淺析電氣與水泵機組選型的關系及影響因素

何敏財

摘 要：隨著現代科技和社會經濟的不斷發展，社會生產力進一步提高，人們的生活水平大大提升，對社會防災減災體系建設成效越加關注，而轄區排澇能力作為防災減災體系中必備的考量指標，如何就有效地提升排澇能力，要求我們必須加快泵站及配套設施的建設進程。在泵站新（重）建過程中，水泵機組與電氣系統配套選型恰當與否，直接關系到泵站的實際排澇效益，這就要求我們必須科學合理地做好規劃。文章以七星崗泵站重建為例，分析泵站電力系統與水泵機組選型之間的關系和影響因素。

關鍵詞：電氣；水泵；影響因素

隨著現代電力科學的廣泛應用，如何更好地優化利用電力資源，自然成為了我們努力探索的目標。文章則以高明區七星崗泵站重建為例，結合泵站接入電力系統的方式，電壓等級，進線回路數，機組單機容量和臺數，供電部門的用電要求以及工程的總體布置要求等因素進行分析，探討電力系統和水泵機組的選型以及兩者之間的相互影響因素，希望可以通過實例來幫助人們更好地進行泵站機組選型工作。

1 泵站水泵機組和配備電機實際選型

1.1 水泵機組選型。水泵機組，簡單理解就是若干個功能不同、類型不同、型號不同的水泵，通過科學合理的方式搭配到一起，以實現抽排效益最大化的一個組合體，是泵站工程中不可或缺的重要組成部分。常見的水泵有離心泵、軸流泵、旋窩泵、混流泵等多個類型。而軸流泵的工作原理不同于我們所熟知的離心泵，它主要是利用葉輪的高速旋轉所產生的推力來將水提起的，一般有揚程低、流量大、效益高、操作簡單的優點，多適用于平原、湖區的排灌。在七星崗泵站重建過程中，水泵機組的選擇，經科學嚴謹的數據分析設計復核比對后，選取4臺1200ZLB-85型立式軸流泵作為泵站的主要泵型，主要具有效率相對較高、調度更為靈活、施工方便等優點。設計工作點參數為：單泵流量Q=3.91m3/s，總揚程H=7.51m，水泵效率η=87.5%，軸功率N=337kW，葉片角+2度，裝機總容量為1600kw，設計工況下排澇流量為15.52m3/s，可滿足實現中心城區遠期10年一遇24小時暴雨一天排干不致災的城市排澇目標。

1.2 配套電機選型。在確定水泵機組機型的時候，如何科學的選擇和搭配水泵動力設備就成為我們必須思考的首要問題，需要我們將電力學、動力學等知識結合應用到水泵機組匹配電機的選型過程之中，利用科學知識進行科學專業的配搭，爭取選取的電機最為合理、最為高效，以此降低我們的工程成本和投入，也減少為配型不當而導致的各項額外支出成本，切實最大可能地提高水泵實際工況效率。按照《泵站設計規范》（GB50265-2010）相關要求，水泵的配套電機應該以水泵設計最高揚程工況下對應的參數確定電機配套功率。根據泵站設計報告中《機組選型報告》的計算成果，水泵葉片角+2?，最高揚程工況時的軸功率為361kW。按設計規范電機應有5%以上的安全備用功率，結合近年新建泵站多選用同步電動機的情況，從方便其管理順延性的特點出發，選用同步電動機（TL400-12/1430TH）型高壓（10KV）立式安裝同步電動機，備用安全系數K=1.11，作為水泵的動力設備可滿足規范要求且有一定余量。

2 影響水泵機組選型的電氣因素

電力系統指由發電廠、送變電線路、供配電所和用電等環節組成的電能生產與消費系統，它的功能是將自然界的一次能源通過發電動力裝置轉化成電能，再經輸電、變電和配電將電能供應到各用戶。為實現這一功能，電力系統在各個環節和不同層次還具有相應的信息與控制系統，對電能的生產過程進行測量、調節、控制、保護、通信和調度，以保證用戶獲得安全、優質的電能，以下所提及的電力系統是指公共電網至七星崗泵站之間的用電線路段。

