小型农田水利工程泵站电气设计
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农田水利泵站的电缆选型设计在农田水利工程中,泵站起着至关重要的作用,它能够有效地提升和输送水资源,满足农田灌溉、排水等需求。
而在泵站的运行中,电缆作为电力传输的关键部件,其选型设计的合理性直接影响着泵站的安全稳定运行。
因此,科学合理地进行农田水利泵站的电缆选型设计具有重要意义。
一、电缆选型设计的重要性电缆作为电力传输的载体,在农田水利泵站中承担着将电能从电源输送到泵站设备的重要任务。
如果电缆选型不合理,可能会导致以下问题:1、电能损耗增加:选用截面积过小的电缆会导致电阻增大,从而增加电能在传输过程中的损耗,不仅浪费能源,还可能影响泵站设备的正常运行。
2、电压降过大:过长或截面积不足的电缆会导致电压降过大,使泵站设备端的电压低于额定电压,影响设备的性能和寿命。
3、安全隐患:不合适的电缆可能无法承受泵站运行时的电流和温度,容易引发过热、短路等故障,甚至可能导致火灾等严重安全事故。
4、维护成本增加:选用质量不佳或不适合的电缆会增加故障发生的概率,从而增加维护和维修的成本,影响泵站的正常运行和经济效益。
因此,在进行农田水利泵站的电缆选型设计时,必须充分考虑各种因素,确保选用的电缆能够满足泵站的电力传输需求,保障泵站的安全、稳定、高效运行。
二、影响电缆选型的因素1、负载电流负载电流是决定电缆截面积的重要因素。
在泵站中,需要根据各种设备的功率和运行时间,计算出总的负载电流。
同时,还需要考虑一定的余量,以应对可能的过载情况。
2、电缆长度电缆的长度会影响电阻和电压降。
较长的电缆需要选择截面积较大的型号,以减小电阻和电压降,保证设备端的电压稳定。
3、环境条件农田水利泵站的环境通常比较潮湿,有的甚至可能存在腐蚀性物质。
因此,在选择电缆时,需要考虑其防护性能,如防水、耐腐蚀等。
4、敷设方式电缆的敷设方式有架空、直埋、穿管等。
不同的敷设方式对电缆的机械强度和防护要求不同,也会影响电缆的选型。
5、成本因素在满足电力传输要求的前提下,还需要考虑电缆的成本。
小型泵站电气设计要点摘要:经济社会的快速发展,工农业生产生活用水、灌溉排水等都离不开大型水利泵站的支撑。
在大型水利泵站自动化控制和智能化技术应用的领域,其涉及的技术复杂、电气设备应用难度高,一旦发生设备管控失误,就会产生严重的后果。
在传统的大型水利泵站操作中,人工占据主导地位,大部分电气设备都需要人力看管和操作,人力资源浪费严重。
关键词:小型泵站;电气;设计要点引言泵站作为水利工程防洪防汛及资源调度的核心机构,其运行可靠性对于整个水利工程作用效果有着决定性影响。
在新时期背景下,水利泵站的建设向着自动化、智能化方向发展已经成为必然趋势,但是受到诸多方面因素的影响,目前中国水利泵站在运用智能化控制技术的过程中,还存在一定不足之处。
相关行业工作人员应对此形成全面而正确的认识,积极学习先进的技术理论知识,进一步完善技术应用策略,以实现对水利泵站的高效化、精细化和准确化管理。
1现阶段中国水利泵站运行现状中国现在很多泵站的运行控制及状态分析等都还需要依靠人力完成,技术人员则在很大程度上需要依赖于经验制定管理方案。
由于技术人员的专业水平参差不齐,加上不同泵站的实际运行情况有一定差异等多方面因素影响,泵站在实际运行管理过程中,经常会出现各种各样的问题。
虽然目前中国各大水利泵站已经开始相继引入智能化技术,但受限于技术研究起步较晚,技术应用还有待进一步提升,泵站的智能化系统建设也比较简单。
在数据处理方面,大多还停留在简单的数据采集、统计、展示、查询和存储功能,缺乏对数据的分析研判能力,不能够很好地通过所收集数据对泵站的运行情况进行趋势预测,风险预警能力不足。
另外,当前水利泵站的智能化技术的应用在精细化及精准化方面也有待完善优化。
2自动控制系统的应用特点在运用自动化控制系统的基础上,将PLC与中央控制室相连,使基础设备和远程I/O站等的信息集中于中央控制器上。
