引黃濟青泵站改造運行方案探析

孫 翀，王肖肖，廖昌果

（山東省調(diào)水工程運行維護中心，山東 濟南250100）

引黃濟青改擴建工程宋莊、王耨、亭口、棘洪灘四級泵站需要停水改造，更換主機組水泵、電機，變配電電氣一二次設(shè)備及電纜等。原改造方案需停水9個月一次性改造完成，主機組電機電壓等級由6kV升級為10kV。工程批復(fù)后，恰逢膠東大旱，工程長期運行實施應(yīng)急調(diào)水任務(wù)，一直不具備全線施工條件。為確保工程運行安全可靠、穩(wěn)定高效，山東省調(diào)水運行維護中心決定對引黃濟青改擴建工程泵站改造進行分期實施。即在不影響供水的前提下，經(jīng)充分利用2019年度僅有的3個月停水期改造部分機電設(shè)備，工程繼續(xù)運行9個月，再利用2020年度3個月停水期改造剩余機電設(shè)備改造任務(wù)。

1 分期實施方案比選

確定分期實施后，經(jīng)研究提出兩種方案，一是增加臨時泵站方案，二是泵站主機組電機雙電壓同時運行方案。

增設(shè)臨時泵站方案優(yōu)點是泵站改造時機組不受供水運行影響，可以獨立的、有條不紊的按規(guī)范要求施工，并能確保施工安全。缺點是投資巨大，主要設(shè)備購置、安裝費用較大，并且改擴建工程完成后拆除，浪費很大。如果采用此方案，將增加費用約3000萬元。

泵站雙電壓運行方案優(yōu)點是優(yōu)化改造方案，加快電氣設(shè)備更新?lián)Q代步伐，提升設(shè)備檔次，節(jié)省工程投資。缺點是改擴建施工期間，新舊設(shè)備安裝工作面存在交叉，施工難度大；運行時增加了值班人員操作、巡視難度。

經(jīng)過分析，雖然兩種方案均可以滿足泵站改造施工要求，但增設(shè)臨時泵站需占用大量的泵站空間，給改擴建施工增加難度，并且需增加大量投資，改擴建完成后拆除浪費大。綜合分析，決定采用雙電源運行的分期實施過渡工程建設(shè)方案。

2 分期實施過程和雙電壓運行方案

改擴建工程泵站改造期間，每年僅有為期3個月的停水期可施工，不足以完成整個泵站機電設(shè)備改造任務(wù)。為保證改擴建工程在不影響供水任務(wù)的前提下順利按時完成，宋莊、王耨、亭口、棘洪灘四座泵站決定采用分期實施雙電壓運行方案。2019年度停水前，各泵站完成35kV/10kV變配電系統(tǒng)及其配套設(shè)施建設(shè)，停水期間，拆除部分機組、完成其改造更換，將其接入新建的35kV/10kV供電系統(tǒng)，未改造的機組仍保持原35kV/6kV供電系統(tǒng)不變。在2019—2020年運行年度，各泵站保持6kV機組和10kV機組兩種不同電壓等級機組同時運行。2020年停水期，完成剩余機組拆除、改造工作，將全部機組整體接入新建的35kV/10kV供電系統(tǒng)，完成其與新建自動化系統(tǒng)的連接，拆除35kV/6kV變配電系統(tǒng)。

2.1 宋莊泵站分期實施和雙電壓運行方案特點

1）雙電壓運行，0.4kV低壓系統(tǒng)仍采用原變電站供電，新變電站2#站變作為備用電源。

2）計算機監(jiān)控新舊系統(tǒng)能合用的合用，如控制電纜盡量采用原電纜。

3）新電纜通道提前建好，便于新電纜敷設(shè)，防止新電纜堆壓在舊電纜上，影響后期舊電纜拆除。

4）原高壓室用來布置勵磁柜，高壓柜與勵磁柜同室，做好安全隔離措施。

5）新舊變電站同時運行時，投運新舊設(shè)備都設(shè)立明顯的運行標(biāo)識并設(shè)置必要的安全隔離措施，防止工作人員誤入帶電間隔。未投運設(shè)備封閉或關(guān)鎖。

