排水泵站供电设计和计算探析

　　摘要：随着中国经济的飞速发展，基础设施建设的步伐的加快，给排水工程变得日益繁多和重要。因此给排水泵站的建立对人们的日常生活至关重要，排水泵站的建立也越来越受到人们的重视。其中排水泵站的供电线缆的选择及设计是给排水工程电气设计的重要部分。
　　
　　关键词：排水泵站，供电设计，计算探析
　　
　　一、排水泵站供电的主要设备的选择
　　1、配电变压器的选择
　　在设计中，选择配电变压器除了要充分考虑变压器本身的性能参数外，还应根据排水泵站用电负载，合理选择容量大小合适的变压器，从而使变压器经济运行。这样不仅能节约电能，同时也提高了电力传输功率因数。理论上来讲，变压器的空载损耗等于负载损耗时，传输效率最高，但这在实际操作时很难做到，可考虑使变压器运行状态处于在经济运行曲线中，而这与变压器的容量、台数以及性能参数等密切相关。
　　2、合理的确定变压器的台数
　　主要因素是考虑到兼顾灵活性和经济性两方面。当泵站装机总台数较多，负荷波动较大，或者间隔的时间长，0．4kV的低压主变压器容量大于1250kVA时，可考虑安装多台变压器，以提高供电系统的灵活性，减少配电线路的电压损耗、电能损耗和金属导线消耗量；在泵站单机容量比较大、负荷集中并且运行规律时，可选用大容量的单台变压器；在泵站装机总容量小，负荷变化比较大的情况还可选用调容的变压器来减少电能损耗。
　　二、电缆的选择
　　首先根据电缆用途、使用环境以及各种电缆的性能，同时兼顾资金因素，以确定具体的电缆类型，再根据电力负荷等因素确定电缆的具体规格。电缆有很多参数，主要是电缆的导体截面积差异，就是电缆的规格。电缆规格选择过大时，将增加有色金属的消耗，使线路成本显著增加；电缆截面选择过小时，线路在运行期间将产生巨大的电能损失和电压损耗和，可能导致绝缘损坏，甚至引起电气火灾，这不仅使用电设备的不能正常使用，而且限制以后负荷量的增加。因此，合理地选择电缆类型，对减少建设费用和节约有色金属，以及保证良好的电力供应，都具有重大的现实意义。从电缆导电性能考虑，工作时，电缆的发热温度不能超过有关规定温度，应使电缆的允许载流量Ial(allowablecurrent-carryingcapacity)不得小于通过相线的计算电流I30，即Ial≥I30。
　　从电缆的防火性能考虑，由于普通电缆所采用的护套材料和绝缘材料多数为普通的PVC塑料和橡胶等，其防火性能差。当成束敷设的电缆线路遇外部明火或发生故障起火时，容易蔓延成火灾事故，因此排水泵站供电设计中不推荐使用普通型电缆。
　　阻燃型电缆是具有阻燃性能的电缆。其护套材料和绝缘材料使用的是有高阻燃性的交联聚乙烯塑料和聚氯乙烯。在排水泵站等建筑中，用电设备位置分散、数量多，造成电缆回路多、成束敷设距离长，因此比较适合阻燃级别需B级以上的此类电缆。
　　耐火型电缆是具有耐火特性的电缆。其护套材料和绝缘材料采用高阻燃性塑料，并在绝缘层与导体间加云母包带，在绝缘材料燃烧后的一定时间内电缆仍能正常工作。
　　不同规格阻燃、耐火、防火电缆价格表
　　
　　三、导线的选择
　　导线可按下列几项要求进行选择：
　　1、导线应有一定的机械强度。为防止断线断电事故，所用导线应具有一定的机械强度。
　　2、应确保导线安全稳定运行。所选导线的安全电流应大于日常的最大负载电流，同时还应考虑以下几点：
　　a.选择干线截面时应保留有适当余量；
　　b.三相制中的中性线应与相线截面大小相同；
　　c.三相四线制中，中性线载流量应大于系统中的最大不平衡负荷电流。用于连接中性线保护的线路，其电导应大于该线路相线电导的50%。
