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泵站工程電氣設(shè)備的選型范文

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泵站工程電氣設(shè)備的選型

摘要:

在水利項目中,泵站發(fā)揮著重要的作用,泵站的建設(shè)、運行的穩(wěn)定和安全與泵站一次設(shè)備的選型息息相關(guān)。本文針對泵站的開關(guān)設(shè)備、電源、變壓器、互感器、電動機的選型方法進行了論述,合理的設(shè)備選型為水利工程帶來最大的經(jīng)濟效益和社會效益。

關(guān)鍵詞:

泵站;一次電氣;開關(guān)設(shè)備;電動機

在現(xiàn)實的環(huán)境中,灌溉、調(diào)水、防洪等項目的推進都依賴泵站的建設(shè)與管理。在過去的一段時期里,我國泵站設(shè)計以及建設(shè)領(lǐng)域的發(fā)展較為快速,在專業(yè)技術(shù)與理論的支撐下,泵站所能夠發(fā)揮出來的效益日趨提升,滿足了國家及百姓對于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的要求,這些成績的取得與各環(huán)節(jié)技術(shù)升級以及各項管理措施的強化密不可分。

1泵站一次電氣設(shè)備選型原則

1.1保證泵站一次電氣設(shè)備達到使用目標(biāo)泵站的運行不僅負荷較大,極易出現(xiàn)故障,而且日常檢修工作也極為復(fù)雜。為此,在建設(shè)或改造泵站時,需要根據(jù)泵站開關(guān)設(shè)備、電源、變壓器、互感設(shè)備、電動機等在實際工作中具體使用目標(biāo)的要求,對泵站一次電氣設(shè)備進行科學(xué)選型,從而保證設(shè)備在投入使用以后的穩(wěn)定性與經(jīng)濟性。

1.2保證泵站電氣設(shè)備的安裝及維修便利泵站一次電氣設(shè)備的選型不僅與電力用戶的使用要求及成本內(nèi)容有關(guān),還需從安裝、技術(shù)層面上分析泵站一次電氣設(shè)備在應(yīng)用過程中所能夠發(fā)揮出來的實際性能,進而在項目中利用設(shè)備的最大效用來推進生產(chǎn),以此提升泵站建設(shè)或改造后的經(jīng)濟效益與社會效益。除此以外,循環(huán)水泵設(shè)備運行故障的檢修工作主要通過提高設(shè)備質(zhì)量、確保設(shè)備及時檢修與維護等措施來完成的,因此,在實踐過程中,相關(guān)的工作人員要適時對泵站設(shè)備進行狀態(tài)監(jiān)測,查看該類型設(shè)備是否能夠滿足當(dāng)前泵站的運行要求,如若不然,就需要對泵站進行適當(dāng)?shù)母脑焯幚怼?/p>

2泵站電源

在實際的泵站工程設(shè)計以及建造過程中,泵站電源的線路電壓等級、線路回數(shù)與泵站工程的設(shè)計或施工目標(biāo)有著直接的關(guān)系。對于泵站電源設(shè)計工作而言無論是線路電壓等級還是線路回數(shù)都應(yīng)該根據(jù)設(shè)備的使用目標(biāo)要求以及設(shè)計成本等內(nèi)容來進行確定。另外,在設(shè)備的安裝過程中,還需要考慮設(shè)備本身的安裝條件是否達到設(shè)計的實際要求。所以,要想保證泵站用電負荷的可靠性,實現(xiàn)泵站運行的安全性、經(jīng)濟性與高效性,務(wù)必要求泵站設(shè)計者在設(shè)計之初就從泵站自身以及環(huán)境的綜合角度出發(fā),合理選擇泵站電源的電壓等級和線路回數(shù)。

