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农业经济hga010安卓|免费注册范文★(泵站的环保节能与经济性方法研究)

泵站的环保节能与经济性方法研究

摘要:文章主要以泵站运行的电气设计原则为基础,结合笔者自身实践操作经验进行中小型泵站运行的节能与经济性方法探讨,思考泵站运行过程中环保节能与经济效能之间的均衡处理方法,通过对不同的泵站运行方案进行环保节能和经济性两方面比较,研究并分析泵站运行的最佳方案。

关键词:泵站;环保效能;经济效能

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0引言

泵站是农业现代化生产中不可缺少的水利设施,直接决定了局部农业生产的灌溉效率,尤其是在河湖附近的主要农业生产区的泵站,更是地区农业生产发展的核心要素。中小型泵站主要由地方自筹资金进行建设,因此在资金和技术上可能存在明显不足,因此在我国中小型泵站的环保节能效力和经济效力是一个重要的问题,而大型泵站的建设必然需要大量的人力、物力投入,反而有较高的环保效能和经济效能。因此在建设小型泵站的过程中需要在设计阶段就考虑到经济和环保节能之间的矛盾,尽可能地降低泵站运行对环境和能源造成的压力,提高泵站运行对局部农业生产的促进作用。文章将电气设计原则与自身泵站设计实践操作经验进行结合,简要分析泵站运行的环保节能与经济性方法。

1泵站运行的问题

泵站在运行时主要有以下几个方面的问题:水泵不出水或者出水量不足、动力机超负荷、泵站运行的功耗过大以及泵站运行时的起动方式等,这些都会在一定程度上影响泵站运行时的环保节能和经济性。因此,在这些问题的基础上,对泵站运行的环保节能与经济性的方法进行研究,其研究效果更加有效。

2泵站运行的环保节能与经济性方法问题的分析

2.1农业生产用电网与一般民用电网存在差异

我国农业生产用网改造完成后,现阶段农网供电半径一般较小,主要供电电压有35kV10kV0.4kV3种。3种不同类型的电压供给又有其各自的特点,例如:0.4kV供电的电流相对较大,因此线路损耗相对较高;35kV供电的成本相对较高,因此经济性相对较低。出于环保与经济性角度考虑,泵站的电压等级选择10kV最为合理。

2.2中小型泵站的配电变压器选择

中小型泵站的配电变压器选择是需要从以下几个方面进行充分考虑。考虑其性能参数的同时需要考虑到用电负荷、变压器容量等因素,这些因素参数关系到配电变压器的运行稳定性和经济效能,使其在整个泵站系统中能够保持较高的功率。从电气理论的角度考虑,变压器运行状态下的空载损耗与负载损耗相近时,运行效率最高,但是在实际操作过程中,笔者发现无法对上述两个损耗进行实时动态检测,并且根据检测结果进行调整后发现由于各种阻抗的存在这两种损耗一般存在较大差异,很难达到理论上的最高效能。通过研究发现,这两种损耗与泵站实际运行中变压器的台数、容量和性能参数有关联性。

2.3泵站直接起动的适用性较低

直接起动的设备结构简单,起动速度也较快,但是会对电网形成直接冲击,并且直接起动会在供电系统内形成一个短暂的高负荷状态,从而对设备的安全性和运行可靠性造成不利影响,甚至有可能会降低设备的使用年限。此外,过大的起动电流会使电机绕组发热,加速绝缘老化,并在起动过程中造成大量的电能损耗,泵站需要保持长时间的运行状态时,直接起动会是一种比较合理的选择,但在实际中泵站需要频繁起动,直接起动的适用性较低。

3泵站运行的环保节能与经济性的解决措施

3.1电压等级的在建设期间为了降低投资成本,泵站选址应尽可能选择有10kV35kV线路经过的区域,并采用T接的方式从电网系统中取得电源。当出于泵站的排灌效率考虑进行选址时,且附近没有线路经过或无法满足确需专线架设要求时,可考虑从附近变电站架设10kV专用线路。

