白马泾泵站电气设计中的几点技术改进

２０１５年第７期　２Ｏｌ５　Ｎｕｎｌｂｅｔ　７　水电与新能源　ＨＹＤＲＯＰ０ＷＥＲ　ＡＮＤ　ＮＥＷ　ＥＮＥＲＧＹ　总第１３３期　Ｔ０ｔａｌ　Ｎｏ．１３３　

ＤＯＩ：１０．１３６２２／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４２—１８００／ｔｖ．１６７１—３３５４．２０１５．０７．Ｏ１１　白马泾泵站电气设计中的几点技术改进　

薛媛　（湖北省水利水电规划勘测设计院，湖北武汉４３００６４）　

摘要：为提高白马泾泵站机电设备的可靠性，实现泵站运行的自动化、信息化，采用将绝缘铜管母线敷设在电缆沟中，用　双重判据判断驼峰水位、用ＵＰＳ供电、进行水泵电机中性点及电流互感器配置优化等新技术，解决了泵站电气设计中的　一些难点问题。　关键词：白马泾泵站；电气设计；技术改进　中图分类号：￥２７７．９　２　文献标志码：Ｂ　文章编号：１６７１—３３５４（２０１５）０７—００４２—０２　

Ｓｅｖｅｒａｌ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ　ｉｎ　ｔｈｅ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｂａｉｍａｊｉｎｇ　Ｐｕｍｐｉｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ　ＸＵＥ　Ｙｕａｎ　（Ｈｕｂｅｉ　Ｐｒｏｖｉｎｃｉａｌ　Ｗａｔｅｒ　Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒｏｐｏｗｅｒ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ　ａｎｄ　Ｄｅｓｉｇｎ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｗｕｈａｎ　４３００６４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ｒｅｌｉａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｅｌｅｃｔｒｏ—ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｔｏ　ｒｅａｌｉｚｅ　ｔｈｅ　ｏｐｅｒａｔｉｏｎ　ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｉｎｆｏｒ－　ｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ，ｓｅｖｅｒａｌ　ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｍｅａｓｕｒｅｓ　ａｒｅ　ａｄｏｐｔｅｄ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　Ｂａｉｍａｊｉｎｇ　Ｐｕｍｐｉｎｇ　Ｓｔａ—　ｔｉｏｎ，ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｌａｙｉｎｇ　ｔｈｅ　ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｃｏｐｐｅｒ　ｔｕｂｕｌａｒ　ｂｕｓｂａｒ　ｉｎｔｏ　ａ　ｃａｂｌｅ　ｔｒｅｎｃｈ，ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｕｍｐ　ｗａｔｅｒ　ｌｅｖｅｌ　ｗｉｔｈ　ｄｏｕｂｌｅ　ｃｒｉｔｅｒｉａ，ｐｏｗｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ　ｗｉｔｈ　ＵＰＳ，ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｍｏｔｏｒ　ｎｅｕｔｒａｌ　ｐｏｉｎｔ　ａｎｄ　ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｃｕｒｒｅｎｔ　ｔｒａｎｓ—　ｆｏｒｍｅｒ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：Ｂａｉｍａｊｉｎｇ　Ｐｕｍｐｉｎｇ　Ｓｔａｔｉｏｎ；ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　ｄｅｓｉｇｎ；ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　

白马泾泵站位于武汉市东西湖区白马泾附近，装　机６台套，容量３　４００　ｋＷ，水泵采用立轴全调节导叶　式混流水泵，电机采用ＴＬ３４００—４０／３２５０型三相立轴　同步电动机。白马泾泵站电气设计由１０　ｋＶ电机出口　电压配电、站用电、直流电源、照明、各设备及控制、保　护、信息化系统等部分组成。　１　电气设计中采用的先进技术　１）为不影响泵站周边环境，首次在泵站中将绝缘　铜管母线敷设在电缆沟中。　２）在机组启动前抽真空时，首次采用水位和真空　压力两个条件，来判断水位是否接近驼峰，水压是否达　到一定负压。使判别条件更加直观可靠，提高了检测　精度，保障了机组的可靠启动。　３）为保障控制设备安全稳定运行，泵站所有交流　控制电源均采用ＵＰＳ供电。　收稿日期：２０１５—０４—１３　作者简介：薛媛，女，助理工程师，从事水利工程电气设计工作。　４２　４）优化水泵电机中性点及出线电流互感器的布　置及配置，使电机外层混凝土风罩避免开孔，减小了施　工难度和工程量，节省了工程投资。　５）在泵站中首次使用合金塑料材质的电缆桥架。　

