某四級抽水泵站供電方案探析

張 銳，張亞飛

（1.榆林市榆陽區(qū)紅石峽供水站, 陜西 榆林 719000；2.榆林市榆陽區(qū)南郊抽水站,陜西 榆林 719000）

1 引言

榆林市某四級抽水泵站屬于能源化工基地工業(yè)供水工程，需全年不間斷運行，其供電方案的確定直接決定著該工程是否能順利建設。榆林電網(wǎng)由陜西省地方電力集團下屬的榆林供電局和陜西省電力公司下屬的榆林供電公司組成，本工程水源工程和一～四級泵站的供電電源均由榆林供電局管轄的變電所供電。電壓等級為330 kV/110 kV，由榆林供電局管轄的110 kV電網(wǎng)和榆林供電公司直管的330 kV/110 kV電網(wǎng)組成，電力主網(wǎng)架為330kV超高壓電網(wǎng)。本工程現(xiàn)有可供電源為花石崖35 kV供電站、朱家坬110kV供電站、高家堡35 kV供電站和錦界35 kV供電站。為了確保抽水泵站用電正常，需對抽水泵站的供電電源、供電電壓及接線方式進行分析探討。

2 運行期供電方案分析

根據(jù)水源地及供水泵站容量和地理位置，結(jié)合本地區(qū)電網(wǎng)變電所布局和發(fā)展規(guī)劃，現(xiàn)對運行期供電設計提出兩種方案。

2.1 方案一

（1）地下水源地供電

本工程地下水源地運行裝機容量共計1654 kW。地下水源地運行期用電均由花石崖變電站供給。水源地供電從花石崖變電站引35 kV輸電線路至一級泵站，花石崖至一級泵站35 kV架空輸電線路長15.9 km，從一級泵站分流為兩條35 kV輸電線路，分別為水源地上游輸電線路和水源地下游輸電線路。上游35kV架空輸電線路長11 km，下游35 kV架空輸電線路長8km。水源地輸電線路可輸電至每個水源井，每個用電點均為單回線路供電。地下水源地建成后，單個地下水源井水泵的功率較小，約60 kW～100 kW，運行期三個地下水源泵站合用一臺施工期遺留的變壓器。水源地變壓器型號為S11-400/35、400 kVA，共計12 臺，水源地每臺變壓器供電半徑約1000 m～1200 m。

（2）地表水泵站、一級泵站與二級泵站供電規(guī)劃

二期工程地表水泵站安裝單機容量為710 kW的水泵電動機組4 臺，總裝機容量為2840 kW。一級泵站一期安裝單機容量為1250 kW的水泵電動機組4臺，總裝機容量為5000 kW。一級泵站二期安裝單機容量為1800kW的水泵電動機組6臺，總裝機容量為9800 kW。二級泵站一期安裝單機容量為1600 kW的水泵電動機組4 臺，總裝機容量為6400 kW。二級泵站二期安裝單機容量為2000 kW的水泵電動機組6 臺，總裝機容量為12000 kW。地表水取水泵站、一級泵站一、二期和二級泵站一、二期總裝機容量為37040 kW，在一級、二級泵站之間的陰會溝村附近新建110 kV萬鎮(zhèn)引水工程變電站，主變?nèi)萘繛?3.0 MVA。該變電站通過18.8 km的110kV架空線路接入朱家坬110 kV變電站。地表水泵站用電由該變電站引接的2 條10 kV電纜提供，其線路長2.7 km；一級泵站用電由該變電站引接3 條10 kV電纜提供，其線路長2.5 km；二級泵站用電由該變電站引出3 條10 kV電纜提供，其線路長2.5 km。

（3）三級泵站與四級泵站供電規(guī)劃

三級泵站一期安裝單機容量為1120 kW的水泵電動機組4 臺，總裝機容量4480 kW。三級泵站二期安裝單機容量為1600 kW的水泵電動機組6臺，總裝機容量為9600 kW。在三級泵站北側(cè)高地上新建35 kV變電站一所，主變?nèi)萘繛?5 MVA。三級泵站變電站接入高家堡35 kV變電站，35 kV架空線路長6.2 km，三級泵站用電由該變電站引出3 條10 kV電纜提供。

在四級泵站附近新建35 kV變電站一所，主變?nèi)萘颗c三級站主變?nèi)萘恳恢拢募壉谜咀冸娬窘尤脲\界35 kV變電站，35kV架空輸電線路長17.0 km。

2.2 方案二

方案二的地下水源地以及三、四級泵站的供電與方案一相同，而二級泵站供電由朱家坬110 kV變電站引110 kV輸電線路至二級泵站，朱家坬至二級泵站之間直線距離18 km，經(jīng)過二級泵站變壓器轉(zhuǎn)化為10 kV電壓供給二級泵站使用。110 kV輸電線路經(jīng)二級泵站再引至一級泵站，經(jīng)過一級泵站變電站變?yōu)?0 kV電壓供給一級泵站使用，二級泵站與一級泵站之間直線距離4.1 km，地表水泵站通過2 條10 kV電纜接入一級泵站變電站。

2.3 方案比選

由于方案二需要在一、二級泵站各建一座變電站，而方案一僅需在兩站間建一座變電站，經(jīng)比較，方案一比方案二經(jīng)濟，所以本設計推薦運行期供電規(guī)劃為方案一。

