據(jù)《導體和電器選擇設計技術規(guī)定》進行設備選擇，高壓電器設備和載流導體除按正常工作條件進行選擇外，還需按短路條件進行峰值耐受電流和短路時耐受電流校驗。

根據(jù)深圳供電局提供的現(xiàn)有及規(guī)劃資料，各變電站系統(tǒng)最大運行方式下10kV母線上短路電流設計一般為31.5kA，實際運行為25kA，取31.5kA計算，高壓側短路容量為572MVA。三相短路電流計算采用標幺值法，計算基準容量為Sj=100MVA，泵站計算網(wǎng)絡正序阻抗圖見圖2，三相對稱短路電流計算成果見附表。

圖2 泵站短路電流計算網(wǎng)絡正序阻抗圖

附表泵站三相對稱短路電流計算成果表

根據(jù)計算結果：

10kV斷路器選擇真空斷路器，額定電流：（進線）1250A，（饋線）630A；額定開斷電流：31.5kA。

母線采用銅質，規(guī)格為100×10mm，豎向安裝。母線最大允許應力為170MPa，滿足跨數(shù)大于2時的母線應力。

1.6 電動機起動方式

按電力系統(tǒng)自小運行方式下，其余電動機運行正常后，最后一臺最大的電動機起動的不利組合方式進行計算。

△ustm經(jīng)計算小于15%，采用直接起動方式。

380V電機功率均在30kW以下，小于變壓器容量30%，采用直接起動。

2 結語

泵站電氣設計應在滿足《泵站設計規(guī)范》、《城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)電氣與自動化技術規(guī)程》等相關規(guī)范的條件下，根據(jù)泵站實際用電負荷情況和地區(qū)電網(wǎng)情況確定電氣主接線、電氣設備選擇和校驗、無功補償裝置選擇計算等，確定經(jīng)濟、可靠的供配電系統(tǒng)設計方案。

[1]GB50265-201.泵站設計規(guī)范[S].北京：中國計劃出版社，2011.

[2]CJJ120-2008.城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)電氣與自動化技術規(guī)程[S].北京:中國建筑工業(yè)出版社，2008.

[3]GBT50065-2011.交流電氣裝置的接地設計規(guī)范[S].北京:中國計劃出版社，2012.

[4]任元會,卞鎧生.工業(yè)與民用配電設計手冊[M].北京:中國電力出版社，2005.

2017-02-28）

李文萍（1985-），女，四川長寧人，大學本科，工程師，研究方向：電氣自動化。