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    錦西灌區排水泵站的電氣設計主要技術探析

    來源:原創論文網 添加時間:2020-09-10

      摘    要: 文章首先介紹了錦西灌區工程概況,并分析了錦西灌區工程電氣部分泵站設計的主要設計內容。重點研究了泵站供電設計、電氣主接線方案、高低壓電氣設備的選擇、機組起動方式及無功補償方式、過電壓保護及接地等關鍵技術內容。通過對錦西灌區工程泵站設計中關鍵技術的研究,可以對國內同類工程設計提供參考思路。

      關鍵詞: 錦西灌區; 電氣設計; 關鍵技術; 泵站;

      1、 工程概況

      富錦市錦西灌區位于富錦市西南部的松花江右岸,灌區土地面積11.828萬hm2,現有耕地10.11萬hm2,其中水田面積3.47萬hm2。該工程主要由灌區骨干工程和田間配套工程組成。錦西灌區工程新建渠首泵站1座、山西排水站、花馬排水站、雙榆樹排水站、對錦排水站、頭林排水站和二林排水站等6座排水泵站。

      2 、供電方式

      2.1、 供電負荷等級

      錦西灌區工程主要任務是滿足錦西灌區灌溉用水及灌區范圍內排水需求。灌區內新建的7座泵站及需配電的22座閘門均屬于農業灌排泵站或閘站,運行期間短時停電將會延緩灌溉或排水時間,對灌溉及排水有一定的影響,但并不會因此造成重大經濟損失,更不會造成人身傷亡。根據《供配電系統設計規范》中3.0.1條規定,各泵(閘)站均為三級負荷[1,2]。

      2.2、 泵站負荷及供電方式

      灌區內各泵站用電負荷主要包括主泵配套的電動機、排水泵、消防泵、進出口閘門和攔污柵以及泵房照明、采暖等用電設備。根據灌區調度運行方式要求,總干渠、干渠的22座閘門采用自動控制,本階段各閘門供電電源取自附近村鎮10kV配電網或泵站低壓配電柜。

      3 、電氣主接線

      錦西灌區7泵站均為三級負荷,年運行小時數較低,均采用單回線路供電。

      3.1、 渠首泵站

      渠首泵站裝設6臺同步電動機,單機功率1250kW,電動機額定電壓10k V。泵站裝設66/10kV主變壓器2臺,主變66kV側采用單母線接線,10kV側采用單母線分段接線。正常情況下10kV側分列運行(灌區建設初期,泵站負荷較小,兩主變可采用互為備用的運行方式),每段10kV母線并接3臺電動機。
     

    錦西灌區排水泵站的電氣設計主要技術探析
     

      3.2、 排水泵站

      山西排水站、花馬排水站、雙榆樹排水站、對錦排水站、頭林排水站、二林排水站等6座泵站電動機額定電壓均為0.38kV,泵站電動機電壓側均采用單母線接線。山西排水站、花馬排水站、雙榆樹排水站、頭林排水站、二林排水站等5座泵站10kV電源側采用電纜進線,經10kV成套開關柜與主變壓器高壓側相連,主變低壓側采用低壓母線槽與低壓進線柜連接。對錦排水站10kV電源側采用架空進線,經戶外避雷器、跌落式熔斷器與變壓器相連,主變低壓側采用電力電纜與低壓開關柜連接。泵站運行期間站用負荷引接自0.4kV低壓母線,為滿足泵站非運行期站用負荷和生活用電需要,山西排水站、花馬排水站、雙榆樹排水站、頭林排水站、二林排水站等5座泵站分別設置1臺10/0.4kV站用變壓器。對錦排水站變壓器容量較小,不另設站用變壓器。

      4 、電氣設備選擇

      4.1 、短路電流計算

      根據《錦西渠首泵站接入系統設計》方案,泵站引接220kV花馬變電所66kV母線短路容量263MVA。短路電流計算基準容量Sj=100MVA,基準電壓Uj=Up,根據選定的電氣主接線方案和泵站最大運行方式計算短路電流。渠首泵站短路電流計算系統見圖1。

