泵站工程中电气设计节能方法思考 

泵站工程中电气设计节能方法思考 

李婉婷

云南省水利水电勘测设计院有限公司，云南昆明 650021

摘要：在水利工程中泵站属于重要的组成成分，泵站工程的电气设计中需尽可能优化节能，提高在水利工程应用中的经济效益，还可以提高工程的社会效益。本文主要讲解泵站工程中电气设计节能措施的情况。

关键词：泵站工程；电气设计；节能措施

泵站工程属于水利工程中的重要部分，在泵站工程的电气设计以及应用中需重视节能优化的问题，在泵站中设计以及应用节能措施，可有效降低整个水利工程的耗能[1]。在建设水利工程项目过程中，通过节能措施，可在保障基本功能的基础上，降低能源应用，不仅能够提高在水利工程项目运行中的经济效益，还可以提高社会效益。

1  泵站工程中设计应用电气节能措施的重要作用

在水利工程中泵站属于重要部分，具有防洪、灌溉、除涝、调水、供水等责任，在维护当地经济发展以及社会稳定具有重要的作用[2]。在调查研究发现，我国泵站种类较多，并且数量较多，将近具有60万座，并且总装机的容量超过9000万千瓦，这么多泵站的水利工程运行中耗电量非常多。有些泵站由于修建时间较长，存在运行效率较低，设备老旧的特点，存在很高的节能优化的空间。很多新修建的泵站中也具有较高的节能减耗的潜力，使用先进的节能技术，在老泵站中及时更新换代，提高新泵站的技术水平，进而提高泵站的节能技术。

2  泵站工程中电气设计的节能方法

2.1泵站工程中电动机节能方法

2.1.1电动机需选择高效节能的型号

   在泵站工程中电动机主要具有两种形式，分别为异步机，同步机两种[3]。在选择电动机时，必须充分考虑泵站中的功能需要以及实际情况，可以选择一种形式的电动机，也可以选择两种形式相结合的电动机。在容量超过800kW的大型泵站中主要适合应用同步剂，能够更好满足电网较强的适应力、较高的功能因数，也存在有些大型泵站选择应用异步机，其中鼠笼型异步机是这种情况中优先选项，如果经过精密计算后，应用鼠笼型异步机无法满足泵站中的启动要求时，还可以选择绕线型的异步机。

2.1.2加强电动机的功率因素以及运动效率

   在电动机运行过程中运行效率最高的时刻，其中有功损耗中可变损耗等于不变损伤。这个时候，电动机的功率因素在额定值的70%到100.00%。因此，想要提高电动机的运行效率，需要降低可变的损耗[4]。在选择电动机时，需确定额定容量适合，尽量将负荷率控制在0.8到0.9左右，预防发生“大马拉小车”的情况，尽可能降低设备运行时的损耗，降低电能消耗，达到节能的目的。

2.1.3泵站工程中尽量优先使用直接启动的电动机

   在传统的电动机启动中具有一些缺点，第一，电动机在启动中，瞬间电流会超过额定值的5倍，甚至达到额定值的7倍，很容易出现电动机绕组中发生温度过高的情况，会导致设备的绝缘老化速度较快，降低设备应用年限，还会浪费能源。第二，在电动机启动过程中供电网中电压降较高，会对其他设备的正常应用造成较大的影响。第三，在电动机启动中，会损耗较多的电能，造成经济损失。随着科学技术的发展，泵站中应用的电动机可以应用软启动降压的方法，能够自动调节电动机的转速，进而降低启动过程中瞬间电流值，避免高电流会冲击绝缘体，延长设备中绝缘体应用时间，预防绝缘体发生快速老化的情况。通过改变启动方式，还可以降低电能损耗，增加电动机的应用时间，减少维修的次数以及费用。