　　3、能确保电压稳定。对于排水泵站来说，引入端至负荷末端的线路电压降应小于2.5%，如果线路电压损失大于规定电压损失最大允许值，则应加大导线截面从而保证线路的电压稳定。
　　四、关于漏电断路器极数及漏电动作电流的选择
　　供电设计中，经常遇到断路器的极数与漏电动作电流的选择。依据《低压配电设计规范》的相关规定“当装设漏电电流动作的保护电气时,应能将其所保护的回路所有带电导线断开。”在排水泵站供电设计中，负载多为单相负荷或者单相负荷与三相负荷共存,N线不可能保持低电位,因此适合选用三相四极漏电断路器。设漏电保护的目的是为了防电气火灾,根据《低压配电设计规范》“其额定动作电流不应超过0.5A”应以此为依据进行供电系统的设计。五、供电自控配电系统的防雷措施
　　在输电线路上或输电线路附近发生雷击时，输电线路上都会形成雷电冲击波，雷电冲击波易与工频回路发生耦合，从而导致强电流进入自控设备的电源模块，因此，配电线路的防雷是供电设计的重要部分。
　　目前供电系统比较理想的防雷措施是采用三级浪涌电压保护器。应特别注意将供电设备的电缆与照明等其他用途的线路严格分开布局。三级浪涌电压保护器具体为：第一级在变压器的两侧、进线柜断路器后的中性线和三根相线上，分别对地并联连接，主要释放雷击等产生的强过电压，由于这些避雷器启动电压较高且有较大电容，它们与负载之间互相成为分流的关系，从而使下一级设备上的残留电压高，一般可达到避雷器启动电压的2到2.5倍。第二级在UPS或PLC等专用配电母线处的中性线和三根相线上，分别对地并联，主要目的是泄放第一级残留电压压，分流在配电线路上，电流传输过程中由于感应或耦合产生的过电压，以及其它用电设备的操作产生的过电压。第三级在UPS、PLC或其它控制设备接线板熔断器后的中性线和相线上，分别对地并联连接，主要目的是泄放前面线路的残留电压压，从而保护设备不受雷击产生的过电压的影响。
　　六、供电线路监控仪
　　供电设备监控系统都应具备遥测和遥控的功能，系统一方面对电力设备的监测控制，还可将关于用电设备的地理分布、性能状态和运行控制等各项内容的数据传输到一处，经远程网络系统传输到供电系统的监控中心，同时建立相应的实时数据库，并且可连接到互联网上任意一台计算机，从而实时监控供电设备的运行情况。
　　关于各构件的安置情况：上位机设在监控系统中心，下位机则在供电设备的现场，各个下位机构成单独的远程控制终端。下位机内具有RS-485数据传输的网络接口，以及各种相关传感器和输入-输出接口等，目的是配合用电设备自身的二次仪表。
　　两级的分布式供电设备监控系统主要由下位机与上位机组成，上位机具有操作站的功能，完成遥控、故障分析、遥测以及数据检索一类的任务。下位机的主要目的是实时控制，它实现了供电设备的开关控制和远程数据的通信，同时实时监测供电设备的电流等参数。
　　泵站的供电设计尤其是排水泵站的供电设计，每个系统对电力供应都有不同的技术、使用要求。要使各系统都能安全、正常、高效地投入运行，给排水泵站的供电系统的设计应综合考虑供电设备和用电设备的参数、特性、适用范围、水泵生产厂家的生产技术力量及系统的整体成本等各方面因素。对于新开发研制的水泵的供电设计，要清楚的了解系统的各项技术参数、适用范围，这样才能建立起稳定、安全、经济的排水泵站系统。
　　
　　参考文献：
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《排水泵站供电设计和计算探析》

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