段家塬四级泵站改造的必要性及内容分析

党微娟

（渭南市东雷二期抽黄工程管理局，陕西 渭南714000）

0 引言

段家塬四级站是渭南市东雷二期抽黄工程段家塬系统的二级泵站，安装4台14SH－9A水泵机组，水泵配套电机功率为315 k W，设计扬程67.50 m，泵站设计流量1.28 m3／s，装机总功率1 260 k W，控制灌溉面积4.12万亩。

段家塬四级站建于20世纪90年代初，以黄河为水源，泵站工程运行至今，建筑物破损，机电设备等由于磨损老化均不同程度地存在许多不容忽视的问题，特别是配电设备多数属淘汰产品。泵站自运行以来，对机电设备几乎没有投入改造资金，磨损老化的设备和设施得不到及时维修和更新，机电设备事故增多，装置运行效率下降，能源单耗和运行成本超标，提水能力逐年下降，制约了泵站效益的正常发挥，也影响了泵站的安全运行。

1 改造的必要性

（1）大型泵站更新改造是保证国家粮食安全的需要。段家塬四级泵站提灌控制的大荔县灌区多年以来一直是我省的商品粮食生产基地，是粮食生产“主力军”。泵站控制灌溉面积达4.12万亩，其高产稳产对保障国家粮食安全具有一定的积极作用。

（2）大型泵站更新改造是促进节能减排的需要。泵站更新改造不仅提高了其灌溉标准，也提高了泵站工程运行的安全可靠性，从而保障了灌区社会经济的可持续发展。同时，设备的更新改造提高了泵站的效率，降低了能耗，是节能减排的一项重要举措。

（3）大型泵站更新改造是保证水利工程发挥整体效益的需要。段家塬四级泵站作为段家塬系统二级站，控制灌溉面积约4.12万亩，用水量约占段家塬系统总抽水量的2／5，在枢纽泵站机组配合及塬上总干渠输配水方面作用重大。因此，配合以上灌区渠系改造工程的进行，泵站改造也势在必行，这样才能将总体改造后的效益发挥到最大。

（4）大型泵站更新改造是推动管理体制改革良性运行的需要。目前灌区总体泵站管理体制不顺、运行机制不活、政企不分、管理人员膨胀，严重制约了灌区社会经济的可持续发展。大型泵站实施更新改造，将为加快推进泵站管理体制改革创造有利条件。

2 改造的可行性

首先，国家高度重视“三农”问题，为巩固和发展农业基础地位，全面发展农村经济提出了强有力的政策保障。其次，我国大型水泵机组变配电设备的生产能力及规模都已跃居世界前列，为又快又好地更新改造泵站机电设备创造了有利条件。

2.1 气象

段家塬四级泵站所在地属温带大陆性季风气候，春季干旱，夏多暴雨，冬季严寒干燥，多年平均降水量为519.5～553.3 mm，且时空分布不均，50%以上的雨量集中在7—9月。农作物生育需水关键期干旱少雨，产量低而不稳。年蒸发量约1 400 mm。0℃以下气温多出现在12月中旬—来年2月中旬，最大冻土深度40 cm，极端最低气温－15.5℃，极端最高气温41.8℃。最大风力九级，风速24 m／s。全年平均无霜期223.50天。

2.2 地质

（1）区域地质概况：工程区位于黄河以西、北山以南、洛河以东，地形总体表现为北高南低，地面高程在750～320 m之间，南北高差悬殊，呈阶梯状向渭河倾降。区内主要地形地貌有低中山、山前洪积平原（扇裙）、黄土台塬、河谷阶地等多种形式。

（2）水文地质概况：本区堆积了巨厚的陆相沉积物，区内地下水分布很不均匀，南部水量丰富，水位埋深较浅，北部水量贫乏，水位埋深较深。地下水类型主要为潜水和承压水。

（3）地震动参数：根据GB18306—2001《中国地震动参数区划图》确定工程区洛河以东为Ⅷ度区，工程区处于洛河以东，本次按Ⅷ度设防。工程区地震动峰值加速度为0.2g，地震动反应谱特征周期为0.45 s。

