安徽省怀洪新河水系洼地治理工程化家沟泵站电气主接线方案比较

李汉霖

（安徽省水利水电勘测设计研究总院有限公司 合肥 230088）

根据淮河流域洼地的基本情况、存在问题、历年灾情，特别是1991年、2003年、2007年大水受灾情况，依据《淮河流域重点平原洼地除涝规划报告》，结合安徽省淮河支流湖洼地排涝工程建设、以及利用世界银行贷款实施淮河流域重点平原洼地治理、西淝河下游等沿淮洼地治理项目的安排，安徽省怀洪新河水系洼地治理项目本着“先重后轻、突出重点”原则，集中连片治理，充分发挥排涝工程的效益。

1 泵站概况

怀洪新河洼地化家沟泵站设计总流量66.77m³/s，为大（2）型泵站，设计安装6 台套1820ZLK-11.8-2.9 型轴流泵，配套TL560-28/2150 型同步电动机，总装机功率3360kW。张家湖泵站设计总流量为35.3m³/s，为中型泵站，设计安装4 台套1700ZLK9-2.5 型轴流泵，配套TL450-28/1730 型同步电动机，总装机功率1800kW。

2 泵站接入电力系统方式

2.1 负荷等级

由于化家沟站主要在汛期作为排涝用，根据《供配电系统设计规范》，本站供电负荷等级为三级。

2.2 供电方式

化家沟站位于化家沟洼地内，距蒋园变电所约9km。经与固镇供电公司商定，本站供电电源引自220kV 蒋园变电所35kV 母线，由蒋园变电所架设一回35kV 专用线路至本站，导线规格为LGJ-120，输电线路长约9km。

3 电气主接线方案比较

该站安装6 台立式轴流泵，与之配套的6 台TL560-28/2150 型同步电动机，单机容量560kW，额定电压10kV，额定功率因数0.9（超前），效率92.0%；最大运行方式为6 台机组同时运行。据此对本站电气主接线拟定两个可行方案进行技术经济比较。

3.1 方案一

设1 台主变，容量为5000kVA，带6 台机组运行，35kV 侧和10kV 机压侧均采用单母线接线，主变高、低压侧均设断路器，见图1。

图1 方案一泵站电气主接线图

优点：（1）接线与继电保护简单、运行方便。（2）变配电设备少，布置简单、维护工作量少。（3）电动机直接启动压降较小。

缺点：主变、母线故障或检修影响全站机组运行；部分机组运行工况下，主变损耗较大。

经济比较（电气可比部分）：（1）设备总投资169.5 万元。（2）年电能损耗费2.93 万元（按6 台机组同时运行进行计算）。（3）年运行费16.49 万元。

3.2 方案二

设2 台主变，单台容量为2500kVA，均带3 台机组运行，35kV 侧为单母线接线，10kV 机压侧采用单母线分段接线，主变高、低压侧均设断路器，见图2。

图2 方案二泵站电气主接线图

优点：（1）接线与继电保护亦较简单。（2）一台主变故障或检修仅影响一半机组运行。（3）机压母线其中一段及所接隔离开关故障或检修，只需短时停机，切换隔离开关，仍可保持另一段母线所接机组抽水。

经济比较（电气可比部分）：（1）设备总投资219.30 万元。（2）年电能损耗费3.63 万元（按排涝时6 台机组同时运行进行计算）。（3）年运行费21.17 万元。

4 综合分析比较

方案一：与方案二相比，方案一接线简单，运行、检修维护工程量较少，设备投资省，占地面积和电动机直接起动压降均较小，但可靠性和灵活性较差。部分机组运行工况下，主变损耗较大。

方案二：与方案一相比，可靠性与灵活性较高；部分机组运行工况下，主变损耗较小。虽然设备投资、检修维护工程量、占地面积和电动机起动压降较方案一大，但可以根据不同的运行工况投入主变台数，以降低主变损耗；电动机起动压降已满足规范要求。故本阶段推荐方案二。

综合上述两种方案：方案一接线及继电保护简单，变配电设备少，变配电设备布置占地面积小，检修、维护工程量小，设备投资省，多台机组运行时电能损耗较少，但可靠性和灵活性稍差；方案二，接线较复杂，变配电设备相对较多，设备投资相对较贵，但供电可靠性高，运行灵活。

从技术经济方面考虑，方案一在工程投资、运行维护、变配电设备占地面积少等方面具有一定优势，但可靠性和灵活性稍差，多数运行工况下主变存在“大马拉小车”的现象，主变损耗较大