2.1線路電壓等級泵站環(huán)境中的輸電電壓越高,對泵站一次電氣設(shè)備的絕緣性要求也就越高,因此,線路電壓等級的選擇將會直接影響到電力設(shè)備的投資成本。然而實體項目的運作過程中,泵站傳送電流與輸電電壓大小呈現(xiàn)的是負相關(guān),高電壓會導(dǎo)致電流的變小,對應(yīng)需要的導(dǎo)線截面也會變小,從而讓泵站線路設(shè)施方面的成本得以大幅度降低。根據(jù)我國泵站設(shè)計經(jīng)驗,線路電壓等級可以根據(jù)表1進行選擇。泵站設(shè)計需要從泵站的現(xiàn)狀和長遠角度出發(fā),綜合分析線路的有色金屬原材料、絕緣材料和人工費用等客觀因素,保證線路電壓等級的科學(xué)性、合理性,用最低的成本投入達到泵站的最佳運行效果。

2.2線路回路數(shù)我國相關(guān)的泵站供電設(shè)計規(guī)定中將二級負荷定義為會引發(fā)重大經(jīng)濟損失或?qū)е孪嚓P(guān)重要用電單位的日常工作無法正常進行的中斷供電。而《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》進一步要求,在對二級負荷的供電系統(tǒng)進行設(shè)計時,應(yīng)該采用雙回路供電,從而保證可以通過不低于一回六千伏的架空線路實現(xiàn)二級負荷對供電負荷較小的地區(qū)或較難實現(xiàn)正常供電地區(qū)的供電工作。在泵站電源的線路回路數(shù)選擇上,應(yīng)該根據(jù)泵站日常運轉(zhuǎn)的負荷大小和周邊線路走廊的實際情況進行妥善選擇。如果泵站的負荷較大,應(yīng)該設(shè)計為雙回路電源,在增強泵站供電的安全性之余,也為泵站的擴容做好鋪墊,避免由于日后的線路走廊緊張等影響泵站電源的正常供電。

3泵站變壓器

變壓器設(shè)備是由一次線圈、二次線圈與鐵芯所構(gòu)成的,是泵站變配電的主要組成部分。從變壓器的功能來看,它主要起到了升降泵站電壓以及穩(wěn)定電壓等作用。因此,根據(jù)不同的泵站環(huán)境來選擇不同類型的變壓器設(shè)備較為關(guān)鍵。在主變設(shè)備選型過程中,不僅需要考量設(shè)備的使用目標(biāo),還需要考慮電力用戶電力設(shè)備的實際電力載荷。此外,由于主變設(shè)備是泵站一次電氣設(shè)備的核心設(shè)備,因此還需要考量變壓器設(shè)備的容量值指標(biāo),以及泵站的電壓、電流情況等因素。為了延長泵站常用的一次電氣設(shè)備的使用年限,需要對水泵機組自身安裝狀況進行檢查,防止由于機械振動所引起的設(shè)備不平衡故障的發(fā)生,保障泵站設(shè)備在使用過程中的安全性。

4開關(guān)設(shè)備

開關(guān)設(shè)備在電力系統(tǒng)運行管理中較為重要,泵站電流的控制和調(diào)整與開關(guān)裝置的性能有著密切的聯(lián)系,因此,在泵站建設(shè)的過程中,開關(guān)設(shè)備的選型是否合理是泵站一次電氣設(shè)備選型的關(guān)鍵內(nèi)容。在實踐中發(fā)現(xiàn),泵站用開關(guān)設(shè)備品種繁多,型號各異,這就給用戶在選型時制造一些障礙。從以往的工作經(jīng)驗來看,開關(guān)設(shè)備的優(yōu)劣取決于斷路器裝置的靈敏度及可靠性,同時,電氣性能的安全性也是選擇泵站開關(guān)設(shè)備的決定性因素。

