1工程概况
宁东供水工程是为宁东能源化工基地煤矿、电厂、煤化工等项目提供生产、生活用水，同时为改善宁东能源化工基地周边的生态环境提供水源条件。宁东能源化工基地位于黄河以东的灵武市境内，基地建设对全区工业化、城市化进程，促进经济社会发展，具有重大意义。
宁东能源化工基地供水工程根据需水情况分两期建设，工程设计各泵站机组年运行小时数为7 392 h.供水保证率97 ，对供电可靠性有着较高的要求。
本工程一期共建设两座泵站，即金水源泵站和红山石泵站，两座泵站成梯级扬水泵站形式。金水源泵站一期安装工业水泵3台，单机容量0. 35万kW ；生态水泵1台，单机容量0. 315万kW.总装机容量1. 365万kW ，电机采用同步型，额定电压10 kV。终期再增加3台单机容量0. 35万kW的机组，装机容量达2. 415万kW。红石山泵站一期安装水泵3台，单机容量0. 35万kW ，总装机容量1. 05万kW ，采用两台运行一台备用的运行方式，电机采用同步型，额定电压10 kV。终期再增加3台同容量机组，装机容量达2. 1万kW.
2供电系统
由于本工程重要性及其工程的自身特点，要求供电系统应安全可靠。因此，供电系统设计时以宁东地区电网的现状及发展为基础，结合宁东能源化工基地的总体规划，充分考虑供水用电的要求和特点，制定科学合理、经济供电方案。
由于本工程分期建设，供电方案的设计坚持远近结合原则，正确处理近期和远期发展的关系。结合电网的中长期规划统筹考虑，协调发展，对宁东能源化工基地供水工程的供电能力和可靠性，应结合其负荷性质坚持因地制宜、适当超前的原则。
经与宁夏电力公司宁东供电局协商，确定本工程的供电方案为：金水源泵站及红山石泵站电源均引自黑山110 kV变电所35 kV母线，双回路供电。送电线路至红山石泵站全长8. 3 km ，金水源泵站在线路长度6. 5 km处采用双“T”接方式引接进入泵站，即各泵站均采用35 kV级双回线路供电。线路导线截面按终期负荷及经济电流密度进行计算选择，本线路导线选为L GJ 2 240/ 30 ，采用双回路铁塔架设。
各泵站设置“泵变合一”
35/ 10 kV变电所，与副厂房整体统一布置。
3电气主接线选择
由于两级泵站机组基本类同，所以，以下仅就金水源泵站（以下简称泵站、机组等）情况进行分析。
3. 1电动机与主变压器接线方式
金水源泵站机组台数多，共有7台电动机。根据工程的运行和电动机分期安装情况，电动机与主变压器接线可有三台主变压器、两台主变压器及一台组合方案。以下就这些方案进行分析比较，以便选出适合本工程的方案。
（1）方案一：3台主变压器方案，10 kV母线分3段。
I段母线接3台电动机，II段、III段母线各带2台电动机。当任意一台主变压器或任意一段母线故障时影响1/ 3的机组（1号主变压器或I段母线时可能影响略多）。
（2）方案二：2台主变压器方案，10 kV母线分2段，I段母线接4台电动机，II段母线带3台电动机。当任意一台主变压器或任意一段母线故障时影响1/ 2的机组（1号主变压器或I段母线时可能影响略多）。
（3）方案三：1台主变压器方案，10 kV母线为1段，7台电动机均引自这一段母线。当主变压器或母线故障时所有的机组全部停止运行。
由上所述可见：方案一每段母线所带机组少，可靠性也高，后期再上其他机组时的改动工作量较少并且对一期运行设备影响小。由于主变容量较小，其10 kV母线侧短路电流也较小，从而使10 kV开关柜造价降低。
方案三每段母线所带机组台数多（7台电机） ，其可靠性低。又由于此方案只有一段母线，一期上两回线路。从而使后期工程扩建时对一期运行设备影响大，不利于扩建。另外，因主变容量大使得10 kV侧短路容量加大，也使得10 kV开关柜造价增高。
方案二在可靠性、后期扩建改造等方面介于上述两者之间。但其10 kV侧短路容量与方案一是同等级的，即10 kV开关柜单价与之相同，但由于其数量较少，所以它的总造价也较方案一低。
通过以上分析比较，可以看出方案一可靠性高、运行灵活，但经济性差。方案二可靠性较高、运行灵活，经济性适中。鉴于本工程情况，方案二可靠性已满足要求。方案三虽然经济性好，但可靠性低、运行不灵活等。故方案二优。所以。
