浅谈雨水泵站的电气设计

浅谈雨水泵站的电气设计

城市雨水泵站是市政建设和管理工程的重要公用基础设施，担负着城市排水防涝的重要任务，对城市具有非常重要的作用。本文用具体的例子简单介绍雨水泵站的电气设计内容，通过对泵站负荷计算来选择变压器的容量和台数，进而介绍泵站内电气设备的选型、过电压保护、防雷接地以及电缆的选择和敷设等。

标签：雨水泵站；变压器选择；电能计量

本文以保定市乐凯南大街雨水泵站为例，简单介绍雨水泵站的电气设计内容。首先简单介绍泵站的规模以及所选潜水泵的功率和台数，重点介绍泵站内部的变配电站设计、泵站的动力和照明设计、泵站的防雷接地设计以及电缆敷设等内容。

泵站简介：泵站总服务面积约6平方公里，泵站设计流量为13m3/s。泵站按设计流量选用7台潜水混流泵，其中包括5台单泵功率250千瓦的潜水混流泵和2台单泵功率110千瓦的潜水混流泵。泵房为地下式结构，泵站设计为自灌式、湿式泵房，水泵选用潜水混流泵，为井筒落地式安装。

泵站的电气设计

1）设计范围及内容

根据工艺专业提供的雨水泵站单体设计用电设备，按国家有关电气专业设计规范及标准进行本工程电气及自动控制设计。以10kV进线电缆终端为界，其内部的动力、照明为本工程设计范围，具体包括以下内容：

a、变配电站设计；

b、主泵控制设计；

c、建、构筑物的动力及照明设计；

d、防雷与接地设计；

e、电缆敷设设计。

2）电源及电压

泵站的供电系统设计应以泵站所在地区电力系统现状及发展规划为依据，经技术经济论证，合理确定供电点、供电系统接线方案、供电容量、供电电压、供电回路数及无功补偿方式等。且泵站供电系统应考虑生活用电，并与站用电分开设置。

综上，该泵站供电按二级负荷要求进行设计，为双回路供电，一路工作，一路备用，备用电源为柴油发电机，以手动方式投入运行。

本工程主电源由城市10kV电源引入，电压等级为：10/0.4/0.22kV。备用电源采用柴油发电机其电压等级为：0.4/0.22kV。

3）负荷计算及变压器选择

主电动机的容量应按水泵运行可能出现的最大轴功率选配，并留有一定的储备，储备系数宜为1.10～1.05。

主变压器的容量应根据泵站的总计算负荷以及机组起动、运行方式进行确定。

本工程雨水泵站负荷计算如下：

建成后泵站内共有7台混流泵电机，110kW2台，250kW5台。

该泵站设备装机总容量为1494.2kW。

计算负荷为：Pjs1=752.2kW；Qjs1=232.8kvar；Sjs1=787.38kV A；

Pjs2=763.7kW；Qjs2=242.8kvar；Sjs2=801.323kV A。

根据泵站设备配置情况选用两台变压器，其中一台1000kV A变压器，用电负荷率为78.74%；另外一台1000kV A变压器，用电负荷率为80.1%。

4）变配电所及电气控制

建成后泵站内共有7台混流泵电机，110kW2台，250kW5台，均为380V低压电机，泵站采用10kV电源进线，设10kV变配电站一座，内设高压配电室、低压配电室、柴油发电机室、变压器室、电控室等。

变电站内设10kV/0.4kV-1000kV A变压器2台，出线供给低压配电系统，低压系统为两路进线。

5）主要設备选型

泵站电气设备布置应紧凑，并有利于主要电气设备之间的电气联接和安全运行，且检修维护方便。降压变电站应尽量靠近主泵房、辅机房。

10kV高压开关柜采用XGN2-12型交流金属铠装固定式开关柜；低压开关柜选用GGD型开关柜；启动柜选用BKR型启动柜；变压器选用S11M型油浸式电力变压器；发电机选用XG-800GF800kW固定式柴油发电机；10kV、0.4kV及控制电缆均采用交联聚乙烯电缆。

6）电气主接线

电气主接线设计应根据供电系统设计要求以及泵站规模、运行方式、重要性等因素全理确定。应接线简单可靠、操作检修方便、节约投资。

本工程市电采用10kV受电，380/220V配电。10kV系统采用单母线接线。380/220V配电系统采用单母线分段接线方式。备用发电机电源由AA2接入低压母线。动力和照明共用变压器，380/220V系统采用放射式配电，三项四线制中性点直接接地。

7）电能计量

测量表计装置

a.泵站高压异步电动机应装设有功功率表及电流表。

b.主变压器或进线应装设电流表、电压表、有功功率表、无功功率表、频率表、功率因数表、有功电度表及无功电度表。

本工程采用高压计量，在10kV母线上设专用计量柜，内装0.2级CT和PT，在计量柜的继电器小室内装有功电度表和无功电度表。

8）操作电源

泵站操作电源宜采用独立的硅整流蓄电池直流系统，宜只装置一组蓄电池，并应按浮充电方式运行。直流操作电压可采用110V或220V。

本工程的10kV开关柜采用弹簧储能交流操作，操作电压为交流110V，操作电源由UPS提供。

9）继电保护

继电保护及安全自动装置

a.泵站的电力设备和馈电线路均应装设主保护和后备保护。

b.动作于跳闸的继电保护应有选择性。前后两级之间的动作时限应相互配合。

c.保护装置的灵敏系数应根据最不利的运行方式和故障类型进行计算确定。

本工程的10kV线路采用延时速断保护、过电流保护。10/0.4kV变压器采用电流速断、过电流、瓦斯及低压侧单相接地保护。继电保护采用两相两继电器构成。10）过电压保护和接地、防雷等

a.钢筋混凝土结构主泵房、中控制室、屋内配电装置室等，可不设专用的防直击雷保护装置，但应将建筑物顶上的钢筋焊接成网。所有金属构件、金属保护网、设备金属外壳及电缆的金属外皮等均应可靠接地，并与总接地网连接。