段家塬四級(jí)泵站改造的必要性及內(nèi)容分析

黨微娟

（渭南市東雷二期抽黃工程管理局，陜西 渭南714000）

0 引言

段家塬四級(jí)站是渭南市東雷二期抽黃工程段家塬系統(tǒng)的二級(jí)泵站，安裝4臺(tái)14SH－9A水泵機(jī)組，水泵配套電機(jī)功率為315 k W，設(shè)計(jì)揚(yáng)程67.50 m，泵站設(shè)計(jì)流量1.28 m3／s，裝機(jī)總功率1 260 k W，控制灌溉面積4.12萬畝。

段家塬四級(jí)站建于20世紀(jì)90年代初，以黃河為水源，泵站工程運(yùn)行至今，建筑物破損，機(jī)電設(shè)備等由于磨損老化均不同程度地存在許多不容忽視的問題，特別是配電設(shè)備多數(shù)屬淘汰產(chǎn)品。泵站自運(yùn)行以來，對(duì)機(jī)電設(shè)備幾乎沒有投入改造資金，磨損老化的設(shè)備和設(shè)施得不到及時(shí)維修和更新，機(jī)電設(shè)備事故增多，裝置運(yùn)行效率下降，能源單耗和運(yùn)行成本超標(biāo)，提水能力逐年下降，制約了泵站效益的正常發(fā)揮，也影響了泵站的安全運(yùn)行。

1 改造的必要性

（1）大型泵站更新改造是保證國(guó)家糧食安全的需要。段家塬四級(jí)泵站提灌控制的大荔縣灌區(qū)多年以來一直是我省的商品糧食生產(chǎn)基地，是糧食生產(chǎn)“主力軍”。泵站控制灌溉面積達(dá)4.12萬畝，其高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有一定的積極作用。

（2）大型泵站更新改造是促進(jìn)節(jié)能減排的需要。泵站更新改造不僅提高了其灌溉標(biāo)準(zhǔn)，也提高了泵站工程運(yùn)行的安全可靠性，從而保障了灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。同時(shí)，設(shè)備的更新改造提高了泵站的效率，降低了能耗，是節(jié)能減排的一項(xiàng)重要舉措。

（3）大型泵站更新改造是保證水利工程發(fā)揮整體效益的需要。段家塬四級(jí)泵站作為段家塬系統(tǒng)二級(jí)站，控制灌溉面積約4.12萬畝，用水量約占段家塬系統(tǒng)總抽水量的2／5，在樞紐泵站機(jī)組配合及塬上總干渠輸配水方面作用重大。因此，配合以上灌區(qū)渠系改造工程的進(jìn)行，泵站改造也勢(shì)在必行，這樣才能將總體改造后的效益發(fā)揮到最大。

（4）大型泵站更新改造是推動(dòng)管理體制改革良性運(yùn)行的需要。目前灌區(qū)總體泵站管理體制不順、運(yùn)行機(jī)制不活、政企不分、管理人員膨脹，嚴(yán)重制約了灌區(qū)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。大型泵站實(shí)施更新改造，將為加快推進(jìn)泵站管理體制改革創(chuàng)造有利條件。

2 改造的可行性

首先，國(guó)家高度重視“三農(nóng)”問題，為鞏固和發(fā)展農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)地位，全面發(fā)展農(nóng)村經(jīng)濟(jì)提出了強(qiáng)有力的政策保障。其次，我國(guó)大型水泵機(jī)組變配電設(shè)備的生產(chǎn)能力及規(guī)模都已躍居世界前列，為又快又好地更新改造泵站機(jī)電設(shè)備創(chuàng)造了有利條件。

2.1 氣象

段家塬四級(jí)泵站所在地屬溫帶大陸性季風(fēng)氣候，春季干旱，夏多暴雨，冬季嚴(yán)寒干燥，多年平均降水量為519.5～553.3 mm，且時(shí)空分布不均，50%以上的雨量集中在7—9月。農(nóng)作物生育需水關(guān)鍵期干旱少雨，產(chǎn)量低而不穩(wěn)。年蒸發(fā)量約1 400 mm。0℃以下氣溫多出現(xiàn)在12月中旬—來年2月中旬，最大凍土深度40 cm，極端最低氣溫－15.5℃，極端最高氣溫41.8℃。最大風(fēng)力九級(jí)，風(fēng)速24 m／s。全年平均無霜期223.50天。

2.2 地質(zhì)

（1）區(qū)域地質(zhì)概況：工程區(qū)位于黃河以西、北山以南、洛河以東，地形總體表現(xiàn)為北高南低，地面高程在750～320 m之間，南北高差懸殊，呈階梯狀向渭河傾降。區(qū)內(nèi)主要地形地貌有低中山、山前洪積平原（扇裙）、黃土臺(tái)塬、河谷階地等多種形式。

（2）水文地質(zhì)概況：本區(qū)堆積了巨厚的陸相沉積物，區(qū)內(nèi)地下水分布很不均勻，南部水量豐富，水位埋深較淺，北部水量貧乏，水位埋深較深。地下水類型主要為潛水和承壓水。

（3）地震動(dòng)參數(shù)：根據(jù)GB18306—2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》確定工程區(qū)洛河以東為Ⅷ度區(qū)，工程區(qū)處于洛河以東，本次按Ⅷ度設(shè)防。工程區(qū)地震動(dòng)峰值加速度為0.2g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.45 s。

3 電氣改造設(shè)計(jì)