根據(jù)方案一各點的具體用電負荷及其輸電距離，確定出各線路導線參數(shù)及電能損失見表1。

表1 永久用電參數(shù)表

3 施工期供電規(guī)劃

工程位于陜北典型的地貌區(qū)，卯梁溝壑丘陵縱橫，各級泵站及沿線施工條件較差，沒有現(xiàn)成的施工道路和電網(wǎng)。為保證工程按時完工，需架設臨時供電線路。工程區(qū)現(xiàn)有供電電源4 座，分別為花石崖35 kV變電站，朱家坬110 kV變電站，高家堡35 kV變電站和錦界35 kV變電站，考慮到朱家坬和境界距施工地較遠，投資較大，施工期暫時先不從此處電源引電，施工用電選擇花石崖和高家堡電源。根據(jù)不同負荷和距離共提出了兩個方案作為比選。

3.1 方案一

從花石崖引一條長15.9 km、35 kV的回路至一級泵站，在一級泵站處分流為兩個回路，一條回路供一級泵站以上11 km的12 個水源井及沿線的水源地和管線施工地施工用電，另一條回路供一級泵站以下8 km的10 個水源井及沿線的水源地和管線施工地施工用電。再從花石崖引一條回路引至二級泵站處，為10.2 km長的35 kV架空線，供二級泵站和從二級泵站出水口到三級泵站渡槽和沿線施工使用，總線路長為40.4 km，總用電負荷為6900 kW；三、四級泵站臨時施工用電自高家堡引35 kV的高架線。

3.2 方案二

方案二一級泵站用電線路與方案一相同，其他線路見2.1 節(jié)，總線路長30.2 km，總用電負荷5750 kW；四級泵站仍為來自高家堡的35 kV高架線。

3.3 方案比選

經(jīng)方案比選，方案二比方案一更為合理，因此，本設計推薦施工期供電規(guī)劃采用方案二。方案二各施工場所臨時用電表見表2。

表2 施工臨時用電統(tǒng)計表 單位：kW

4 電氣主接線方案分析

4.1 地下水水源地電氣主接線

地下水源地有水源井供給22 眼，單個水源井水泵功率為60 kW～100 kW，設計每三臺水源井水泵配套一臺S11-400/35戶外變壓器，電源側(cè)與電動機側(cè)采用單回路連接，母線進線回路采用跌落開關連接，隨后母線依次連接水泵控制柜和變頻柜。

4.2 地表水水源地泵站、一級泵站和二級泵站的電氣主接線

為使本工程統(tǒng)一調(diào)度管理和合理供電，擬在一級泵站與二級泵站之間建設110 kV引水工程變電站，站內(nèi)主變壓器選擇S（F）SZ11-63000/110三相三繞組有載調(diào)壓電力變壓器，該變電站可提供10 kV、35 kV高壓，變高壓側(cè)裝有110 kV電壓互感器、110 kV高壓斷路器、110 kV高壓隔離開關、避雷器。引水工程變電站采用10kV電壓等級向地表水泵站、一級泵站和二級泵站供電，接入10 回10 kV出線，其中地表水泵站2 回，一級泵站3 回，二級泵站4 回，備用2 回。

地表水水源地泵站、一級泵站和二級泵站主電源通過10 kV電纜引入高壓配電室10 kV高壓進線柜，10 kV側(cè)采用單母線不分段接線，10 kV配電裝置均布置在泵站變電站內(nèi)。

地表水泵站引接一條10 kV母線，10 kV母線上接入4 臺水泵電動機控制柜，1 個站用變、1 套無功補償裝置和1 套PT/BL單元；一級泵站一期引接一條10kV母線，一期10 kV 母線上接入4 臺水泵電動機控制柜，二期引接兩條10 kV母線，二期各段10 kV母線上接入3 臺水泵電動機控制柜；二級泵站一期引接一條10 kV母線，一期10 kV母線上接入4 臺水泵電動機控制柜，二期引接三條10 kV母線，二期各段10 kV母線上接入2 臺水泵電動機控制柜。各段依次裝有10 kV電壓互感器、10 kV高壓斷路器、10 kV高壓隔離開關、避雷器、10 kV高壓控制柜和電動機。一期母線除引接電動機外，還引接1 個站用變、1 套無功補償裝置和1 套PT/BL單元。

4.3 三、四級泵站的電氣主接線

三級與四級泵站各配置一座35 kV變電站，變電站為泵站提供10kV電壓，以滿足泵站生產(chǎn)、生活需要，變高壓側(cè)裝有35kV電壓互感器、35kV高壓斷路器、35kV高壓隔離開關、避雷器。10 kV配電裝置均布置在泵站變電站內(nèi)，泵站10 kV電動機母線側(cè)均采用單母線不分段接線方式。主電源通過母線引入高壓配電室，三級泵站和四級泵站均布置一期引接一條10 kV母線，一期10 kV母線上接入4 臺水泵電動機控制柜，二期引接兩條10 kV母線，二期各段10 kV母線上接入3 臺水泵電動機控制柜。

5 結(jié)語

某抽水泵站共有四級泵站，線路長、站點多、工程分散。通過對兩種供電方案的比選，提出運行期地下水源地供電從花石崖變電站引35 kV輸電線路，地表水取水在一、二級泵站之間的陰會溝村附近新建110 kV萬鎮(zhèn)引水工程變電站，在三級泵站北側(cè)高地上新建35 kV變電站一所，在四級泵站附近新建35 kV變電站一所以解決用電問題。施工期供電從花石崖引一條長15.9 km、35 KV的回路至一級泵站。電氣主接線的電源側(cè)和電動機側(cè)母線均采用單母線分段接地。電動機電壓母線進線回路設置斷路器，母線分段采用斷路器聯(lián)絡。其供電方式為工程建設提供參考。