摘要：随着农业现代化水平的不断提高，农业生产越来越依靠水利设施的运用，对于水利电力排灌泵站建设来说，作用尤其重要。基于此，本文根据泵站电气设计的相关规范规程，结合实践经验，提出在中小型泵站电气设计的各个环节中要考虑环保节能与经济性之间的平衡，对不同的方案进行经济技术比较，分析节能降耗及降低成本所要考虑的因素，对电气设计方案确定及设备的选择进行综合分析。
关键词：中小型泵站；电气设计；环保节能与经济性
1、泵站电气自动化主要设备的选择
1.1电压等级的确定
泵站电气设备的自动控制、测量、保护、监视、通讯方面。其内容包括：泵站高压送、变电系统；泵站0.4kv配电系统；泵站直流系统；主机励磁系统；电机的综合保护系统。供电电压等级主要有有 35kV、10kV及0.4kV。其中0.4kV供电因电流大，线路损耗和用铜量显著增大，而 10kV 电压供电能显著降低损耗，又较35kV供电经济，宜优先选用。一般来说，为节约投资，当泵站附近有 10kV或35kV线路经过时。宜通过T接的方式由系统取得电源，当附近没有线路或无法满足要求确需架设专线时，才考虑从附近变电站架设10kV专用线路。
1.2主接线的确定
泵站主接线主要根据泵站的负荷性质及运行特点决定。因泵站负荷性质均为三级负荷且容量较小，高压电源侧一般采用简单经济的线路――变压器组接线：当采用两台以上变压器运行时，也可采用单母线结线，选用的变压器的变比、阻抗电压和接线组别应相同并且容量相同或相近，同时，为避免变压器问因环流带来的损耗和负荷分配的不平衡对变压器造成的影响，尽量不要将多台变压器并列运行。
电动机电压侧可采用单母线或单母线分段形式。当装机台数较多，考虑到运行的灵活性，电动机电压母线可采用单母线分段接线分别接多台电动机和其它受电设备。
1.3泵站及重要辅机系统
泵站及重要辅机系统的自动控制、测量、保护、监视、通讯方面。其内容包括：为主机配套的油系统的控制；为主机配套的气系统的控制；泵站水系统。
1.4 各种非电量的自动测量、监视、通讯方面
其内容如下：水工安全方面的位移、沉降、扬压力、应力等各种监测；水文、水位、水情、水量、水质等各种监测；各种温度、湿度的监测；绝缘监测；各闸门开度、荷重等监测。
1.5 全站的视频监视系统及视频信息上传
根据以上纳入自动化系统的各项需求，将其进行分类、集成。按照流程框图要求设计自动化监控系统，使系统具备以下功能：控制、保护与调节功能、数据采集与处理功能、设备运行在线监视功能、事故预告与报警功能、数据远传与系统管理功能。
2、泵站配电形式的确定
高压配电设备可选用户外或户内设备。在实践中，主要根据变电站用地范围及主、副厂房空间的限制，考虑经济性来确定。无论采用何种形式，都必须考虑使配电设备尽量接近负荷中心，以缩短配电线路，降低线路的电能损耗、电压损耗和有色金属的消耗量。
由于箱变具有成套性强、体积小、占地少、能深入负荷中心、提高供电质量、减少线路损耗、缩短送电周期、选址灵活、对环境适应性强、安装方便、运行安全可靠及投资少、见效快等一系列优点，因此，在进行技术经济比较后中小型泵站高压配电设备可以考虑采用成套户外箱式变电站。
低压配电设备一般采用户内低压开关柜的形式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆由于GGD系列低压开关柜具有柜体标准化、价格低廉、运行安全、可靠等诸多优点，因此，对于中、小泵站，一般设计中可选用经济可靠的GGD系列作为低压开关柜。
3、起动方式的确定
直接起动起动设备简单，起动速度快，但是危害很大：造成对电网冲击，给设备的安全可靠运行带来威胁，缩短其使用寿命；同时过大的起动电流会使电机绕组发热，从而加速绝缘老化，影响电机寿命，并造成巨大的起动能量损耗，尤其当频繁起停时更是如此。