3.1 主接線

段家塬四級(jí)泵站電氣主接線為單母線接線方式，供電電源引自110 k V下寨變電站下段35 k V母線。泵站設(shè)額定容量為1 600 k VA的主變壓器一臺(tái)，電壓35±2×2.5%／6.3 k V，主變低壓側(cè)6 k V電動(dòng)機(jī)母線采用單母線接線，4臺(tái)電動(dòng)機(jī)分別從泵站6 k V母線引接供電。

3.2 變配電設(shè)備

經(jīng)多年運(yùn)行，站內(nèi)電氣設(shè)備基本老化，本次電氣一次改造在保持原設(shè)計(jì)、布置基本不變的前提下，主要是更換主變壓器、站用變壓器、全站原有高低壓電氣設(shè)備、站用變等。本次電氣二次改造將增加計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)，提高段家塬四級(jí)泵站自動(dòng)化水平，將常規(guī)繼電保護(hù)系統(tǒng)更換為微機(jī)保護(hù)裝置；直流電源系統(tǒng)更換為高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)，蓄電池采用免維護(hù)鉛酸蓄電池；增加火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)和工業(yè)電視系統(tǒng)。

具體改造內(nèi)容如下：

（1）主變壓器：原 S7－1600／35／6 k V 主變壓器一臺(tái)，變?yōu)镾11－1600／35／6 k V，35±2×2.5%／6 k V，Dyn11，Uk＝4%。

（2）站用變壓器：原SL7－125／6／0.4 k V 站用變壓器一臺(tái)，變?yōu)镾11－100／6／0.4 k V，6±5%／0.4 k V，Dyn11，Uk＝4%。

（3）生活變壓器：原SL7－30／10／0.4 k V 生活變壓器一臺(tái)，變?yōu)镾11－50／10／0.4 k V，10±5%／0.4 k V，Dyn11，Uk＝4%。

（4）高低壓配電設(shè)備：更新KYN28－12高壓開關(guān)柜七面，其中主機(jī)組四面，站變開關(guān)柜一面，PT柜一面，電容器出線柜一面。更新低壓柜三面，進(jìn)線屏一面，出線屏兩面。更新動(dòng)力配電箱及動(dòng)力控制箱共五面。

（5）原繼電器保護(hù)屏保護(hù)方式落后，且不能與自動(dòng)化系統(tǒng)兼容，更新為微機(jī)保護(hù)裝置，裝于高壓開關(guān)柜中。

（6）監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)置機(jī)組LCU屏、公用LCU屏共兩面。

（7）直流電源系統(tǒng)更新為高頻開關(guān)直流電源系統(tǒng)，輸出電壓為220 V、48 V，饋電柜一面，蓄電池柜一面，采用免維護(hù)鉛酸蓄電池，電池容量65 Ah。

（8）設(shè)置計(jì)量用電度表屏一面，UPS屏一面。

（9）設(shè)置計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)及工業(yè)電視系統(tǒng)。

（10）更新1 k V電力電纜約2 km，更新KVVP型控制電纜約6 km。

（11）更新泵站照明系統(tǒng)，正常照明基本維持原設(shè)計(jì)方案不變，更換照明配電箱和照明燈具、線路，照明燈具更換為節(jié)能型燈具。

（12）更新ZW7－40.5／630 A／25 k A 型戶外真空斷路器一臺(tái)，更新GW4－35DW／630 A型隔離開關(guān)一組，更新 YH5WS－51／134型避雷器一組。

4 輔助設(shè)備改造設(shè)計(jì)

（1）泵站排水系統(tǒng)改造：拆除原排水管路，重新安裝排水系統(tǒng)管路，更新IS50－32排水泵兩臺(tái)。

（2）泵站真空系統(tǒng)改造：主管采用φ70鍍鋅鋼管，用角鐵支架明敷，機(jī)組支管更換為φ20鍍鋅鋼管，更新SZ－1真空泵兩臺(tái)。

（3）清水系統(tǒng)改造。

（4）更新進(jìn)水側(cè)D941X／DN500電動(dòng)蝶閥4臺(tái)，出水側(cè)HTDB741X－10／DN400液控蝶閥4臺(tái)。

（5）水力監(jiān)測(cè)設(shè)備：配合新建計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)增設(shè)各種監(jiān)測(cè)設(shè)備，對(duì)泵站的各種水位、水壓、流量、溫度進(jìn)行全程實(shí)時(shí)就地、遠(yuǎn)程集中監(jiān)控，并增設(shè)監(jiān)控設(shè)備。

（6）消防設(shè)計(jì)：站內(nèi)消防系統(tǒng)基本完好，本次僅對(duì)消防箱、消火栓進(jìn)行更換，并在高、低壓室分別配備一套手提式二氧化碳干粉滅火器，型號(hào)為MT3，每套兩具。

5 金屬結(jié)構(gòu)改造

（1）改造進(jìn)水側(cè)4臺(tái)LQ－3T型啟閉機(jī)。

（2）改造進(jìn)水閘門4面。

6 節(jié)能設(shè)計(jì)

結(jié)合泵站改造方案，從改造設(shè)計(jì)、建設(shè)管理、施工、運(yùn)行等多角度綜合考慮泵站的節(jié)能設(shè)計(jì)方案。

［1］GB50265—2010 泵站設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［2］GB50288—99 灌溉與排水工程設(shè)計(jì)規(guī)范［S］.

［3］SL252—2000 水利水電工程等級(jí)劃分及洪水標(biāo)準(zhǔn)［S］.

［4］GB18306—2001 中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖［S］.