基于这一控制模式下,通常采用数字分支结构方式,以此让系统与通讯总线相连,尽可能发挥输入与输出两个模块的作用,做好检查与执行工作。
浅谈中小型泵站电气一次设计【摘要】中小型泵站在水利设施中的作用较为重要。
本文从其电气设计方面入手,先探讨了其电气设计中一些参数的选择与确定的原则和方法。
随后从如何提高其经济效益角度,针对几个典型的问题提出了一些看法。
【关键词】中小型泵站;电气设计;经济效益随着生产力水平的提高,农业生产越来越机械化、电气化。
中小型泵站在水利设施中的应用普遍。
中小型泵站有着易于建设、低投资等特点。
但是资金筹措方面往往不充裕,需要同时注重其实用性以取得社会效益,也要注重经济性,两者需要的协调需要在电气设计方面做出努力。
1 设计中经济效益方面需要重视的几个问题1.1 经济效益的总体考虑中小型泵站的总体经济考虑需要从水机和电气设计上的配合程度入手。
一般对于中小型泵站采用的电机多为异步电动机,基于实际情况,在电气设计方面通常在经济效益方面还有较大的余地,比如一般至少设计有三台变压器,每台变压器设计都会比实际应用留有较大的容量空间,这样就会形成较大的投资浪费。
再比如由于主变压器连接到厂变压器上,虽然前期投入小,但是空耗太大,依然经济效益不高。
综上考虑,如果采用相同电压等级,那么在设计中就不会再考虑太大的富余容量、变压器数量的减少也会大大减少投资,最重要的是在以后长期的运行中,空耗会大大减少,能提高经济效益。
1.2 功率因数方面的设计考虑泵站在水利工程中的服役寿命通常有几十年,总体的经济效益要从长远考虑。
无功补偿在长期使用中经济效益巨大,采用无功补偿会提高功率,在设计中就可以减少变压器多余容量,对于以后运行中的损耗可以大大减少,虽然可能在前期加大投入,但是长期来看对于经济效益的提高还是大有益处。
1.3 水泵、电动机等电气设备的选择电机与水泵是泵站的核心设备,同时还有许多配备的元件,都有着更新换代较快的特点。
新产品的性能大体上比老产品要好得多,在能耗、效率、可靠性方面都有着良好的表现。
电机与水泵的选择要注意考虑一系列的性能指标,包括效率、起动性能、功率、噪声、绝缘性能等方面进行考虑。
农田水利小型泵站设计设计参数:灌溉面积500亩,地区灌溉系数m=0.8万亩/米3/秒,出水池水位26.50米,建站处干渠正常水位23.00米,最高水位24.50米。
一、推求设计流量Q和设计扬程H:设计流量Q0.063m3/s;设计扬程H 1.2H实 1.2(▽上−▽下正) 1.2(26.5−23.0)=1.2×3.5=4.2m二、根据Q=0.063m3/s和H=4.2m,利用《水泵规格性能表》选择水泵。
方案1:200HW-4S,H=4.2米,Q=0.071m3/s,N=5.5kw;方案2:200HW-5S H=4.2米,Q=0.078m3/s,N=7.5kw;考虑到变压器台区离泵站较远,配电电机功效不能完全发挥,故选7.5kw电机,选用“方案2”。
三、布置管线、选择管道和配件:管线布置见图,进水管长4.5m,出水管长9.5m,用钢管,d进=200mm,d出=200mm;进水段d=200mm的有底阀滤网、d=200mm的45°铸铁弯头各一个,出水段配D g=200mm的拍门一个,d200mm的90°铸铁弯头一个,d200mm的45°铸铁弯头两个。
四、计算水泵安装高:1.计算吸水扬程损失h吸损:用Q=0.078 m3/s和d=0.2m查《钢压力管每米长沿程水头损失△沿值表》得△沿吸 4.62cm/m·管,则h吸沿损=△沿吸·L吸 4.62×4.5=20.79cm m。