      圖1 渠首泵站短路電流計算系統圖
    圖1 渠首泵站短路電流計算系統圖

      4.2、 變壓器選擇

      根據電力部門要求,泵站補償后功率因數達到0.90以上[3,4]。根據各泵站電氣主接線方式,渠首泵站每臺變壓器容量應保證4臺機組正常運行,其它6座排水泵站,變壓器容量應滿足泵站所有電動機正常運行要求。

      根據《錦西渠首泵站接入系統設計》方案,渠首泵站供電工程渠首泵站66kV主變壓器選用三相雙繞組有載調壓電力變壓器。山西排水站、花馬排水站、雙榆樹排水站、對錦排水站、頭林排水站、二林排水站等6座泵站主變壓器均選用三相雙繞組無勵磁調壓配電變壓器,各泵站站用變壓器選用干式無勵磁調壓配電變壓器。錦西灌區泵站裝機容量及所選變壓器匯總表,見表1。

      表1 錦西灌區泵站裝機容量及所選變壓器匯總表
    表1 錦西灌區泵站裝機容量及所選變壓器匯總表

      4.3 、泵站無功補償

      個別泵站功率因數偏低,可能造成用電設備無法達到額定功率,增加設備和線路的磨損等危害,為提高泵站功率因數,降低線路損耗和壓降,也避免因功率因數未達到0.9而受到電業部門罰款,各站均裝設無功功率補償裝置,做到就地補償、就地平衡,滿足《國家電網公司電力系統無功補償配置技術原則》要求。

      根據《供配電系統設計規范》要求,電動機的補償容量由下式計算:

      P:電動機有功功率(kW);

      Qc:補償電容容量;

      tanφ1:補償前用電設備自然功率因數的正切值;

      tanφ2:補償后用電設備自然功率因數的正切值,取tanφ2≥0.9。

      各泵站電動機有功功率、功率因數及泵站補償容量見表2。

      表2 錦西灌區泵站無功補償容量匯總表
    表2 錦西灌區泵站無功補償容量匯總表

      渠首泵站選用同步電動機不需要裝設無功補償裝置。

      山西排水站、花馬排水站、雙榆樹排水站、對錦排水站、頭林排水站和二林排水站等6座泵站均為低壓(0.38kV)電動機且電動機單機容量不大,均采用靜止電容器集中補償的方式進行補償,分別在每座泵站低壓母線上裝設1套集中自動補償裝置。

      5 、過電壓保護及接地

      5.1 、過電壓保護

      1)雷電過電壓保護:

      66kV架空線路全線架設避雷線保護,并在66kV及10kV進線終端桿上裝設1組氧化鋅避雷器,防止雷電侵入波損壞電氣設備。

      在泵站主、副廠房等較高的建(構)筑物敷設避雷帶,進出建筑物的配電線路采用電纜埋地敷設,所有機電設備就近接地,防止雷電損害電氣設備。

      2)操作過電壓保護:

      泵站高壓開關柜及無功補償回路均裝有過電壓保護器,防止操作過電壓損壞設備。在機端母線PT柜內裝設微機消諧裝置,避免諧振過電壓損壞設備。

      5.2 、接地設計方案

      各泵站利用廠房、閘門等水工建筑物混凝土基礎內主筋及底板內鋼筋焊接成閉合網狀整體作為自然接地體。各電氣設備室內設置人工接地體,人工接地體同時與自然接地體和電氣設備焊接,保證各電氣設備可靠接地。

      各泵站高低壓電氣設備及計算機監控系統設備均應根據規范要求采取接地保護。本階段根據泵站各類電氣設備的接地技術要求,接地電阻≤1Ω。

      參考文獻

      [1]宋佳麗.淺淡電氣工程供配電安裝技術方案[J].居舍,2019,1(29):72.
      [2]杜斌.低壓供配電系統中存在的問題與應對措施[J].通信電源技術,2019,36(08):219-220.
      [3]李品興.建筑電氣設計方案分析[J].科學技術創新,2018,1(25):68-69.
      [4]田甜,劉義艷,王彩霞.黃金峽水利樞紐砂石加工供配電系統設計[J].現代建筑電氣,2018,9(03):21-24.

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