泵站電氣設計節能環保的實現及思考

索長旭

【摘要】隨著農業的現代化水平不斷的提高，大部分的農業生產都對水利設施的建設存在一定的依賴性，這就使得電力排灌泵站的作用越來越重要，其中，中小型的泵電站得到了廣泛的應用，在長期的使用過程中，如何將泵站的電氣設計在保證經濟發展的同時實現節能環保的社會效益成為泵站未來可持續發展的關鍵，本文就泵站的電氣節能環保設計的相關問題展開討論，希望能對以后的設計工作提供幫助參考。

【關鍵詞】泵站；環保節能；經濟性

引言：

在對中小型的泵站的地方資金的籌措上存在明顯的不足，在加強資金的投入，保證泵站的經濟社會效益的同時要將其節能環保的功能的實現，盡量縮小與經濟效益之間存在的矛盾，考慮到環保節能同經濟效益之間的平衡，在設計的使用能夠滿足經濟效益的同時盡量采用節能環保的設備及措施，下面具體說明一下泵站電氣設計的幾個方面的考慮因素，從而更好的將其節能環保的功能進行實現。

一、電壓等級、主接線的確定

中小型的泵站具有其自身建設的特點，在建設的過程中其位置比較靠近排灌區，排灌的方式比較靈活，工程建設比較簡易，投資較省的同時見到效果的速度較快，主要是由低壓機組成，單機的容量相對較小，在裝機的臺數上也存在一定的差異性，有的只有一臺，有的十幾臺，建設的資金主要來源于國家的投入，地方的自籌建設起到了輔助的作用。

（一）電壓等級的確定

近年來，農網進行改進和改造的力度不斷加大，在進行農業供電的建設工作時所需要的供電半徑也相對減小，其中，供電的電壓分為35kV、10kV、0.4kV三種主要的等級，35kV的供電屬于經濟適用的一個，在進行泵站的電氣設計中應該優先考慮和選擇，10kV的在供電設計中在電能的損耗上還是占據了一定的優勢的，相比之前的兩種，0.4kV的在泵站的電氣設計中最不占據優勢，供電的電流較大，對電路的損耗相對明顯，也會由此造成用銅量的增加，所以，在一般的電氣設計環節，為了能夠盡量的減少能源的損耗、節約投資，都會選擇比較適用的35kV和10kV的線路，當泵站附近有這樣的線路經過時，就會用T接的方式從系統中獲得電源，在沒有相對較便利的線路利用條件時，就要考慮從附近的變電站架設10kV的專用線路。

（二）主接線的確定

泵站的主接線的確定要根據不同的泵站的負荷性質以及其在運行上的特點來進行不同的標準衡量的，中小型的泵站的負荷大多數是三級的負荷，這就使其在容量上相對較小，所以在高壓電源的選擇上一般選用變壓器組接線這一簡單又經濟的線路，如果在變壓器的運行上需要采用兩臺以上時，也可以選擇用單母線進行接線，在對變壓器的變比、阻抗電壓、接線組別這三者之間進行配置時要將其的容量等因素控制在合理的范圍內，并且一定要注意避免對變壓器之間進行多臺變壓器并列組合的情況發生，因為變壓器的并列運行會導致各變壓器之間會因為環流產生的損耗、負荷分配不均的情況對變壓器的使用產生不利的影響。另外，電動機的電壓可以采用單母線或者單母線分段的形式，在裝機的臺數較多時，就要將電壓機的母線可以單接母線分段接線或者分別接多臺電動機的形式，這樣可以很好的改善電動機的靈活性。

二、主要設備的選擇

（一）配電變壓器的選擇

在進行配電變壓器的選擇上，要考慮全方面的使用功能，對其的性能參數進行有效的了解并且要根據其電負荷的使用情況選擇相對比較合適的變壓器容量，結合起來進行綜合的選擇會使變壓器的運行更加經濟、節能，同時也能有效的提高功率因數，從理論上出發，將變壓器的空載損耗和負載損耗之間的數量相等時運行的效率最高，但是在真正的實際操作中是很難實現的，實際運行時要充分的考慮到變壓器的經濟運行，要將變壓器的臺數、性能參數、容量之間進行合理的配置。

對于高耗能的變壓器國家已經提出明確的規定不能投入使用，對S9、S11、S13這幾種節能的變壓器的使用進行大力的推廣，而在相同的價格區間的三種產品中，S11、S13相比S9系列產品損耗相對較低、噪聲低的優勢，在購買S11、S13這兩個系列的產品后的2-5年就能夠在節能的回報中補償差價，所以在進行配電變壓器的選擇時，盡量選擇S11、S13兩個系列的產品。在變壓器的容量進行選擇時也要充分的考慮到其在節能上的作用并且負荷泵站發展的經濟需求，選擇的容量過大就會使投資的壓力變大，對能源的損耗也相對較多，容量的選擇過小就會使其無法滿足用電的需求，能源損耗也會相對的上升，所以，在設計時變壓器的負荷率應該控制在0.45-0.8左右，變壓器的臺數進行確定時也要根據不同的情況來選擇，要將經濟效益和靈活性進行充分的考慮。