3.2主接线的确定一般来说中小型泵站的线路负载性质为三级负荷,且容量相对较小,可采用变压器组接线的方式进行主线路设计,该种操作方法相对简单并且经济性较高。如果主线路采用多台变压器设计时,也可以使用单母线接线。选用的变压器的变化、阻抗电压和接线阻别应与容量相同或接近,一般容量比限定为31。在设计时应当考虑到变压器间环流对变压器带来的损耗和线路负载对变压器的影响,尽量避免多台变压器并列运行的情况发生。关于泵站电动机电压侧的主线路设计形式可以选用单母线或单母线分段这两种常见类型。如果装载机数量较多时,考虑到系统运行的灵活性,可以使用单母线分段接线的方式进行电动机之间和其他受电设备之间的连结。

3.3配电变压器的选择从环保节能和经济性两个方面进行考虑,对泵站的变压器的台数进行合理化选择。变压器台数较多时,系统中负荷波动相对较大,主变压器的容量不宜高于1250kVA,考虑到多台变压器的协调能力,必要时可以选择多台变压器来提高泵站系统运行的灵活性,从而降低低压配电线路的电能损耗和电路损耗;如果泵站变压器单机容量普遍较高且负荷集中时,则可选用较大容量的单台变压器;如果泵站变压器单机容量普遍较小且负荷波动较大时,则可通过调节变压器的加入来降低系统整体的电能损耗。如果泵站建设的预算相对有限,只能使用单台变压器来构建系统时,需要根据不同负荷运行的时间差异和最大负荷的运行时间进行变压器容量选择。增加成本较高时,则仅仅根据最大负荷情况进行变压器容量调度,从而使泵站系统整体处于最大化的经济运行状态。

3.4电机设备的选择电机是泵站功能性实现的主要机关,降低电机损耗的方法主要从提高电机的运行效率和提高输出功率两个方面进行考虑,因此在泵站设计中推荐使用Y系列高效率电动机。此外合理搭配电机容量,使电机运行处于额定状态并留一定的富余量,这是基于电气理论中电机最佳的工况点,运行效率和功率也相对较高,环保节能和经济性也相对均衡。

3.5导体和电缆的选择导体和电缆的性能直接影响到泵站运行系统中的阻抗,即导体和电缆阻抗较大会增加电能损耗,降低泵站运行的经济性。通常来说,导体和电缆的截面越小,阻抗越大但制造成本相对较低;导体和电缆的截面越大,阻抗越小但制造成本相对较高。因此导体和电缆的选择需要根据导体、电缆的阻抗性能参数和制造成本进行考虑,通过数学方法在规定范围内选择阻抗与成本情况配置较合理的导体和电缆。

3.6泵站开关泵站开关是一种电子继电器,节能潜力相对较低,因此在设计过程中主要从经济、环保的角度进行考虑。主要是材料和类型的选择上,材料选择阻抗合理、成本相对较低的环保材料。

3.7配电形式高压配电设备可使用户外或户内设备,根据变电站的空间占用情况和厂房空间规模进行选择,主要从经济性角度来考虑。无论采用何种配电形式,配电设备都应适当地接近负荷中心,主要是为了缩短配电线路距离,降低电能在线路传导过程中的损耗和电路搭设的材料成本。低压配电设备可采用户内低压开关柜的形式进行配电,例如GGD系列低压开关柜配电,这种配电形式成本相对较低,运行安全系数可以保证,无论从环保节能还是经济性角度进行考虑都是中小型泵站的优先选择。

3.8起动方式结合实际操作经验,当机组容量较低,满足直接起动要求时,可以采用全电压直接起动,但如果直接起动的环保效能和经济效能较低时优先采用三相晶闸管压软起动,绕线式异步电机优先使用转子回路串频变阻器方式起动,同步电机则可以采用直接起动的方式进行起动。

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作者:朱宁,滕军,江如春(江苏省江都水利工程管理处,江苏江都225200

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