同江電排站配電系統(tǒng)的問題及處理措施

史改云1秦沖2

(1.河南能源義馬煤業(yè)集團(tuán)股份有限公司，河南 義馬472300；

2.江西省水利規(guī)劃設(shè)計(jì)院，江西 南昌330029)

【摘要】本文介紹了同江電排站配電系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問題及處理措施，說明了電排站電動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備配電的重要性。

【關(guān)鍵詞】同江電排站；配電；負(fù)荷等級(jí)

中圖分類號(hào)：TV675

Problems of power distribution system in Tongjiang

Electric Drainage and Irrigation Station and treatment measures

SHI Gaiyun1, QIN Chong2

(1.HenanEnergyYimaCoalGroupCo.,Ltd.,Yima472300,China；

2.JiangxiWaterConservancyPlanningandDesignInstitute,Nanchang330029,China)

Abstract:In the paper, design problems and treatment measures of Tongjiang Electric Drainage and Irrigation Station power distribution system are introduced. Importance of power distribution for electric discharge station motor support equipment is described.

Key words: Tongjiang Electric Drainage and Irrigation Station; power distribution; load level

1概況

同江電排站位于江西省吉安市吉水縣境內(nèi)，是江西省峽江水利樞紐工程庫區(qū)中最大的一座電排站，負(fù)責(zé)排澇的區(qū)域面積約為80km2。電排站安裝4臺(tái)單機(jī)容量為2000kW的立式同步電動(dòng)機(jī)，總裝機(jī)容量為8000kW。

國(guó)內(nèi)大部分電排站只在汛期運(yùn)行，運(yùn)行時(shí)間不超過3個(gè)月，其他時(shí)間處于停機(jī)狀態(tài)。同江電排站不同，由于內(nèi)水位始終低于外水位，電排站無自排機(jī)會(huì)。在汛期，電排站需要開啟3~4臺(tái)機(jī)組運(yùn)行，在非汛期，也至少要開啟1臺(tái)機(jī)組將雨水及邊山來水形成的澇水抽排入贛江，電排站需要常年運(yùn)行。

2電排站配電系統(tǒng)的現(xiàn)狀及問題

考慮到電排站排澇任務(wù)重，年運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)供電可靠性要求較高，確定電排站負(fù)荷等級(jí)為二級(jí)。全站采用雙回獨(dú)立電源供電。一回電源由楓江35kV變電站35kV專線引入，另一回電源從黃橋變電站引入。35kV饋線五回，分別至兩臺(tái)主變壓器(5000kVA)、一臺(tái)站用變壓器(800kVA)、一臺(tái)管理區(qū)用變壓器(200kVA)、一臺(tái)下隴洲變壓器(800kVA)。兩臺(tái)主變壓器負(fù)責(zé)4臺(tái)電動(dòng)機(jī)的供電；站用變壓器負(fù)責(zé)4臺(tái)容量為63kVA的勵(lì)磁變壓器、滲漏排水泵、技術(shù)供水泵、照明等站用設(shè)備的供電；管理區(qū)變壓器負(fù)責(zé)辦公區(qū)設(shè)備供電，下隴洲電排站變壓器接至另外一個(gè)電排站。電排站的配電系統(tǒng)見圖1。

圖1　同江電排站配電系統(tǒng)示意圖

對(duì)于異步電動(dòng)機(jī)，這樣的配電形式?jīng)]有問題，但對(duì)于同步電動(dòng)機(jī)，這種配電形式卻是有缺陷的。最明顯的缺陷是勵(lì)磁變壓器電源的單一性，即在外來電源正常供電的情況下，一旦站用變壓器(THA1)回路故障，勵(lì)磁變壓器將失電，4臺(tái)水泵均無法啟動(dòng)，這與二級(jí)負(fù)荷雙電源供電的原則是相矛盾的。