5泵站互感器設(shè)備

從設(shè)備的工作原理角度來看,泵站所使用的互感器裝置與變壓器設(shè)備的原理相類似,都是將高電壓或是密集型電流轉(zhuǎn)化成為低電壓與弱電流,使其與整個泵站的繼電保護環(huán)境相協(xié)調(diào),以此來維護泵站運行過程的安全性與穩(wěn)定性。互感器選型分兩種情況,即電流互感器選型與電壓互感器選型。其中,電流互感器選型與泵站電力系統(tǒng)環(huán)境的變流比數(shù)值有關(guān),變流比是指一次線圈額定電流與二次線圈額定電流數(shù)據(jù)的比值。為了防止電流互感器在使用的過程中被損毀,則需要限制二次負載量的無限制增加,并最終確定電流互感器的等級,使其維持在合理的范圍之內(nèi),這就與電流互感器設(shè)備的應(yīng)用環(huán)境以及設(shè)備的安裝方法等因素有著密切關(guān)聯(lián)。由此可見,影響電流互感器選型的因素較為復(fù)雜。同樣,電壓互感器的選型也需要遵循一定的原則來執(zhí)行,從而滿足設(shè)備應(yīng)用環(huán)境中對其絕緣形式、設(shè)備安裝結(jié)構(gòu)等內(nèi)容的要求,簡單來說,電壓互感器設(shè)備的選型與其本身的額定容量有著直接關(guān)系,為了滿足設(shè)備的精度要求,則使其額定容量調(diào)整至25%至最大額定容量之間。

6泵站電動機

6.1額定電壓在電動機的額定電壓選擇上,應(yīng)該嚴格遵守我國的《供配電系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范》的要求,在泵站的供電電壓高于35千伏的情況下,應(yīng)該將10千伏作為用戶的一級配電電壓。但是根據(jù)實際用電情況,如果6千伏用電設(shè)備的總?cè)萘科螅?千伏電壓成本更為低,則應(yīng)該將6千伏作為用戶的一級配電電壓,以達到節(jié)能減排的環(huán)保目的。

6.2電動機類型泵站電動機在類型上分為同步電動機和異步電動機,鑒于它們不同的功能和特性,應(yīng)該根據(jù)泵站的自身工作需求進行合理選擇。同步電動機不僅僅投資資金過高,而且結(jié)構(gòu)復(fù)雜且維修工作量巨大,這是由于轉(zhuǎn)速受到電源頻率的影響而造成的,因此在日常工作中需要專門的調(diào)節(jié)系統(tǒng)對其進行控制。但是,同步電動機不但可以對功率因數(shù)進行無級調(diào)節(jié),更無需額外在工作過程進行任何無功補償,可輕松完成泵站機組的高功率快速運轉(zhuǎn)。另外,同步電動機還具備極強的抗干擾性能,運轉(zhuǎn)過程具備高穩(wěn)定性,因此這種類型的取水泵站具有運轉(zhuǎn)速度慢、單機容量大以及運行時間長的工作特性。

相對于同步電動機,異步電動機無論是在日常運行的可靠性還是維護的便利性上都具有極為突出的優(yōu)勢,而且它的投資成本也更低。但是,功率因素偏小的缺陷讓一部電動機在運轉(zhuǎn)過程中只有通過額外的無功補償才能符合供電部門的無功考核標(biāo)準。然而,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步,無功補償裝置的工作性能近年來得到了全面的改善,而且成本投入也相對以前更為合理。因此,由于排澇泵站對排水的可靠性要求較高且需要運行時間補償,異步電動機與無功補償設(shè)備組合成為排澇泵站的最佳選擇,且其投資成本相比于同步電動機有優(yōu)勢。

7結(jié)語

在泵站工程設(shè)計中,應(yīng)首先根據(jù)工程負荷情況和運行方式,結(jié)合電力系統(tǒng)的電網(wǎng)現(xiàn)狀及系統(tǒng)規(guī)劃情況,合理選擇配電線路的電壓等級,確定合適的接線型式。然后根據(jù)泵站所處環(huán)境及負荷情況選擇優(yōu)質(zhì)電氣產(chǎn)品,如高效節(jié)能的變壓器,進行開關(guān)設(shè)備比選、同步電動機與異步電動機比較、啟動方式比選等,并對所選設(shè)備進行短路電流校驗,最終確定泵站的一次設(shè)備選型方案。總之,泵站電氣一次設(shè)備的合理選型,是關(guān)系泵站安全、穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié),一次設(shè)備選型的經(jīng)濟、安全、合理,將能為泵站投入運行后帶來最大效益。

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作者:李祖杰 單位:山西省水利水電勘測設(shè)計研究院

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