2.2泵站工程中供配电系统节能方法

2.2.1确定负荷等级以及负荷计算方法

   在泵站工程中设计供配电系统时，想要确定变压器的容量，比如使用最佳的负载系数法进行操作，还可以确定开关器以及变压器的各种规格的参数优良。想要保证供配电系统的可靠、安全、稳定地运行，必须充分考虑泵站中设备的折旧损耗，运行成本以及初始投资额的情况，还需保证泵站的经济效益以及社会效益实现的情况，在变压器的选择时，多选择0.75到0.85的负载率的变压器，加强电力负荷与容量的适应，进而提高变压器的环保节能的性能，将变压器与DY11相连，能够抑制谐波电流的干扰，还可以充分利用变压器中三相不平衡的负荷。有些泵站在不同季节中运行的时间不同，在泵站中设置了站用变压器以及主变压器两个系统的线路，能够根据电压器中负荷不同进行灵活切换，在不同季节中切换，应用更加方便。在泵站不在运行过程中时，能够将站用的变压器启动，将主变压器关闭，进而减少泵站中对电能的消耗，达到节能环保的目的。

2.2.2对供电电压进行合理选择
   在研究中发现，电压越高电能的消耗越小。因此，在大型泵站以及中小型泵站在选择配套的电机功率时，必须保证符合标准，在选择供电电压时，需充分对比技术，分析经济适用性等特点后，提高供电电压选择的科学性、合理性。

2.2.3电气主接线必须保证可靠简单

   在泵站中电气接线的方式主要具有两种，分别为单母线、单母线接线两种，一般来说，同一个电压等级中供配电的系统中变配电级数不会超过2级，需尽量降低变配电级数，预防由于过高损耗电能过大。在设计电气接线时，在电容器无功补偿装置安装过程中必须选择合适的位置，还需尽量降低在电气接线中的电流，进而降低损耗，尽可能降低供电线路中电能的损耗情况，保证在标准要求的范围中。

2.3泵站工程中线路节能方法

   在线路节能中需选择电阻率尽可能小的铜芯线缆，在电气设计中保证将线缆投入到关键泵站中。第二，在建设泵站工程中，由于主厂房、副厂房的位置比较近，在副厂房内部一般安装变配电室，在安装过程中尽可能减少线缆的长度，能够降低线缆过长导致损耗的电能。在变配电装置室的安装中需严格按照接线的循序进行操作，在终端的杆侧为高压装置室，主电机附近为主机柜。第三，在电缆以及导线截面的选择中，需充分考虑实际运行情况，电压损失量，载流量等因素，尽可能减少有色金属的应用，降低应用成本，减少在运行过程中的电能损耗。第四，对自动补偿控制装置进行合理利用，可以应用母线集中补偿方式以及电机分散就地补偿方式，可以提高供配电的系统的功率因数，尽可能降低变压器以及线路的电能消耗。第五，在电气系统中由于高次谐波以及相位角导致的无功功率，会增加设备的非线性的负荷，进而导致无功损耗增加[5]。因此，在设计变频器时，必须安装设置谐波监测仪，滤波的装置，通过设备的应用，电气系统运行中能够降低谐波对设备的干扰。

2.4自动化控制

   随着信息技术的不断发展，在泵站工程建设中越来越受到网络控制技术以及多媒体的技术的影响。在泵站自动化控制系统中可以全方位监控人机界面形式的运行情况，还可以对数据测量，控制保护以及故障诊断，信息管理进行智能化的操作，提高泵站中设备运行的安全化，自动化。

3  结语

泵站工程在水利工程中属于重要的组成部分，也是一项耗能较大的工程，在电气设计中需加强节能环保技术的应用，进而降低电能消耗，提高泵站运行的稳定性，安全性，降低运行成本，提高经济效益，促进可持续性发展。

参考文献：

[1] 黄晓坚. 泵站工程中电气设计节能措施探讨[J]. 现代工业经济和信息化,2020,10(12):72-73.

[2] 张金凤,谢先卫,尹世武. 泵站工程中电气设计节能措施探讨[J]. 建筑工程技术与设计,2021(14):1605.

[3] 韩占义. 泵站工程中电气设计节能措施探讨[J]. 中国战略新兴产业（理论版）,2019(5):0087.

[4] 邵茜. 泵站工程中电气设计的节能措施探究[J]. 治淮,2021(8):43-45.

[5]李作琴. 水利工程泵站电气设计中的节能措施研究[J]. 电力系统装备,2021(11):152-153.