浅析电气与水泵机组选型的关系及影响因素

何敏财

摘 要：随着现代科技和社会经济的不断发展，社会生产力进一步提高，人们的生活水平大大提升，对社会防灾减灾体系建设成效越加关注，而辖区排涝能力作为防灾减灾体系中必备的考量指标，如何就有效地提升排涝能力，要求我们必须加快泵站及配套设施的建设进程。在泵站新（重）建过程中，水泵机组与电气系统配套选型恰当与否，直接关系到泵站的实际排涝效益，这就要求我们必须科学合理地做好规划。文章以七星岗泵站重建为例，分析泵站电力系统与水泵机组选型之间的关系和影响因素。

关键词：电气；水泵；影响因素

随着现代电力科学的广泛应用，如何更好地优化利用电力资源，自然成为了我们努力探索的目标。文章则以高明区七星岗泵站重建为例，结合泵站接入电力系统的方式，电压等级，进线回路数，机组单机容量和台数，供电部门的用电要求以及工程的总体布置要求等因素进行分析，探讨电力系统和水泵机组的选型以及两者之间的相互影响因素，希望可以通过实例来帮助人们更好地进行泵站机组选型工作。

1 泵站水泵机组和配备电机实际选型

1.1 水泵机组选型。水泵机组，简单理解就是若干个功能不同、类型不同、型号不同的水泵，通过科学合理的方式搭配到一起，以实现抽排效益最大化的一个组合体，是泵站工程中不可或缺的重要组成部分。常见的水泵有离心泵、轴流泵、旋窝泵、混流泵等多个类型。而轴流泵的工作原理不同于我们所熟知的离心泵，它主要是利用叶轮的高速旋转所产生的推力来将水提起的，一般有扬程低、流量大、效益高、操作简单的优点，多适用于平原、湖区的排灌。在七星岗泵站重建过程中，水泵机组的选择，经科学严谨的数据分析设计复核比对后，选取4台1200ZLB-85型立式轴流泵作为泵站的主要泵型，主要具有效率相对较高、调度更为灵活、施工方便等优点。设计工作点参数为：单泵流量Q=3.91m3/s，总扬程H=7.51m，水泵效率η=87.5%，轴功率N=337kW，叶片角+2度，装机总容量为1600kw，设计工况下排涝流量为15.52m3/s，可满足实现中心城区远期10年一遇24小时暴雨一天排干不致灾的城市排涝目标。

1.2 配套电机选型。在确定水泵机组机型的时候，如何科学的选择和搭配水泵动力设备就成为我们必须思考的首要问题，需要我们将电力学、动力学等知识结合应用到水泵机组匹配电机的选型过程之中，利用科学知识进行科学专业的配搭，争取选取的电机最为合理、最为高效，以此降低我们的工程成本和投入，也减少为配型不当而导致的各项额外支出成本，切实最大可能地提高水泵实际工况效率。按照《泵站设计规范》（GB50265-2010）相关要求，水泵的配套电机应该以水泵设计最高扬程工况下对应的参数确定电机配套功率。根据泵站设计报告中《机组选型报告》的计算成果，水泵叶片角+2?，最高扬程工况时的轴功率为361kW。按设计规范电机应有5%以上的安全备用功率，结合近年新建泵站多选用同步电动机的情况，从方便其管理顺延性的特点出发，选用同步电动机（TL400-12/1430TH）型高压（10KV）立式安装同步电动机，备用安全系数K=1.11，作为水泵的动力设备可满足规范要求且有一定余量。

2 影响水泵机组选型的电气因素

电力系统指由发电厂、送变电线路、供配电所和用电等环节组成的电能生产与消费系统，它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置转化成电能，再经输电、变电和配电将电能供应到各用户。为实现这一功能，电力系统在各个环节和不同层次还具有相应的信息与控制系统，对电能的生产过程进行测量、调节、控制、保护、通信和调度，以保证用户获得安全、优质的电能，以下所提及的电力系统是指公共电网至七星岗泵站之间的用电线路段。

