排涝泵站电气设计的几点思考

排涝泵站电气设计的几点思考
发布时间：2021-05-20T10:17:33.727Z 来源：《基层建设》2020年第31期作者：吴家亮
[导读] 摘要：排涝泵站是为解决洪涝灾害对城市的影响，保障城市正常运营的关键设施。

江苏省水利勘测设计研究院有限公司滁州分公司安徽滁州 239000
摘要：排涝泵站是为解决洪涝灾害对城市的影响，保障城市正常运营的关键设施。

不过随着城市化建设速度的加快，生态环境破坏日益严重，传统的排涝泵站设计也存在诸多问题。

为此，就有必要对内部设计实行优化调整，尤其是电气设计的优化调整，以保障泵站内各项系统设备的高效运行，加强城市防洪排涝能力。

本文对排涝泵站电气设计展开详细分析说明，希望对相关人员有所帮助。

关键词：排涝泵站；电气设计；高效运行；
如今，洪涝灾害影响范围逐渐扩大，我国在城市规划中加大了排涝工作的重视力度，希望通设置高效排涝系统解决洪涝灾害带来的威胁，保障城市的良好运转。

排涝泵站作为基础建设，是推动城市发展的关键设施，做好排涝泵站内部设计，促进泵站高效运行也成为人们关注的焦点。

1供电系统概述
相比其他设备的供电系统，排涝泵站的供电系统主要以直配输电线路供电为主，避免泵站运行中出现超负荷情况，确保泵站运行的安全性。

当前对于排涝泵站供电系统的设计，可直接采取连接城市供电系统的方式，确保电力供应的安全性。

整体设计中可采用双电源10千伏的供电支配输电线路，借助变电站的科学处理，完成电能的传输。

不过设计中还要求对各段供电负荷进行准确计算，以保证线路铺设的合理性，降低过电压带来的影响。

2电气主接线
对于排涝泵站电气主接线的设计，设计人员需综合考量排涝泵站规模、运行方式、运行时间，确保在洪涝灾害发生时，排涝泵站能够发挥自身作用。

目前常见的排涝泵站电气主接线方式有：
1）单双回路供电系统
单回路供电系统的主接线设计中，电源侧要求以母线连续接线的方式为主；双回路供电系统主接线设计中，电源侧需要采用母线分段阶段的方式进行，并要求每一个回路的承载容量能够支撑整个系统运行要求。

2）机组数量决定主接线设计
在排涝泵站中机组数量较多，单机功率不大的情况下，供电系统内要求设置2台变压力，以保障供电的稳定性。

电动机低压侧位置的主接线以单母分段接线方式为主；机组数量较少，且单机功率不大的情况下，可采用1台变压器供电，控制电能损耗。

电动机低压侧部位的主接线方式以单母线连续连接为主；而当机组数量较多，单机功率达到630千瓦以上后，可直接省略变压器设备，并采用10千伏高压电机连接实行电能供应。

在控制电能损耗的同时，保障供电质量。

而主接线方式以线路-母线结合连接的方式为主，同时在回路内设置真空断路器，保障接线安全。

3泵站用电
排涝泵站的用电设计需要从主接线、运行方式及泵站自身特点这三方面展开综合考量，并做好技术上的对比研究，注重用电设计的合理性。

按照现有规定要求，泵站用电电压要求采用380/220V中性点接地的三相四线制系统。

另外，考虑到排涝泵站运行时间较短，产生的电力负荷较低，为避免能量冗余问题，变压器选定可遵循以下两点要求：
其一，排涝泵站的主变容量较小时，可直接采用箱式变电站，将主变与占用变合并处理，无需单独规划占用变。

