电排站双回路供电电源改造提升实践_闫培龙.pdf

143 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）电排站双回路供电电源改造提升实践闫培龙（梅州市梅州大堤管理处，广东 梅州 514000）摘 要：大多电排站主要采用单回路设计，在极端天气或供电设施检修，供电可靠性无法保障，亟需增设双回路供电电源。通过对目标工程梅州大坝七孔闸电排站的主供电线路和备用供电线路各增设 10KV 回供电线路，验算短路电流，并在泵站变配电室加装开关柜及自动装置，达到双回路供电、自动投入备用电源的目的，对电气平面布置进行优化设计，从而提高七孔闸电排站的供电可靠性，实现了大堤电排站双回路供电系统的要求。关键词：电排站；双回路供电电源；供电可靠性；电气设计 中图分类号：TU992.25 文献标识码：B文章编号:1007-7596（2022）12-0143-04 收稿日期 2022-11-08 作者简介 闫培龙（1 9 8 9-），女，山东临沂人，助理工程师。1 项目背景梅州大堤南堤全长 12.11km，设五座电排站。七孔闸电排站是梅州大堤南堤一座防洪、排涝电排工程。该站始建于 1974 年，电排站采用闸站结合的方式，电排站装机容量为 4155kW，设计流量为42.31m3/s，设计扬程为 4.49 m。该电排站进行过一次扩容改造，扩容后电排站的排涝标准按 10a 一遇 24 暴雨 1 天排干改造，装机选取 3560 kW，采用 1600ZDB-70 潜水电泵机组，配备 YQGN990-20 电动机，单机排水流量为 6.67 m3/s,扩容后电排站总装机容量为 4155+3560=2300kW。2 供电系统优化目标本工程主要对七孔闸电排站进行增设双回路供电电源工程优化改造。保证在其中一根电缆损坏不能正常工作的情况下采用另一根电缆进行，不至于停电。设计范围从初步供电方案的备供电源 T 接点至电排站的 10kV 开关柜止，包括高压系统接入方式、系统主接线、设备平面布置等，包括将原主供电缆引入配电室并接至进线柜。主要建设内容包括：拆除原有高压柜 4 面、新装高压柜 6 面、敷设 YJV22-8.7/15-3150 电缆 300m、敷设 YJV22-8.7/15-370 电缆 15m。、搭设脚手架 80m2。七孔闸电排站：从主供电源 110kV 江南变电站10kV 新中东线 538 七孔闸支线#03 塔 T 接点敷设高压交联电缆 YJV22-8.7/15-3150 150m 至 10kV进线柜；从备供电源 110kV 马鞍山变电站 10kV 马江线 F26 七孔闸排涝侧公用电缆分接箱 Z3 T 接点敷设高压交联电缆 YJV22-8.7/15-3150 60m 至10kV进线柜。该电排站现有10kV开关柜比较老化，动作不灵敏，且该型号开关柜已停止生产，维修困难，需予以更换，新装高压断路器柜 6 面1。DOI:10.14122/ki.hskj.2022.12.032 144 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）3 改造方案分析3.1 供电电源及计量本着应考虑符合市政现状与规划，减少施工的停电转接时间的建设原则，设计供电电源配置如下：10kV 电源主供 T 接 110kV 江南变电站 10kV新中东线 538 七孔闸支线#03 塔；10kV 电源备供 T接 110kV 马鞍山变电站 10kV 马江线 F26 七孔闸排涝侧公用电缆分接箱 Z3；用 YJV22-8.7/15-3150电缆从 10kV 新中东线 538 七孔闸支线#03 塔引至#1 配电房新增高压柜 G1；用 YJV22-8.7/15-3150电缆从 10kV 马江线 F26 七孔闸排涝侧公用电缆分接箱 Z3 引至#1 配电房新增高压柜 G6；用 YJV22-8.7/15-3150 电缆从#1 配电房新增高压柜 G4 引至#2 配电房原有 AH1 进线柜。计量采用高供高计计量方式，10kV 主供、备供线路计量点设置用户高压计量柜，PT:10/0.1kV，0.2 级；CT：300/5A,0.2S 级。表箱内安装由供电部门提供的电子式多功能电能表及负控终端。计量设备应符合南网典型设计要求2。3.2 短路电流计算3.2.1 10kV 新中东线 538 运行时1）系统及线路相关参数计算：系统参数：江南变侧定值:4800A/0S、2000A/0.3S、550A/0.6S。江南站 10kV 母线阻抗：大方式为 0.23202(有名值为 0.255)，小方式为 0.51548(有名值为 0.5670)。线路参数为：a）江南站至 10kV 新中东线 538 七孔闸支线#03 塔为电力电缆 YJV22-3X300，长度为 2km，阻抗 Z=2(0.085+0.081j)=0.17+0.162j。b）10kV 新中东线 538 七孔闸支线#03 塔至七孔闸电排站为电力电缆 YJV22-3X150，长度为90m，阻抗 Z=1(0.347+0.101j)=0.347+0.101j。变压器参数如下：800kVA 变压器阻抗：(10.510.5/0.8)0.04=11.02；100kVA 变压器阻抗：(10.510.5/0.1)0.04=22.02。2）关于短路电流的计算：在七孔闸电排站 800kVA 变压器低压侧，大方式系统对七孔闸电排站 800kVA 变压器低压侧式阻抗为：X=0.255+0.162+0.101+11.02=11.548。七孔闸电排站 800kVA 变压器低压侧三相短路电流 IK=(10.5/1.732)/11.548=0.525kA=525A。