（二）電機的選擇

在電機的配置上主要是對電機所消耗的電能進行一定程度的控制，從而提高電機的能源消耗，起到節能環保的作用，電機的電壓等級要根據其單機的容量進行確定，使其負荷接近額定負荷并且保持一定的充裕量，在進行電機的結構選擇時，要對結構設計的細節進行比較，其中，鼠籠式的電機結構相對比較簡單、使用的效果和壽命上也比較可靠耐用、電機設備比較容易維護、價格也相對較低，相比之下，繞線式的電機結構繞組的價格相對平實、以維護的頻敏變阻器能夠有效的改善起動性能、電機的起動會變得比較平滑同時啟動的力也相對較大，繞線式電機結構上相對復雜、維護比較麻煩、價格相對較高，但是，應用還是比較普遍的，如果在泵站的電機選擇上能夠將鼠籠式的結構同軟起動相結合，就會降低資金的投入、提高起動性能并且有效的節約能耗，更好的實現環保節能的電氣設計。

（三）導體、電纜的選擇

導體和電纜的截面選擇會直接的影響到對電能的消耗和投資，如果截面選擇的較小就會有效的減少有色金屬和資金的投入，但是在電能的消耗上就會明顯的增加，如果截面選擇的較大，就會使其對電能的損耗減少，但是有色金屬以及資金上的投入就會隨之加大，所以在導體和電纜的截面的選擇上既要符合相關的選擇標準同時又要將二者之間的資金、電能、有色金屬這三者的投入做到最優的選擇，只有這樣才能更好的在保證其正常使用功能實現的同時做到節能環保。

（四）開關設備的選擇

開關設備的選擇對于泵站電氣設計的節能問題的影響不大，但是選擇有效的開關設備能夠有效的將經濟效益以及環保效益進行增加，要根據不同的變壓器的需求選擇不同的開關設備，其中主要包括跌落式熔斷器、負荷開關、真空斷路器，例如想要對變壓器低壓配電的主干線進行保護時，就要選擇分段能力較高的配電保護型萬能式斷路器，能夠有效的進行保護，來實現更好的環保效果并且保證經濟效益的實現。

三、配電形式的確定

在進行高壓配電工作設備的選擇上可以選擇戶外和戶內兩種設備類型，在實踐的過程中，要充分的考慮到電站的用電范圍、廠房之間的空間限制、經濟等因素，更要將配電設備的設置盡量的靠近負荷中心，這樣能夠有效的縮短配電的線路，從而有效地降低線路中的電能的損耗、電壓的損耗、有色金屬的消耗量，在中小型的泵站的配電形式上可以選擇整套的戶外的箱式變電站的形式，因為這種成套的箱式變電站成套性較強、體積較小、占地面積較小、能夠深入負荷中心、提高供電的質量、減少供電線路對電能和有色金屬能源的損耗、縮短了電路的送電周期、地址的選擇上比較靈活、環境的適應能力較強、安全可靠等一系列的優點，所以，在配電形式的選擇上也要做到考慮周到全面，根據自身的實際發展情況進行選擇。

四、起動方式的選擇

起動設備的選擇也會對泵站的電氣節能環保產生一定的影響，其中，直接起動設備比較簡單，起動的速度較快，但是其存在很大的危險性，對電網的沖擊力也比較大，威脅電氣設備的運行，縮短使用壽命，會影響電機的壽命，加速絕緣老化，造成很大的能耗損失。傳統的減壓起動方式去采用的是軟起動器，具有軟停機的使用功能，無沖擊電流，可以自由的調整至最佳的起動電流。三相晶閘管調壓軟起動器是新型電子軟起動器，性能比較優越，電流較小，電壓可以持續在平滑的調節狀態下，所以在進行設計的選擇時要進行優先考慮。

結論：

泵站的電氣節能環保設計在整個泵站的功能實現上具有重要的意義，也是未來發展的重要考慮環節，傳統、低效率、高耗能的泵站電氣設計顯然已經無法適應泵站電氣設計的需求。

參考文獻：

[1]陳志剛.淺談中小型泵站電氣設計的環保節能與經濟性[J].湖南水利水電，2010，02：86-88.

[2]許寶杰.關于電氣設計中的環保節能和經濟性在中小型泵站的探討[J].門窗，2013，09：361-362.