箱式变电站集高、低压设备、变压器于一体，适用于10KV双回路进线的小型泵站，能同时满足主电动机用电和站用电的各项变电。

配电的电气要求，集约化程度高，运行可靠且方便确保管理。

其二，排涝泵站主变容量较大时，需要专门设置占用变设备，占用变容量设定在100KV A左右，设备供电线路可直接连接在隔离开关下。

4电气设备
排涝泵站中电气设备设计重点应放在主变和占用变压器、低压配电屏、电动机这三项设备上。

主变和占用变压器的选择要考虑到供电设备运行中的电力负荷、机组启动、运行方式和节能效果，以降低电能损耗。

低压配电屏的选择则要从功能、防护效果、经济性三方面综合分析，尽可能选择成本低廉、性能高的低压配电屏。

为保证低压配电屏的正常使用，电网传输的电流电压参数，也应予以综合分析和计算，减少过电压或电量冗余带来的影响。

电动机的选择要求与水泵相匹配，从而推动水泵高速运转，强化排涝效果。

从目前情况来看，排涝泵站中常使用的电动机以10千伏额定电压电动机为主。

5电动机启动方式
为促进排涝泵站的高效运转，要求同一母线上的机组设备在启动时选择相同的启动方式，以保障水泵的正常运转。

根据现有规范要求，启动频率较低、电动机母线电压在额定功率85%以上时，可采用全电压直接启动方式。

其中电压的确定，要具体情况具体分析，注重启动的合理性。

如异步电动机，母线电压值的计算，可在保证最小运行方式下，待电动机运行稳定后，从中选出最大一台电动机的运行功率进行计算。

而同步电机，一般是按照最大一台机组的运行功率进行计算，同时考虑电压波动可能带来的影响，确保电压参数计算的准确性，规避启动后的能量冗余问题。

另外，随着技术水平的提高，异步电动机的启动方式也在增多，常见的方式有直接启动、自耦降压启动、频敏变阻启动、软启动这四种。

6电气设备布置
电气设备布置除要考虑现有的规范要求及设备间的有效连接外，还需结合泵站规模、站内特点及功能要求，展开合理规划，出具完整的平面布置图纸，保障设备正常运转。

泵站的主要电气设备一般为户内布置，根据是否设置主泵房情况分为两种方式：一是对于未设置专门泵房的泵站，需设置电气副厂房，对主变及高压配电装置加以科学管控，注重线路连接的合理性。

二是对于存在主泵站房的泵站，高压或低压侧配电室一般在出水测附近，内部设备采用一站式布置方式。

而变压器则设置在高压柜和低压柜中间区域内，以保证界限合理性，缩短母线长度，降低电能损耗。

地面以下的主泵站和配电房，要做好防潮、防腐处理，保持内部空气的流通性。

另外，对于内部电气设备也应加以科学保护，减少设备构件的腐蚀。

由于电缆沟在穿越泵房外墙处，应设防水分隔物，还要在泵房前端的电缆沟底处设置排水管、沟，将雨水排往室外集水井。

在电气设备布置设计时，还要注意变压器工作时的升温情况，可适当的加强室
内空气对流，或者安装强制通风设备装置，以降低电气设备运转时的空气温度。

7防雷接地及电气设备防火
排涝泵站的防雷接地处理，设计人员需参照泵站自身特性展开合理规划。

一般情况下，泵站的避雷带会设置在泵房和闸室的屋面位置，沿着屋角科学铺设。

避雷带与其他设备的距离控制在10米以内，以发挥其作用效果。

同时避雷带的引雷装置可直接借助结构内部的钢筋材料，实现与主接地网的有效连接，将雷击产生的多余能量快速转移到地下，进而减少对电气设备的影响。

排涝泵站设备的防火处理，一方面要严格遵守现有的规范要求，坚持预防为主、消防结合的原则，合理设置防火设备设施。

对于泵站内的主要结构，如泵房，要求配备消火栓设备，如高低压配电室要求设置合理的疏散通道以及防火门，注重火灾的隔绝，快速撤出人员。

对于泵站内的变压器设备，还需根据变压器容量规划储油坑，将排油管中排出的废油集中收集和处理，以降低起火点数量。

8结语
综上所述，排涝泵站电气设计中包含的内容较多，设计人员应做到全面、综合分析和考量，科学布置电气设备，且注重防雷接地与电气设备的防火处理，以全面提升设计水平，为排涝泵站的高效运转打下良好基础。

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