引黃濟(jì)青泵站改造運(yùn)行方案探析

孫 翀，王肖肖，廖昌果

（山東省調(diào)水工程運(yùn)行維護(hù)中心，山東 濟(jì)南250100）

引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程宋莊、王耨、亭口、棘洪灘四級(jí)泵站需要停水改造，更換主機(jī)組水泵、電機(jī)，變配電電氣一二次設(shè)備及電纜等。原改造方案需停水9個(gè)月一次性改造完成，主機(jī)組電機(jī)電壓等級(jí)由6kV升級(jí)為10kV。工程批復(fù)后，恰逢膠東大旱，工程長期運(yùn)行實(shí)施應(yīng)急調(diào)水任務(wù)，一直不具備全線施工條件。為確保工程運(yùn)行安全可靠、穩(wěn)定高效，山東省調(diào)水運(yùn)行維護(hù)中心決定對(duì)引黃濟(jì)青改擴(kuò)建工程泵站改造進(jìn)行分期實(shí)施。即在不影響供水的前提下，經(jīng)充分利用2019年度僅有的3個(gè)月停水期改造部分機(jī)電設(shè)備，工程繼續(xù)運(yùn)行9個(gè)月，再利用2020年度3個(gè)月停水期改造剩余機(jī)電設(shè)備改造任務(wù)。

1 分期實(shí)施方案比選

確定分期實(shí)施后，經(jīng)研究提出兩種方案，一是增加臨時(shí)泵站方案，二是泵站主機(jī)組電機(jī)雙電壓同時(shí)運(yùn)行方案。

增設(shè)臨時(shí)泵站方案優(yōu)點(diǎn)是泵站改造時(shí)機(jī)組不受供水運(yùn)行影響，可以獨(dú)立的、有條不紊的按規(guī)范要求施工，并能確保施工安全。缺點(diǎn)是投資巨大，主要設(shè)備購置、安裝費(fèi)用較大，并且改擴(kuò)建工程完成后拆除，浪費(fèi)很大。如果采用此方案，將增加費(fèi)用約3000萬元。

泵站雙電壓運(yùn)行方案優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)化改造方案，加快電氣設(shè)備更新?lián)Q代步伐，提升設(shè)備檔次，節(jié)省工程投資。缺點(diǎn)是改擴(kuò)建施工期間，新舊設(shè)備安裝工作面存在交叉，施工難度大；運(yùn)行時(shí)增加了值班人員操作、巡視難度。

經(jīng)過分析，雖然兩種方案均可以滿足泵站改造施工要求，但增設(shè)臨時(shí)泵站需占用大量的泵站空間，給改擴(kuò)建施工增加難度，并且需增加大量投資，改擴(kuò)建完成后拆除浪費(fèi)大。綜合分析，決定采用雙電源運(yùn)行的分期實(shí)施過渡工程建設(shè)方案。

2 分期實(shí)施過程和雙電壓運(yùn)行方案

改擴(kuò)建工程泵站改造期間，每年僅有為期3個(gè)月的停水期可施工，不足以完成整個(gè)泵站機(jī)電設(shè)備改造任務(wù)。為保證改擴(kuò)建工程在不影響供水任務(wù)的前提下順利按時(shí)完成，宋莊、王耨、亭口、棘洪灘四座泵站決定采用分期實(shí)施雙電壓運(yùn)行方案。2019年度停水前，各泵站完成35kV/10kV變配電系統(tǒng)及其配套設(shè)施建設(shè)，停水期間，拆除部分機(jī)組、完成其改造更換，將其接入新建的35kV/10kV供電系統(tǒng)，未改造的機(jī)組仍保持原35kV/6kV供電系統(tǒng)不變。在2019—2020年運(yùn)行年度，各泵站保持6kV機(jī)組和10kV機(jī)組兩種不同電壓等級(jí)機(jī)組同時(shí)運(yùn)行。2020年停水期，完成剩余機(jī)組拆除、改造工作，將全部機(jī)組整體接入新建的35kV/10kV供電系統(tǒng)，完成其與新建自動(dòng)化系統(tǒng)的連接，拆除35kV/6kV變配電系統(tǒng)。

2.1 宋莊泵站分期實(shí)施和雙電壓運(yùn)行方案特點(diǎn)

1）雙電壓運(yùn)行，0.4kV低壓系統(tǒng)仍采用原變電站供電，新變電站2#站變作為備用電源。

2）計(jì)算機(jī)監(jiān)控新舊系統(tǒng)能合用的合用，如控制電纜盡量采用原電纜。

3）新電纜通道提前建好，便于新電纜敷設(shè)，防止新電纜堆壓在舊電纜上，影響后期舊電纜拆除。

4）原高壓室用來布置勵(lì)磁柜，高壓柜與勵(lì)磁柜同室，做好安全隔離措施。

5）新舊變電站同時(shí)運(yùn)行時(shí)，投運(yùn)新舊設(shè)備都設(shè)立明顯的運(yùn)行標(biāo)識(shí)并設(shè)置必要的安全隔離措施，防止工作人員誤入帶電間隔。未投運(yùn)設(shè)備封閉或關(guān)鎖。