电动机与主变压器侧接线方式采用方案二，即两台主变压器、10 kV母线分两段。
3. 2 35 kV高压系统侧接线
根据供电系统方案，泵站变电站采用两回35 kV进线。根据本泵站供电要求，对35 kV高压侧考虑了桥型接线、简化桥型接线、单母线接线、单母线分段接线、单母线简易分段、角形接线等。经初步筛选后，选出单母线分段、单母线及内桥型接线三种为主进行分析比较如下。
（1）单母线分段接线。本方案供电可靠性在三个方案中高，接线较简单，保护操作方便。任一主变故障或检修只需跳开主变高低压侧各一台断路器即可，此时只影响该主变所带的机组。即使在双重故障或高压一段母线故障时也只影响本站一半机组运行。另外，此种接线特别有利于供电系统以后增加第二电源的方案（后增加的第二电源与原电源很可能不允许联网运行）。它的缺点是设备间隔数量较多，造价高。
（2）单母线接线。它比单母线分段接线少了两个间隔数，接线简单，保护操作方便。主要是为了降低造价，但其可靠性在三个方案中低，当高压母线故障或出现双重故障（如主变高压侧断路器拒动）时会造成全泵站停机。另外，此接线特别不利于供电系统今后增加第二电源方案。
（3）内桥型接线。本方案接线设备间隔数量少，造价低。其供电可靠性介于上述两方案之间，当任一台主变故障或检修需跳开两个高压侧断路器，操作保护相对复杂。
由上述可见，单母线分段接线可靠性高，运行灵活性好，但其造价也高，单母线接线可靠性低，运行灵活性较好，造价较低。内桥型接线可靠性较高，运行灵活性不如前两者，但其造价低。通过以上分析比较，综合性能好的为单母线分段方案。所以，高压侧接线方案采用单母线分段方案。
3. 3电气主接线方案
综合上述分析，再结合本工程的特点，经过对各方案技术、经济综合比较后采用方案二：即35 kV高压侧为单母线分段、2台主变压器、10 kV侧采用单母线二分段方案。
4电动机组起动
对大型同步电动机，其起动方式有多种，如全压异步直接起动、降压异步起动、变频启动等。如果电动机的容量与所接入的系统容量合适，即供电系统的容量完全可以满足电机全压异步直接起动时母线压降值要求，即可全压直接起动。此种方式接线简单，不需增加任何辅助设备，运行操作也便捷。
有条件的应优先采用。在《泵站设计规范》GB/ T50265 2 97中也明确规定了“机组应优先采用全压直接起动方式”。
根据本泵站电气主接线方案及供电系统情况，针对3 500 kW电机，全压直接起动经计算并结合泵站主变压器采用有载调压型情况时10 kV母线电压降已高于85 ，满足《泵站技术规范》SD204 2 86及《泵站设计规范》GB/ T 50265 2 97的要求。另外，因系统在小运行方式时的参数未确定（现有电抗值可能偏大，即泵站实际启动时压降可能小） ，因此本泵站机组全压直接起动是完全可行的。
5电动机过电压保护
本工程从总体考虑，通过综合分析比较，10 kV侧采用真空断路器。由于真空断路器存在较为突出的操作过电压问题，在操作时可能对电机等弱绝缘类电气设备造成损害。操作过电压不是一个定值，它既与断路器本体性能优劣有关，也与所在电气回路所接负载性质、连接导体类型及长短等有密切关系。所以，采用真空断路器时应根据具体工程情况考虑过电压保护的设置问题。本工程参照国内类似工程的成熟经验在主电动机进口处配置了RC阻容及避雷装置，在干式站用变压器及励磁变压器进口处配置了RC阻容装置，在10 kV母线上配置了避雷器装置。
6站用电接线
由于本工程的重要性及其运行等特点，为保证泵站安全可靠运行，站用电电源分别引自泵站内10 kV两母线和35 kV两母线。本泵站采用2干式站用变压器。当泵站全部机组停运时，为减少主变的运行损耗，站用电只运行引自35 kV两母线的一台。站用电低压侧采用380/ 220 V系统，单母线分两段，并装设备用电源自动投入装置，正常时分段运行。
7结语
通过上述技术与经济性能的综合比较，并结合本工程实际情况，泵站的电气主接线高压侧接线方案采用单母线分段方案，电动机与主变压器接线采用两台主变压器、10 kV母线分两段方案、电动机采用全压直接启动方式，站用电电源分别引自泵站的10 kV母线和35 kV母线。
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