2.1 电力系统的选择。电力系统的选择是否恰当，往往限制着水泵机组的最大功率和最大效率，也影响着水泵机组所含水泵的数量和型号。因此，我们在选择电力系统时必须慎重。在七星岗泵站重建的电力系统中，由于我们设计泵站总用电负荷2000KVA，主要用电设备包括4台400KW/10KV立式同步电动机、1台200KVA配电变压器以及辅机和照明设施等。泵站建成后，我们至少需要一主一备两种供电方式。根据这些情况并结合实际的电网，我们将电力系统选择为主供电源接入点为110KV的仁德变电站，供电线路全长为4KM，并且新建ZR-YJV22-3×240电缆埋地敷设引至泵站进线柜，以保证泵站电力供应的正常和稳定，降低在供电线路设计和建设方面所需投入的成本和时间，也保证水泵机组的稳定运行。另外，为方便日后用电计量及考虑到泵站照明和辅机设备的功率因数较低的实际情况，咨询供电部门意见后在站内设置了一套电源计量装置，将计量点功率因数设为1～0.9，在站用变压器低压侧设有无功补偿装置，这一系列电力系统搭配，都保障了水泵机组的正常运行，而且十分的科学合理且经济效益明显。

2.2 电气主接线。电气主接线的选择是指我们根据工程接入电力系统的方式、电压等级和进线回路数以及最为重要的水泵机组的数量和类型进行的接线方案的选择。在我们选择主接线方案的时候，既要考虑供电部门的用电要求和电力网络的实际情况，又要顾及工程的整体布置要求和布置特点，做出最为高效的电气主接线方案的选择。

常见情况下电气主接线方案分为两种，一种是通过单台变压器供电，将电气主接线分为10KV和0.4KV两级，分别设置10回路和20回路，也将变压器容量设置为200KVA。另外一种就是双站变方案，根据实际用电情况将变压器的供给分为单台和双台两种情况。这种方案下电气主接线也分为10KV和0.4KV两级，不同的是回路设置为11回路和22回路，使得两台变压器可以并列运行。这两种方案都各有其本身的优点和不足，经济投入成本也不一样，但是所带来的收益也是不可直接衡量的。这个时候，就需要我们运用电气科学的有关知识进行电气主接线的方案选择以保证水泵机组的正常运作。

2.3 主要电力设备的选择。在我们进行电力设备选择的时候，我们要考虑多方面的影响因素。其中包括短路电流的计算和启动电压的计算。这两个影响因素是我们水泵机组选型的前提和基础，也是水泵机组选型合理性的一项重要验证，需要我们科学认真的对其进行计算。

另外，我们在选择主要电力设备的时候，需要考虑的设备也有许多。包括主电动机的型号参数、站用变压器的型号、高低压开关设备、电力电缆、励磁装置、直流装置等多个设备。这些设备是工程中的主要电力设备，也是水泵机组稳定运行的必要电力设备。无论是设计核算还是设备型号参数的选择工作，都离不开电气科学的专业知识，也离不开操作人员的专业素养。所以说，电气在水泵机组选型过程中发挥着极为重要且不可替代的作用。

3 结语

以上就是我们根据高明区七星岗泵站重建方案设计和电气工程进行的实例分析，经过我们简单的分析和探究，我们可以很轻松的发现电气科学在选型中也发挥着它独有的、不可替代的作用，不断的帮助我们在水泵机组选型时给与我们最为专业的指导、最为科学的意见、最为广泛的研究经验。通过我们对水泵机组选型的电气影响因素设计分析，得知水泵机组与配套电力系統的选择是否恰当，这是直接关系着泵站的实际排涝效益，也关系到地区防灾减灾建设成效。

参考文献

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[2] 孙文海.电气自动化技术在水泵行业中的应用[J].科技传播，2011 （05）：128-129.