在七孔闸电排站 100kVA 变压器低压侧，大方式系统对七孔闸电排站 100kVA 变压器低压侧式阻抗为：X=0.255+0.162+0.101+22.02=22.548；七孔闸电排站 100kVA 变压器低压侧三相短路电流 IK=(10.5/1.732)/22.548=0.269kA=269A；在 10kV 侧，小方式系统对七孔闸电排站 10KV 侧阻抗为：Z=(0.17+0.347）+(0.5670+0.162+0.101)j=0.517+0.83j；|Z|=（0.5172+0.832）=0.97。七孔闸电排站 10KV 侧两相短路电流 IK=0.866(10.5/1.732)/0.97=5.412KA=5412A。3）定值计算：800kVA 变 压 器 柜：CT:75/5A，Ie=Ie=800/(10.51.732)=44A。a）速断：躲变低侧三相短路电流：Idz=1.4Ik=1.4*525A=735A。躲主变励磁涌流：Idz=5*Ie=5*22=110A。取值为一次值 735A，.二次值 91.87A，时限S=0 秒。b）过流：Idz=4Ie=422A=88A，二次值 11A，时限 S=0.3 秒。c）过负荷发信：Idz=1.2Ie=1.2X22=26.4A，二次值 3.3A，时限 S=20 秒。100kVA 变压器柜：CT:20/5A，Ie=100/(10.51.732)=5.5A。a）速断：躲变低侧三相短路：Idz=1.4Ik=1.4269A=378A躲主变励磁涌流：Idz=5Ie=511=55A取值为一次值378A，二次值94.1A，时限S=0秒。b）过流：Idz=4Ie=411A=44A，二次值为11A，时限 S=0.3 秒。c）过负荷发信：Idz=1.2Ie=1.211=13.2A，二次值 3.3A，时限 S=20 秒。3.2.2 10kV 马江线 F26 运行时1）参数计算：系 统 参 数 为 马 鞍 山 变 侧 定 值:5400A/0S，2700A/0.3S，600A/0.6S。马 鞍 山 站 10kV 母 线 阻抗:大方式为 0.19681(有名值为 0.216),小方式为0.40443(有名值为 0.445)。145 2022 年 第 12 期 黑 龙 江 水 利 科 技 No.12.2022 （第 50 卷）Heilongjiang Hydraulic Science and Technology （Total No.50）线 路 参 数 为 马 鞍 山 变 电 站 10kV 马 江线 F26 七 孔 闸 排 涝 侧 公 用 电 缆 分 接 箱 Z3 为电 力 电 缆 YJV22-3X300，长 度 为 2km，阻 抗Z=2(0.085+0.081j)=0.17+0.162j；马江线 F26 七孔闸排涝侧公用电缆分接箱 Z3 至七孔闸电排站为电力电缆 YJV22-3X70,长度为 0.32km，阻抗 Z=0.32(0.347+0.101j)=0.111+0.032j。800kVA 变压器阻抗：(10.510.5/0.4)0.04=11.02。100kVA 变压器阻抗：(10.510.5/0.2)0.04=22.02。2）短路电流计算：七孔闸电排站 800kVA 变压器低压侧的大方式系统对七孔闸电排站 800kVA 变压器低压侧式 阻 抗 为：Z=0.216+0.162+0.032+11.02=11.43。七 孔 闸 电 排 站 800kVA 变 压 器 低 压 侧 三 相 短路 电 流 IK=(10.5/1.732)/11.43=530A；七 孔 闸 电排 站 100kVA 变 压 器 低 压 侧 的 大 方 式 系 统 对七 孔 闸 电 排 站 100kVA 变 压 器 低 压 侧 式 阻 抗为：X=0.216+0.162+0.032+22.02=22.43，七孔闸电排站 100kVA 变压器低压侧三相短路电流IK=(10.5/1.732)/22.43=270A；七孔闸电排站 10kV侧的小方式系统对七孔闸电排站 10kV 阻抗为：Z=(0.17+0.347)+(0.445+0.162+0.032)j=0.517+0.639j，|Z|=0.821，七孔闸电排站 10kV 侧两相短路电流IK=0.866*(10.5/1.732)/0.821=6.395kA=6395A。3）定值计算：800kVA 变压器柜：CT:75/5A，Ie=800/(10.51.732)=44A。a）速断：躲变低侧三相短路电流：Idz=4Ik=1.4530A=742A。躲主变励磁涌流：Idz=5Ie=522=110A。取值为一次值 742A，二次值 92.75A，时限S=0 秒。b）过流：Idz=4Ie=88A，二次值取值 11A，时限 S=0.3 秒。c）过负荷发信：Idz=1.2Ie=1.222=26.4A，二次值 3.3A，时限 S=20 秒。100kVA 变压器柜：CT：20/5A，Ie=100/(10.51.732)=5.5A。a）速断：躲变低侧三相短路电流：Idz=1.4Ik=1.4270A=378A。躲主变励磁涌流：Idz=5Ie=511=22A。取值为一次 378A，二次值 94.5A，时限 S=0 秒。b）过 流：Idz=4Ie=411A=44A，二 次 值11A，时限 S=0.3 秒。c）过负荷发信：Idz=1.2Ie=1.211=13.2，次值 3.3A，时限 S=20 秒。3.2.3 定值整定1）800kVA 变压器柜：CT：75/5A：a）速断：一次取值 744A，二次值 93A，时限 S=0 秒，变高两相短路时保护灵敏系数为：Klm=5412/744=7.27。b）过流：一次取值 88A，二次值 11A，时限 S=0.3 秒，变低两相短路时保护灵敏系数：Klm=525/88=5.96。c）过负荷发信：一次取值1.2Ie=1.222=27.2A，二次值3.4A，时限 S=20 秒。2）100kVA 变压器柜：CT:20/5A：a）速 断：一 次