3解決問題的方案

目前同江電排站已經(jīng)建成并投入使用，要解決站用變回路故障時(shí)水泵無法啟動(dòng)的問題，不僅要從電氣專業(yè)考慮，還要考慮土建、投資、實(shí)施難度等問題。為此有以下四種方案可供選擇。

方案1：新購(gòu)置1臺(tái)與現(xiàn)有廠用變壓器容量、型號(hào)相同的變壓器(THA2)作為現(xiàn)有站用變壓器的備用；兩變壓器既可互為熱備用運(yùn)行，也可互為冷備用運(yùn)行，接線圖見圖2。該方案最大的優(yōu)點(diǎn)是不僅解決了勵(lì)磁系統(tǒng)的問題，還解決了全站站用電氣設(shè)備的雙電源問題，大大提高了供電的可靠性；但缺點(diǎn)也十分明顯，即投資大，設(shè)備布置困難。

圖2　方案1示意圖

方案2：購(gòu)置1臺(tái)200kW柴油發(fā)電機(jī)，作為現(xiàn)有廠用變壓器故障時(shí)的應(yīng)急電源，接線圖見圖3。該方案的優(yōu)點(diǎn)是電源可靠，缺點(diǎn)同樣是投資太大、設(shè)備布置困難，且無法滿足4臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行的要求(不考慮其他站用負(fù)荷，僅4臺(tái)勵(lì)磁變壓器總負(fù)荷就為252kVA)。

方案3：購(gòu)置4臺(tái)高壓勵(lì)磁變壓器，替換掉原來的勵(lì)磁變壓器，電源從各電動(dòng)機(jī)定子側(cè)引接，接線圖見圖4。該方案的優(yōu)點(diǎn)是投資較小，站用電對(duì)勵(lì)磁系統(tǒng)無影響，提高了電動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性，缺點(diǎn)依然是布置困難。

圖3　方案2示意圖

圖4　方案3示意圖

方案4：用母聯(lián)斷路器將站用變壓器(THA1)和管理區(qū)變壓器(TLP1)低壓側(cè)連接，當(dāng)站用變壓器回路故障時(shí)，通過管理區(qū)變壓器向勵(lì)磁變壓器供電。接線圖見圖5。該方案的優(yōu)點(diǎn)很明顯：投資小，易實(shí)施；但缺點(diǎn)也不容忽視：管理區(qū)變壓器容量為200kVA，無法滿足4臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)運(yùn)行的要求。帶廠用電負(fù)荷時(shí)，管理區(qū)用電也會(huì)受影響。

圖5　方案4示意圖

四個(gè)方案的優(yōu)、缺點(diǎn)比較見下表。通過比較發(fā)現(xiàn)，前三個(gè)方案投資較大，且土建工作量也都較大，實(shí)施也比較困難。最后一個(gè)方案投資最小，不涉及土建工作，最容易實(shí)施。目前電排站配電系統(tǒng)問題擬按“方案4”進(jìn)行處理。

站用電問題處理方案比較表

以上的四個(gè)方案都是發(fā)現(xiàn)問題后的補(bǔ)救措施，均不是理想方案。如果在設(shè)計(jì)電排站前，考慮到電動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備的重要性，設(shè)置2臺(tái)容量為500kVA的變壓器接在35kV母線上或分別接在兩段10kV母線上都是不錯(cuò)的方案。

4結(jié)語

在設(shè)計(jì)電排站時(shí)，一定要注意電排站的運(yùn)行特性，不同的電排站對(duì)供電可靠性要求是不同的，既要重視主設(shè)備配電設(shè)計(jì)，也要重視輔助設(shè)備配電設(shè)計(jì)，否則就會(huì)出現(xiàn)如本文所述的“因小失大”問題。本文通過介紹同江電排站配電系統(tǒng)的問題及處理措施，說明了電動(dòng)機(jī)輔助設(shè)備配電的重要性，以期引起其他設(shè)計(jì)者注意。