3 电气改造设计

3.1 主接线

段家塬四级泵站电气主接线为单母线接线方式，供电电源引自110 k V下寨变电站下段35 k V母线。泵站设额定容量为1 600 k VA的主变压器一台，电压35±2×2.5%／6.3 k V，主变低压侧6 k V电动机母线采用单母线接线，4台电动机分别从泵站6 k V母线引接供电。

3.2 变配电设备

经多年运行，站内电气设备基本老化，本次电气一次改造在保持原设计、布置基本不变的前提下，主要是更换主变压器、站用变压器、全站原有高低压电气设备、站用变等。本次电气二次改造将增加计算机监控系统，提高段家塬四级泵站自动化水平，将常规继电保护系统更换为微机保护装置；直流电源系统更换为高频开关直流电源系统，蓄电池采用免维护铅酸蓄电池；增加火灾报警系统和工业电视系统。

具体改造内容如下：

（1）主变压器：原 S7－1600／35／6 k V 主变压器一台，变为S11－1600／35／6 k V，35±2×2.5%／6 k V，Dyn11，Uk＝4%。

（2）站用变压器：原SL7－125／6／0.4 k V 站用变压器一台，变为S11－100／6／0.4 k V，6±5%／0.4 k V，Dyn11，Uk＝4%。

（3）生活变压器：原SL7－30／10／0.4 k V 生活变压器一台，变为S11－50／10／0.4 k V，10±5%／0.4 k V，Dyn11，Uk＝4%。

（4）高低压配电设备：更新KYN28－12高压开关柜七面，其中主机组四面，站变开关柜一面，PT柜一面，电容器出线柜一面。更新低压柜三面，进线屏一面，出线屏两面。更新动力配电箱及动力控制箱共五面。

（5）原继电器保护屏保护方式落后，且不能与自动化系统兼容，更新为微机保护装置，装于高压开关柜中。

（6）监控系统设置机组LCU屏、公用LCU屏共两面。

（7）直流电源系统更新为高频开关直流电源系统，输出电压为220 V、48 V，馈电柜一面，蓄电池柜一面，采用免维护铅酸蓄电池，电池容量65 Ah。

（8）设置计量用电度表屏一面，UPS屏一面。

（9）设置计算机监控系统、火灾报警系统及工业电视系统。

（10）更新1 k V电力电缆约2 km，更新KVVP型控制电缆约6 km。

（11）更新泵站照明系统，正常照明基本维持原设计方案不变，更换照明配电箱和照明灯具、线路，照明灯具更换为节能型灯具。

（12）更新ZW7－40.5／630 A／25 k A 型户外真空断路器一台，更新GW4－35DW／630 A型隔离开关一组，更新 YH5WS－51／134型避雷器一组。

4 辅助设备改造设计

（1）泵站排水系统改造：拆除原排水管路，重新安装排水系统管路，更新IS50－32排水泵两台。

（2）泵站真空系统改造：主管采用φ70镀锌钢管，用角铁支架明敷，机组支管更换为φ20镀锌钢管，更新SZ－1真空泵两台。

（3）清水系统改造。

（4）更新进水侧D941X／DN500电动蝶阀4台，出水侧HTDB741X－10／DN400液控蝶阀4台。

（5）水力监测设备：配合新建计算机监控系统增设各种监测设备，对泵站的各种水位、水压、流量、温度进行全程实时就地、远程集中监控，并增设监控设备。

（6）消防设计：站内消防系统基本完好，本次仅对消防箱、消火栓进行更换，并在高、低压室分别配备一套手提式二氧化碳干粉灭火器，型号为MT3，每套两具。

5 金属结构改造

（1）改造进水侧4台LQ－3T型启闭机。

（2）改造进水闸门4面。

6 节能设计

结合泵站改造方案，从改造设计、建设管理、施工、运行等多角度综合考虑泵站的节能设计方案。

［1］GB50265—2010 泵站设计规范［S］.

［2］GB50288—99 灌溉与排水工程设计规范［S］.

［3］SL252—2000 水利水电工程等级划分及洪水标准［S］.

［4］GB18306—2001 中国地震动参数区划图［S］.