2.2 王耨泵站分期實(shí)施和雙電壓運(yùn)行方案特點(diǎn)

2019年停水前完成35kV室內(nèi)變電站建設(shè)和室內(nèi)變電站設(shè)備安裝調(diào)試、驗(yàn)收投入運(yùn)行工作。

1）采取的保證雙電壓運(yùn)行措施與宋莊泵站基本相同。

2）本站全部更新了低壓系統(tǒng)；為了改變中控室運(yùn)行環(huán)境，進(jìn)行了西移改造。

3）有出口液壓啟閉機(jī)的改造，要在2019年度一次完成，分別接入新老自動(dòng)化控制系統(tǒng)，增加系統(tǒng)復(fù)雜性。

2.3 亭口泵站分期實(shí)施和雙電壓運(yùn)行方案特點(diǎn)

改造前為老式繼電器保護(hù)和控制臺(tái)手動(dòng)集中控制方式，2019年度改造不能拆除老式設(shè)備，新設(shè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)的保護(hù)屏、LCU屏、直流屏、UPS屏等無處布置，只能新設(shè)保護(hù)室，便于新舊系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行。

2.4 棘洪灘泵站分期實(shí)施運(yùn)行方案特點(diǎn)

1）35kV配電裝置僅進(jìn)行部分改造，更換電流互感器等，盡管改造的工程量小，但難度大。2019年度只能先改造2#、3#主變壓器出線柜，滿足新投運(yùn)2#、3#主變要求，但其微機(jī)保護(hù)還要在老式保護(hù)系統(tǒng)內(nèi)運(yùn)行。2020年度再改造1#變壓器出線柜，投運(yùn)1#新主變，將全部的微機(jī)保護(hù)系統(tǒng)接入新計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)。

2）低壓配電系統(tǒng)含低壓柜和動(dòng)力、控制電纜要在2019年度改造一次完成，但有些設(shè)備還要接入原設(shè)備。

3 分期實(shí)施和雙電壓運(yùn)行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1）在改造期間，對(duì)新老設(shè)備、不同電壓同期運(yùn)行編制針對(duì)性措施，并制定相應(yīng)運(yùn)行制度、加強(qiáng)運(yùn)行人員的培訓(xùn)，以確保運(yùn)行安全。

2）雙電壓運(yùn)行前，應(yīng)根據(jù)各泵站老系統(tǒng)電氣主接線圖和新系統(tǒng)的電氣主接線圖分別重新計(jì)算保護(hù)定值，并將保護(hù)定值輸入相應(yīng)的保護(hù)裝置中，在雙電壓系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)投入運(yùn)行。

3）雙電壓運(yùn)行前，應(yīng)著重檢查主變保護(hù)屏、電度表屏等，查看新電氣系統(tǒng)和老電氣系統(tǒng)的二次電壓是否進(jìn)入同一個(gè)控制柜或保護(hù)柜，防止來自新老電氣系統(tǒng)的二次電壓并電，防止來自于不同35kV電源通過二次電壓短路，從而影響35kV雙電源的可靠性。

4）雙電壓運(yùn)行時(shí)，應(yīng)將中控室老的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備和新的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備同時(shí)運(yùn)行，同時(shí)對(duì)老系統(tǒng)的電氣設(shè)備、機(jī)組設(shè)備和新系統(tǒng)電氣設(shè)備、機(jī)組設(shè)備同時(shí)進(jìn)行監(jiān)控，以保證新老系統(tǒng)同時(shí)運(yùn)行的可靠性。

5）雙電壓運(yùn)行時(shí)，機(jī)組輔機(jī)設(shè)備包括供水、供氣、供油等系統(tǒng)的監(jiān)視與控制最好采用老的自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)和老的低壓供電系統(tǒng)，這樣便于各泵站輔機(jī)系統(tǒng)的集中監(jiān)視和聯(lián)動(dòng)控制。到新系統(tǒng)完全改造完后，再將輔機(jī)系統(tǒng)的低壓供電、自動(dòng)化控制接入新的低壓系統(tǒng)和自動(dòng)化監(jiān)控系統(tǒng)。

6）雙電壓運(yùn)行前，機(jī)組開停機(jī)時(shí)的聯(lián)動(dòng)控制設(shè)備如出水室快速閘門或真空破壞閥等，確認(rèn)并復(fù)核其聯(lián)動(dòng)信號(hào)應(yīng)來源于給機(jī)組供電所對(duì)應(yīng)的高壓柜，并對(duì)新老設(shè)備的聯(lián)動(dòng)控制方式作適應(yīng)性溶合，確保機(jī)組安全運(yùn)行，避免事故發(fā)生。

4 結(jié)語

在引黃濟(jì)青改造實(shí)施過程中，四級(jí)泵站對(duì)同種機(jī)組創(chuàng)造性地采用10kV和6kV雙電壓等級(jí)電機(jī)同時(shí)運(yùn)行方案，使各泵站改造分2個(gè)年度實(shí)施完成，既有效解決了停水時(shí)間短和改造施工周期長的矛盾，又順利保障工程改造按時(shí)完工，可為類似工程改造提供很好的經(jīng)驗(yàn)。