相对于传统减压起动方式，软起动器以体积小，转矩可以调节、起动平稳、冲击小并具有软停机功能等优点得到了越来越多的应用。由于无冲击电流，可自由地无级调整至最佳的起动电流，因此非常适用各种泵类负载。
三相晶闸管调压软启动器是新型电子软起动器，相对于磁控式和自动液体电阻式软起动器有较优越的性能．相对于变频器有较低的价格，具有起动电流小（且可根据需要设定起动电流倍数），电压可连续平滑调节的优点。当设计采用软起动时应优先考虑选择功能简单、价格较低、操作方便、有多种运行状态的晶闸管调压软起动器采用斜坡电压起动。除能实现软起动外，在泵站变负载工况、电动机处于轻载运行时，还具有轻载节能的效果（不带旁路接触器），在接触器旁路工作模式还可用一台软起动器去起动多台电动机，从而大大减少一次性投入。同时，三相晶闸管调压软起动器还具有许多保护功能：过载保护功能，缺相保护功能，过热保护功能及其它功能，可以省去热继电器等设备；可读取电机的运行参数，从而可减少传感器及仪表，这也在很大程度上降低了成本。
4、泵站电气自动化典型设计的必要性
纵观全国各地泵站自动化实施现状仍存在不少问题。由于自动化及信息化技术发展迅速，而相关设计院的自动化设计力量往往配备不足，近年来泵站工程的前期设计方案通常由开发商和设计院共同完成。而开发商又没有可供参考的标准规范，对泵站自动化的真正需求了解不深，致使设计的泵站自动化系统和现实需要脱节。需求分析缺乏深度泵站自动化属于工业自动化范畴。与小型水电站自动化比较相近，但也有其自身的特点。i/o点的配置、参数的设置。检测控制的重点对象应紧密结合泵站运行管理实际需要来确定。不少开发商将泵站开停机操作理解为泵站自动化，结果用大量的配置将泵站的柜前操作移至计算机屏幕前的鼠标操作。对泵站自动化内在的需求没有分析透彻。泵站的励磁系统问题、保护问题、水力监测问题、经济运行问题故障诊断问题主机与辅机的配合问题、生产管理问题及信息化问题等等才是泵站自动化的核心需要。不少泵站对此没有引起足够重视。
泵站自动化是一门综合了泵站技术、计算机技术、网络通信技术和控制技术等多学科的高科技新生事物但由于泵站自动化起步较晚，积累的经验不多又没有相应的标准和规范。泵站自动化的投资规模、设备的档次和范围、监测控制对象、速度和精度软件的配置、功能设置、数据库定义、与信息化系统的接口标准、协议、与智能设备的接口等都迫切需要一个典型的参考或相对统一的规定。在暂时没有标准规范的情况下组织进行泵站自动化典型设计是十分必要的。可以根据泵站电机的容量等级、水泵结构、辅机配置等分成少数几种等级或类别。自动化的基本需求也可以分成几种类别。不同的类别可以根据泵站的重要程度和可能投资力度分成几个档次，然后根据类别和档次分别进行典型设计。
结束语
综上所述，对于鼠笼式异步电机，当机组容量较低，满足直接起动要求时，可采用全电压直接起动，当不满足直接起动要求时，优先采用三相晶闸管调压软起动器软起动：对于绕线式异步电机优先选用转子回路串频敏变阻器方式启动；对于同步电机则一般采用直接起动。
参考文献：
[1]孙小红.关于泵站电气自动化设计思路的探讨[J].南水北调与水利科技，2010，（02）.
[2]朱红云.关于中小型泵站的运行管理问题初探[J].中国新技术新产品，2010，（14）.
[3]赵勇.试论泵站电气自动化的设计思路[J].陕西水利，2011，（02）.
[4]耿明磊.基于中小型泵站电气设计中环保节能与经济性的分析探讨[J].建筑工程技术与设计，2014，（08）.
论文作者:刘公标
论文发表刊物:《基层建设》2017年第23期
论文发表时间:2017/11/16
标签：泵站论文; 设备论文; 电压论文; 系统论文; 功能论文; 母线论文; 经济论文; 《基层建设》2017年第23期论文;