２先进技术的具体实施　１）绝缘铜管母线的敷设。泵站两回１０　ｋＶ进线采　用大电流、高机械强度、安装简便且具有良好绝缘性能　的全屏蔽绝缘铜管母线，铜管母线的型号为ＨＰＴＧＭ一　１０／１０００，规格为６０×６　ｍｍ，额定电压１２　ｋＶ，额定电流　１　０００　Ａ，热稳定电流（４　Ｓ）６３　ｋＡ，动稳定电流（峰值）　１６０　ｋＡ，额定绝缘水平为７５　ｋＶ（雷电冲击耐压）和　４５　ｋＶ（对地１　ｍｉｎ工频耐受电压）。为了不影响泵站　环境美观，铜管母线首次在电缆沟中敷设。由于采用　全绝缘，母线最小间距离为２１０　ｍｍ，最小相地距离为　１８０　ｍｍ，占用空间很小，电缆沟净宽１．３　ｍ，净深１　ｍ，　薛媛：白马泾泵站电气设计中的几点技术改进　２０１５年７月　可以满足两回ｌ０　ｋＶ铜管母线并排敷设…，并留有足　够的检修空间。沟底还设有排水沟，以免沟内渍水影　响绝缘。为了说明全屏蔽绝缘铜管母线的优越性能，　

将其与国内同类项目的主要技术指标对比，结果见　表１。　

表１　变电站至电机母线主回路使用传输设备类型及相关参数表　

２）驼峰水位的判断。为了降低水泵启动扬程，在　大型水泵机组启动之前，需将水泵出口流道通过真空　泵抽真空，在水流接近驼峰、虹吸管内负压达到一定值　时，再停止真空泵，启动机组　Ｊ。为了检测真空泵停　泵和机组启动的条件，一般只设置真空压力表，但根据　真空压力值无法直观判断水流是否接近驼峰，其压力　值不容易整定。为解决此问题，泵站在出口流道驼峰　处，设置有水位计和真空压力变送器，通过水位和真空　压力来判断，水位是否接近驼峰，压力是否达到一定　负压。　３）交流控制电源的选用。大型泵站电机起动时，　瞬时启动电流可能达到电机额定电流的５～７倍　Ｊ，如　果变压器或系统容量有限，势必引起电机母线电压下　降，降幅可能达到１０％～２５％。由于站用电也取自电　机母线，会致使站用电电压波动较大。泵站一般控制　设备均是交流控制电源，若电压降幅较大，会导致控制　设备重启，影响设备安全。白马泾泵站为解决此问题，　专门配备有１０　ｋＶ・Ａ　ＵＰＳ。这样，所有控制设备控制　电源都取自ＵＰＳ，在站用电压下降甚至停电时均能保　４）水泵电机中性点及电流互感器配置的优化。　对于大型同步电机，中性点和出口处须安装电流互感　器，此处的电流互感器一般安装在电机风罩处，将风罩　正对电机中性点和出口处预先开一个８００　ｍｍ×　６００　ｍｍ的孔　Ｊ，然后在开孔处制作ＣＴ支架，安装电　流互感器，施工较麻烦。本工程将电机出口风罩处的　电流互感器放置在相应的电机进线高压柜中。中性点　电流互感器选用ＬＦＳ—ｌＯＱ型全封闭环氧树脂浇注绝　缘电流互感器，本型电流互感器体积小、重量轻、绝缘　性能优越、精度高、动热稳定倍数高且安装方便，直接　将３只互感器用三脚架固定在风罩侧壁即可。由于中　性点处正常运行时无电压，绝缘距离很小，有足够安装　空间。通过对中性点和出线电流互感器的配置、选型，　可以省去混凝土风罩上的开孑Ｌ，施工简单方便，并且电　机外层混凝土风罩结构完整且美观。　５）电缆桥架材质的选用。由于合金塑料具有耐　热性强、热膨胀系数低、阻燃性好、绝缘性能高、耐腐蚀　性强、使用寿命长等优点，且具有良好的外观设计及其　较高的装饰性，故本泵站电缆桥架采用合金塑料材质　证对控制设备供电的稳定性，保障设备安全。　做成，其性能特点见表２。　表２各种材质电缆桥架性能特点对比表　

