摘要：随着经济社会的发展和大量水利工程项目的开展，泵站被广泛地应用于各种水利工程当中，并且在区域性的防洪、除涝、灌溉、调水和供水等方面发挥着越来越重要的作用。
本文从泵站水机节能设计和电气节能设计两个方面对泵站工程的机电节能设计问题进行了探讨，以期对泵站工程的节能设计工作能够有所借鉴。
关键词：泵站工程；机电节能；设计分析
1 泵站机电节能设计的意义
进入21世纪以来，随着科学技术的发展，泵站的电气设计也随着潮流不断更新，老产品就逐渐淘汰了。在引进先进产品的同时，科学地设计选型成为泵站电气设计研究的新方向，除了选择新型电气设计，还尽量选择最合适的设计。如果只注意引进新产品而忽略其对于泵站运行的可靠性，仍不能做到经济合理，如果只注重其效益，则不一定能做节能环保。因此，对电气设计的要求也越来越高，经济、快速、节能的也已成为设计的方向。
如何提高泵站工程机电节能设计的水平、降低不必要的能源损失，做到经济性和节能性，使其为经济发展和人民生活水平改善带来长远效益，对节约能源、保护环境、降低泵站的建设和运行成本、促进水利工程项目长远健康发展、实现能源的最优化利用等方面具有重要意义。因此，根据泵站工程中的机电运行，推进节能设计的应用，降低泵站工程机电设计中的消耗是未来泵站等水利工程发展的必然之路。
2泵站水机的节能设计
水泵作为泵站工程的核心设备，对泵站的功能和运行效益有着重要的影响。如果水泵选型不合理，那么即使其他机电节能设计做地再出色，也难以改变泵站能耗大的问题。因此，要提高泵站机电工程的节能设计水平，就必须对水泵进行细致地研究。
2.1 全方位掌握泵站的功能
在进行泵站工程的机电设计时，要考虑很多因素的影响，如当地的水文资料、泵站工程的规划设计图纸等，所以在进行机电设计时，必须对各种潜在的影响因素进行全面分析，要结合泵站工程具体建设和应用情况，因地制宜，要尽可能充分地利用各种有利的天然条件（如自灌等），尽量降低泵站的使用时间，尤其是要降低在抽灌和抽排上的工作时间，从而在工程源头的设计规划上就做好节能工作。
2.2 对水利工程规划的参数进行科学的分析和利用
在水泵的发展过程中曾出现过一阵“全扬程”的设计风潮，即在泵的整个工况曲线上，扬程全不超工，但事实却是水泵的绝大部分时间都工作在设计的低效区，这显然会引发较大的能源浪费。泵站的平均扬程和最高扬程是影响泵站能耗的一个重要因素，如果扬程选择不合理，就可能造成“大马拉小车”的情况，这毫无疑问地会造成较大的能源浪费问题。在实际工作中，应该根据泵站工程的实际应用情况来合理分析和确定扬程，并据此为后续水泵的选型提供依据。此外，在设计时合理确定扬程还能避免泵站长时间工作在水泵效率低下的情况，这对泵站长远的节能发展意义重大。
2.3 科学合理的选择水泵型号
水泵的选型是泵站工程机电设计的一个重要内容，水泵选型如果不合理，则不仅会造成泵站能源利用水平低下，甚至还可能对泵站的安全稳定运行带来不利影响。在实际工作中，水泵选型要在充分考虑泵站实际应用特点的基础上，根据水泵的各项特征参数、扬程以及规划内的流量要求等进行合理选型，要尽量选择那些结构简单、安装技术成熟的水泵。
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3 泵站电气设计中的节能要点
3.1 电动机和变压器节能
在泵站工程电气部分的能耗中，电动机和变压器的能耗占了非常高的比例，所以有必要对电动机和变压器进行节能设计。