2.1 電力系統的選擇。電力系統的選擇是否恰當，往往限制著水泵機組的最大功率和最大效率，也影響著水泵機組所含水泵的數量和型號。因此，我們在選擇電力系統時必須慎重。在七星崗泵站重建的電力系統中，由于我們設計泵站總用電負荷2000KVA，主要用電設備包括4臺400KW/10KV立式同步電動機、1臺200KVA配電變壓器以及輔機和照明設施等。泵站建成后，我們至少需要一主一備兩種供電方式。根據這些情況并結合實際的電網，我們將電力系統選擇為主供電源接入點為110KV的仁德變電站，供電線路全長為4KM，并且新建ZR-YJV22-3×240電纜埋地敷設引至泵站進線柜，以保證泵站電力供應的正常和穩定，降低在供電線路設計和建設方面所需投入的成本和時間，也保證水泵機組的穩定運行。另外，為方便日后用電計量及考慮到泵站照明和輔機設備的功率因數較低的實際情況，咨詢供電部門意見后在站內設置了一套電源計量裝置，將計量點功率因數設為1～0.9，在站用變壓器低壓側設有無功補償裝置，這一系列電力系統搭配，都保障了水泵機組的正常運行，而且十分的科學合理且經濟效益明顯。

2.2 電氣主接線。電氣主接線的選擇是指我們根據工程接入電力系統的方式、電壓等級和進線回路數以及最為重要的水泵機組的數量和類型進行的接線方案的選擇。在我們選擇主接線方案的時候，既要考慮供電部門的用電要求和電力網絡的實際情況，又要顧及工程的整體布置要求和布置特點，做出最為高效的電氣主接線方案的選擇。

常見情況下電氣主接線方案分為兩種，一種是通過單臺變壓器供電，將電氣主接線分為10KV和0.4KV兩級，分別設置10回路和20回路，也將變壓器容量設置為200KVA。另外一種就是雙站變方案，根據實際用電情況將變壓器的供給分為單臺和雙臺兩種情況。這種方案下電氣主接線也分為10KV和0.4KV兩級，不同的是回路設置為11回路和22回路，使得兩臺變壓器可以并列運行。這兩種方案都各有其本身的優點和不足，經濟投入成本也不一樣，但是所帶來的收益也是不可直接衡量的。這個時候，就需要我們運用電氣科學的有關知識進行電氣主接線的方案選擇以保證水泵機組的正常運作。

2.3 主要電力設備的選擇。在我們進行電力設備選擇的時候，我們要考慮多方面的影響因素。其中包括短路電流的計算和啟動電壓的計算。這兩個影響因素是我們水泵機組選型的前提和基礎，也是水泵機組選型合理性的一項重要驗證，需要我們科學認真的對其進行計算。

另外，我們在選擇主要電力設備的時候，需要考慮的設備也有許多。包括主電動機的型號參數、站用變壓器的型號、高低壓開關設備、電力電纜、勵磁裝置、直流裝置等多個設備。這些設備是工程中的主要電力設備，也是水泵機組穩定運行的必要電力設備。無論是設計核算還是設備型號參數的選擇工作，都離不開電氣科學的專業知識，也離不開操作人員的專業素養。所以說，電氣在水泵機組選型過程中發揮著極為重要且不可替代的作用。

3 結語

以上就是我們根據高明區七星崗泵站重建方案設計和電氣工程進行的實例分析，經過我們簡單的分析和探究，我們可以很輕松的發現電氣科學在選型中也發揮著它獨有的、不可替代的作用，不斷的幫助我們在水泵機組選型時給與我們最為專業的指導、最為科學的意見、最為廣泛的研究經驗。通過我們對水泵機組選型的電氣影響因素設計分析，得知水泵機組與配套電力系統的選擇是否恰當，這是直接關系著泵站的實際排澇效益，也關系到地區防災減災建設成效。

參考文獻

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