（下转第５０页）　４３　水电与新能源　２０１５年第７期　底模　。　ｕ　ｉ　Ｌ＿Ｊ　ｌ　Ｉ　ｌ　

ｆ＿＿　ｆ　

图３下模结构图（单位：ｍｍ）　现场用铜氧焊焊接的问题，明显提高了铜止水十字交　好评。本装置主要用于水利水电工程中十字铜止水接　叉处的安装效率，降低了制作安装成本，压制的十字形　头的加工，具有结构简单、操作方便、加工质量好等特　铜止水美观漂亮，经多个水电站施工项目部的使用，效　点。同时本装置设计已申请并获得国家专利授权，专　果良好，得到了设计院、现场监理和施工单位的认可与　利号ＺＬ２０１　１２００９９３６７．５。　：　ｔ　０；　０；　、：ｊ　ｊ　（上转第４ｌ页）　

３　结语　

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湖北省青龙水电站大坝溢流堰工程的预制混凝土　模板厚度薄、重量轻、强度高、易于施工，拼装后外观美　观，不但加快了施工进度，保证了施工安全，而且在质　量和经济方面同样取得了良好效果。　参考文献：　［１］胡清玲，韩锋．麒麟观拱坝溢洪道悬挑部位预制模板的设　计与施工［Ｊ］．湖北水力发电，２００９（１）：５０—５２　［２］邱云力．大型牛腿预制钢筋混凝土模板的设计及施工［Ｊ］．　广东水利水电，２００６（４）：６５—６７　‘ｐ‘ｐｔ）　０ｐ‘　．　；　，，、，‘　ｔ　、０　‘　、，　ｐ　（上转第４３页）　３　结语　大中型泵站建设过程中，要采用先进、成熟的技术　和手段，在规划、设计及工程建设的各方面都力求高起　点。同时要强调设计的实用性，体现现代水利发展的　实际要求，具备可操作性，以最大限度地发挥整个泵站　工程系统的效益。　现代化的大中型泵站并不意味着复杂和超标准投　资。相反，大中型泵站的设计应在安全可靠的基础上，　５０　；ｐ　、　ｐ　。ｔ　［３］江立流．预制钢筋混凝土模板在大型牛腿结构中的应用　［Ｊ］．大科技，２０１２（２２）：１６８—１７０　［４］魏明祥．金安桥电站大型牛腿预制钢筋混凝土模板设计及　施工［Ｊ］．中国电力教育：上，２０１０（Ａ０１）：４９６—４９９　［５］陈艳艳．三里坪电站中孔预制混凝土模板设计与应用体会　［Ｊ］．陕西水利，２０１３（１）：７１—７３　［６］ＤＩＶＴ５０５７—２００９，水工混凝土结构设计规范［Ｓ］　［７］邓志业，陆国念，等．预制混凝土模板在大体型牛腿施工　中的应用［Ｊ］．红水河，２００６，２５（４）：１６９—１７２　［８］颉建军．内拉式预制混凝土模板在牛腿施工中的应用［Ｊ］．　水利水电技术，１９９６（２）：４３—４５　ｔ　≯　力求简洁，保证施工方便，同时应当采用各种新材料、　新技术、新工艺、新设备，尽量降低工程投资。施工中　应采用先进技术，提高泵站机电设备的可靠性；实现泵　站运行自动化、信息化，逐步实现无人值班、少人值守；　进一步加强水环境保护和治理，改善生态环境和工作　环境。　参考文献：　［１］ＧＢ５０２１７—２００７，电力工程电缆设计规范［Ｓ］　［２］ＧＢ５０２６５—２０１０，泵站设计规范［Ｓ］　『３１ＳＬ３１１—２００４，水利水电工程高压配电装置设计规范［Ｓ］