2.2 王耨泵站分期實施和雙電壓運行方案特點

2019年停水前完成35kV室內(nèi)變電站建設(shè)和室內(nèi)變電站設(shè)備安裝調(diào)試、驗收投入運行工作。

1）采取的保證雙電壓運行措施與宋莊泵站基本相同。

2）本站全部更新了低壓系統(tǒng)；為了改變中控室運行環(huán)境，進行了西移改造。

3）有出口液壓啟閉機的改造，要在2019年度一次完成，分別接入新老自動化控制系統(tǒng)，增加系統(tǒng)復(fù)雜性。

2.3 亭口泵站分期實施和雙電壓運行方案特點

改造前為老式繼電器保護和控制臺手動集中控制方式，2019年度改造不能拆除老式設(shè)備，新設(shè)計算機監(jiān)控系統(tǒng)的保護屏、LCU屏、直流屏、UPS屏等無處布置，只能新設(shè)保護室，便于新舊系統(tǒng)同時運行。

2.4 棘洪灘泵站分期實施運行方案特點

1）35kV配電裝置僅進行部分改造，更換電流互感器等，盡管改造的工程量小，但難度大。2019年度只能先改造2#、3#主變壓器出線柜，滿足新投運2#、3#主變要求，但其微機保護還要在老式保護系統(tǒng)內(nèi)運行。2020年度再改造1#變壓器出線柜，投運1#新主變，將全部的微機保護系統(tǒng)接入新計算機監(jiān)控系統(tǒng)。

2）低壓配電系統(tǒng)含低壓柜和動力、控制電纜要在2019年度改造一次完成，但有些設(shè)備還要接入原設(shè)備。

3 分期實施和雙電壓運行的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1）在改造期間，對新老設(shè)備、不同電壓同期運行編制針對性措施，并制定相應(yīng)運行制度、加強運行人員的培訓(xùn)，以確保運行安全。

2）雙電壓運行前，應(yīng)根據(jù)各泵站老系統(tǒng)電氣主接線圖和新系統(tǒng)的電氣主接線圖分別重新計算保護定值，并將保護定值輸入相應(yīng)的保護裝置中，在雙電壓系統(tǒng)運行時投入運行。

3）雙電壓運行前，應(yīng)著重檢查主變保護屏、電度表屏等，查看新電氣系統(tǒng)和老電氣系統(tǒng)的二次電壓是否進入同一個控制柜或保護柜，防止來自新老電氣系統(tǒng)的二次電壓并電，防止來自于不同35kV電源通過二次電壓短路，從而影響35kV雙電源的可靠性。

4）雙電壓運行時，應(yīng)將中控室老的自動化監(jiān)控系統(tǒng)及設(shè)備和新的自動化監(jiān)控系統(tǒng)和設(shè)備同時運行，同時對老系統(tǒng)的電氣設(shè)備、機組設(shè)備和新系統(tǒng)電氣設(shè)備、機組設(shè)備同時進行監(jiān)控，以保證新老系統(tǒng)同時運行的可靠性。

5）雙電壓運行時，機組輔機設(shè)備包括供水、供氣、供油等系統(tǒng)的監(jiān)視與控制最好采用老的自動化監(jiān)控系統(tǒng)和老的低壓供電系統(tǒng)，這樣便于各泵站輔機系統(tǒng)的集中監(jiān)視和聯(lián)動控制。到新系統(tǒng)完全改造完后，再將輔機系統(tǒng)的低壓供電、自動化控制接入新的低壓系統(tǒng)和自動化監(jiān)控系統(tǒng)。

6）雙電壓運行前，機組開停機時的聯(lián)動控制設(shè)備如出水室快速閘門或真空破壞閥等，確認(rèn)并復(fù)核其聯(lián)動信號應(yīng)來源于給機組供電所對應(yīng)的高壓柜，并對新老設(shè)備的聯(lián)動控制方式作適應(yīng)性溶合，確保機組安全運行，避免事故發(fā)生。

4 結(jié)語

在引黃濟青改造實施過程中，四級泵站對同種機組創(chuàng)造性地采用10kV和6kV雙電壓等級電機同時運行方案，使各泵站改造分2個年度實施完成，既有效解決了停水時間短和改造施工周期長的矛盾，又順利保障工程改造按時完工，可為類似工程改造提供很好的經(jīng)驗。