对电动机的节能设计而言，具体可以分为以下三个方面进行讨论：（1）要选择具有节能特性的电动机。如可以通过比较不同电动机在泵站工作中的应用效益，选择效益最高的电动机。一般而言，当电机容量要求在800千瓦或者以上时宜选择同步电机，而当容量要求在800千瓦以下时则宜选择异步电机。（2）要对电动机在泵站工程中的运行消耗进行控制，尤其要重视对电动机功率的控制。经过实践研究证明，电动机的功率一般控制在75%～100%r，其运行效率最高，此时可以极大地节约电动机运行过程中的能源消耗。（3）要尽量采用科学、安全的电动机启动方式。传统启动方式往往会带来瞬时电流的增加，而这可能会引发电能的过大消耗，所以应尽量选择科学的安全电动机启动方式，如可采用直接启动或降压启动等。
对变压器的节能设计而言，首先要将抽水时用的主变压器与生活用的变压器进行区分。如为了确保泵站工作时的电能供给，可以在泵站内安装有一台或两台主变压器，而泵站在非抽水的时间内，则可通过其他小变压器来提供站内生活用电。其次，要做好变压器容量的选择。在确保变压器能够满足泵站工作要求的前提下，应将其负载率控制在0.8左右，实践研究证明，变压器负载控制在0.75-0.85之间时，其工作效率最高，即节能效益最好。
3.2 线路节能
在泵站工程机电节能设计中，线路系统具有非常大的节能潜力，应该被作为一项重要控制内容进行认真对待。具体而言，线路节能设计可以分为以下三个方面：（1）选择铜芯线缆以降低泵站机电运行线路的电阻率；（2）对线缆长度进行控制，并尽量缩短线缆间的距离，如可根据线路接线方式合理布置各个机电装置，并由此对装置间的线路长度加以控制，以最大限度降低线路运行中的能耗；（3）对包括电阻在内的线路性能进行优化，在不影响泵站实际应用的前提下，尽量通过线路优化来减少其内的电能消耗。
3.3 供配电节能
在泵站工程的机电部分中，供配电系统与其整体节能水平间有着非常重要的关系。如果供配电设计合理，则能够在很大程度上降低泵站运行中的能源消耗，进而实现节能降耗的目的。具体而言，泵站供配电系统的节能设计要结合泵站机电运行的实际情况，做好以下三个方面的工作：（1）优化负荷等级，选择符合容量标准的变压器，并按照变压器在泵站工程中的投入方式以完善变压器的技术参数，提高泵站供电的经济性；（2）针对泵站工程的规模，设定匹配的电压，并根据供电电压的级别设计对应的配套设备，达到最优化节能的目的。（3）通过控制配电级数来减少电能消耗，确保供电系统在规定的数值范围内运行，提高供电系统的节能水平。
3.4 自动化节能
自动化控制是机电工程节能设计发展的趋势，泵站工程中的机电部分也不例外。通过引入自动化控制技术，一方面可以加强对泵站工程中机电部分的运行监控，保障泵站机电设备运行的可靠性；另一方面可以根据泵站的实际工作需要对机电运行参数进行调节，确保机电系统始终运行在一个高效低耗的工作状态下，以充分体现体现泵站工程机电节能中的智能化优势。
结束语
近年来，虽然我国已经逐步意识到泵站工程机电节能设计的重要性，也研究、提出并应用实施了一些节能技术措施，但整体效果并不理想，泵站运行中能耗过大的问题并没有得到显著改善。因此，还需要对泵站工程机电部分的节能设计问题作更深入的研究，并在此基础上对泵站机电部分进行优化设计和全面改造。
参考文献：
[1]张杰，牛晓松.浅析泵站工程机电设计中的节能措施[J].科技致富向导，2013
[2]孙桂莲，王风军，王军.浅析泵站设计中电气节能设备的选择[J].河北工程技术高等专科学校学报.2010
论文作者:杜晶
论文发表刊物:《基层建设》2018年第3期
论文发表时间:2018/5/16
标签：泵站论文; 节能论文; 机电论文; 工程论文; 电动机论文; 变压器论文; 水泵论文; 《基层建设》2018年第3期论文;