深圳地區某排澇泵站電氣供配電系統方案設計

（深圳市水務規劃設計院有限公司深圳市518000）

深圳地區某排澇泵站電氣供配電系統方案設計

李文萍

（深圳市水務規劃設計院有限公司深圳市518000）

文章結合深圳地區電網情況和某排澇泵站電氣供配電系統方案設計特點，介紹配電系統中供電電源、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設計具有一定參考意義。

深圳地區排澇泵站電氣一次系統

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，而地區電網對電氣一次系統設計要求又有一定差異，本文對深圳地區電網情況，對其中一座排澇泵站的電氣一次系統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0.83，額定電壓為10kV，四用。380V用電設備主要有水閘、站區排污泵、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特別重要的排澇泵站，按照《城鎮排水系統電氣及自動化工程技術規程》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。

根據深圳的供電網絡情況，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。根據深圳供電部門和電纜壓降及熱穩定要求，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，根據各用電設備的需要系數0.8和功率因數0.8計算，計算負荷Pjs=160kW，Sjs=200 kVA。從節能角度考慮，變壓器負載率控制在（0.6～ 0.7）之間最為經濟。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10kV電機P=1250kW，cosφ1=0.83，η=0.95，補償后功率因數cosφ2=0.92，計算無功補償容量如下：

考慮產品實際規格，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用電設備和變壓器容量進行選擇。根據用電設備功率：

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

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

考慮產品實際規格，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《泵站設計規范》，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、熱穩定校驗。

1.5.4 高壓電器和導體短路穩定校驗

根據《導體和電器選擇設計技術規定》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。

根據深圳供電局提供的現有及規劃資料，各變電站系統最大運行方式下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，規格為100×10mm，豎向安裝。母線最大允許應力為170MPa，滿足跨數大于2時的母線應力。

1.6 電動機起動方式

按電力系統自小運行方式下，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《泵站設計規范》、《城鎮排水系統電氣與自動化技術規程》等相關規范的條件下，根據泵站實際用電負荷情況和地區電網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，確定經濟、可靠的供配電系統設計方案。

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

[2]CJJ120-2008.城鎮排水系統電氣與自動化技術規程[S].北京:中國建筑工業出版社，2008.

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

[4]任元會,卞鎧生.工業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。