安徽省懷洪新河水系洼地治理工程化家溝泵站電氣主接線方案比較

李漢霖

（安徽省水利水電勘測設計研究總院有限公司 合肥 230088）

根據淮河流域洼地的基本情況、存在問題、歷年災情，特別是1991年、2003年、2007年大水受災情況，依據《淮河流域重點平原洼地除澇規劃報告》，結合安徽省淮河支流湖洼地排澇工程建設、以及利用世界銀行貸款實施淮河流域重點平原洼地治理、西淝河下游等沿淮洼地治理項目的安排，安徽省懷洪新河水系洼地治理項目本著“先重后輕、突出重點”原則，集中連片治理，充分發揮排澇工程的效益。

1 泵站概況

懷洪新河洼地化家溝泵站設計總流量66.77m3/s，為大（2）型泵站，設計安裝6 臺套1820ZLK-11.8-2.9 型軸流泵，配套TL560-28/2150 型同步電動機，總裝機功率3360kW。張家湖泵站設計總流量為35.3m3/s，為中型泵站，設計安裝4 臺套1700ZLK9-2.5 型軸流泵，配套TL450-28/1730 型同步電動機，總裝機功率1800kW。

2 泵站接入電力系統方式

2.1 負荷等級

由于化家溝站主要在汛期作為排澇用，根據《供配電系統設計規范》，本站供電負荷等級為三級。

2.2 供電方式

化家溝站位于化家溝洼地內，距蔣園變電所約9km。經與固鎮供電公司商定，本站供電電源引自220kV 蔣園變電所35kV 母線，由蔣園變電所架設一回35kV 專用線路至本站，導線規格為LGJ-120，輸電線路長約9km。

3 電氣主接線方案比較

該站安裝6 臺立式軸流泵，與之配套的6 臺TL560-28/2150 型同步電動機，單機容量560kW，額定電壓10kV，額定功率因數0.9（超前），效率92.0%；最大運行方式為6 臺機組同時運行。據此對本站電氣主接線擬定兩個可行方案進行技術經濟比較。

3.1 方案一

設1 臺主變，容量為5000kVA，帶6 臺機組運行，35kV 側和10kV 機壓側均采用單母線接線，主變高、低壓側均設斷路器，見圖1。

圖1 方案一泵站電氣主接線圖

優點：（1）接線與繼電保護簡單、運行方便。（2）變配電設備少，布置簡單、維護工作量少。（3）電動機直接啟動壓降較小。

缺點：主變、母線故障或檢修影響全站機組運行；部分機組運行工況下，主變損耗較大。

經濟比較（電氣可比部分）：（1）設備總投資169.5 萬元。（2）年電能損耗費2.93 萬元（按6 臺機組同時運行進行計算）。（3）年運行費16.49 萬元。

3.2 方案二

設2 臺主變，單臺容量為2500kVA，均帶3 臺機組運行，35kV 側為單母線接線，10kV 機壓側采用單母線分段接線，主變高、低壓側均設斷路器，見圖2。

圖2 方案二泵站電氣主接線圖

優點：（1）接線與繼電保護亦較簡單。（2）一臺主變故障或檢修僅影響一半機組運行。（3）機壓母線其中一段及所接隔離開關故障或檢修，只需短時停機，切換隔離開關，仍可保持另一段母線所接機組抽水。

經濟比較（電氣可比部分）：（1）設備總投資219.30 萬元。（2）年電能損耗費3.63 萬元（按排澇時6 臺機組同時運行進行計算）。（3）年運行費21.17 萬元。

4 綜合分析比較

方案一：與方案二相比，方案一接線簡單，運行、檢修維護工程量較少，設備投資省，占地面積和電動機直接起動壓降均較小，但可靠性和靈活性較差。部分機組運行工況下，主變損耗較大。

方案二：與方案一相比，可靠性與靈活性較高；部分機組運行工況下，主變損耗較小。雖然設備投資、檢修維護工程量、占地面積和電動機起動壓降較方案一大，但可以根據不同的運行工況投入主變臺數，以降低主變損耗；電動機起動壓降已滿足規范要求。故本階段推薦方案二。

綜合上述兩種方案：方案一接線及繼電保護簡單，變配電設備少，變配電設備布置占地面積小，檢修、維護工程量小，設備投資省，多臺機組運行時電能損耗較少，但可靠性和靈活性稍差；方案二，接線較復雜，變配電設備相對較多，設備投資相對較貴，但供電可靠性高，運行靈活。

從技術經濟方面考慮，方案一在工程投資、運行維護、變配電設備占地面積少等方面具有一定優勢，但可靠性和靈活性稍差，多數運行工況下主變存在“大馬拉小車”的現象，主變損耗較大