求局部阻力系数:有底阀滤网,根据d1=200mm,查《局组系数ξ表》得ξ底阀=5.2;d=200mm的90°铸铁弯头,根据d=200mm和θ=90°,查《铸铁弯头R值表》得R=300mm,则0.333,查《局组系数ξ表》得ξ´=0.175,故ξ90°弯ξ´0.175×0.175;Σξ吸ξ底阀+ξ90°弯 5.2+0.175=5.375,用Q0.078m3/s和d=200mm,查《压力管单位局部水头损失△局值表》得△局31.56cm/每ξ´则h吸局损=△局Σξ吸=31.56×5.375=169.6cm≈1.70m,故h吸损= h吸沿损+h吸局损=0.21+1.70=1.91 m;2.计算水泵进口处流速水头V进==2.48m/s,则0.31m3.根据建站处高程25.00m,查《》得=10.3m;4.计算水泵安装高度:从水泵规格性能表上查得,Hs ≈10− [HPSH]C=10−4.0=6mH安=Hs−(10−)−−h吸损=6−(10−10.3)−0.31−1.91=4.08m;5.计算水泵安装高:▽安=▽下+H安=▽低+H安=22.5+4.08=26.58m H max=25.00m;满足要求。
水利工程泵站电气设计首先,供电系统设计是泵站电气设计的基础。
根据泵站的实际情况,确定合适的供电方式和电源容量。
供电系统应具备稳定可靠、安全经济、符合环保要求的特点。
供电系统的设计要充分考虑主变电所、开关站、配电装置等电气设备的选型和配置,以满足泵站运行所需的电能。
其次,电气设备选型和配置是泵站电气设计的重要内容。
根据泵站的工作要求和负荷特点,选取合适的变压器、发电机、开关设备、电动机和控制设备等。
电气设备的选型要考虑其技术性能、可靠性、经济性和适用性,并与供电系统相匹配。
同时,电气设备的配置要合理布置,以便于运行、检修和维护。
电气接线图设计是泵站电气设计的重要环节。
根据电气设备的布置和运行要求,绘制合理的电气接线图。
电气接线图包括主接线图、控制回路图和联锁图等。
主接线图显示了电气设备之间的主要电源和负载关系,用于指导与供电系统的连接。
控制回路图显示了泵站的控制系统及其回路关系,用于指导泵站的运行和控制。
联锁图显示了泵站各设备之间的联锁关系,以确保泵站的安全运行。
保护装置设计是泵站电气设计的关键组成部分。
根据泵站电气设备的特点和负荷要求,选取合适的保护装置,保护泵站电气设备免受过电流、过电压、欠电压、短路等异常情况的影响。
保护装置的设计要考虑其动作可靠性、操作方便性和故障报警功能等。
保护装置的设置和调试是泵站电气设计工作的重要环节,必须按照相关标准和规范进行。
总之,水利工程泵站电气设计是确保泵站正常运行和安全稳定的基础工作。
通过合理的供电系统设计、电气设备选型和配置、电气接线图设计和保护装置设计等,可以保证泵站的电气系统具备良好的性能和可靠性,提高泵站的工作效率和运行质量,同时减少事故风险,节约能源和资源。
农田水利工程中小型泵站设计摘要:农田配套水利工程是影响农业产量的主要因素之一,在整个农田水利工程中,渠首建筑物是非常重要的布置环节,而泵站又是渠首建筑物中最重要的设备,对泵站设计进行改进,对于农业提效增产具有十分明显的作用。
关键词:小型农田水利工程;问题;对策一、中小型泵站设计常见的问题与解决方法1.1水腐蚀如果地下水含盐量较大,会对混凝土结构造成一定的腐蚀,水泵运行时间超过3年以上,部分钢筋混凝土结构会发生腐蚀脱落的情况,如果没有对进水管路进行防护会加重腐蚀,从而污染内部水源。
因此在进行中小型泵站设计时,必须将水腐蚀对混凝土以及钢结构造成的损坏考虑其中。
应对策略有:在混凝土中添加阻锈剂、使用抗硫酸盐水泥等。
由于抗硫酸盐水泥价格较高,可将添加阻锈剂的方式作为防腐蚀的主要方式。
1.2泥沙磨损灌溉水大多数都是来自于河流,泥沙含量较高,多年的运行容易对水泵的轴承造成较为严重的磨损从而让水泵出现抖动,长此以往会造成水泵的损坏。
因此,在进行设计时可通过增加清水润滑系统和设置水箱的方式减少泥沙对水泵轴承的磨损。
1.3高程安全余量泵站建成后一些泵站可能会出现无法取水的情况,经过检查后发现,水泵在设计高程时没有对安全余量进行合理设置。
水泵产品质量存在差异,在实际的计算过程中,设计人员只通过水泵的样本对其进行计算,存在虚标情况。
因此在进行水泵高程安装时适当增加安全余量,保证泵站的安全运行,从而提高灌溉保证率。
二、中小型泵站设计要点分析2.1设计原则中小型泵站在设计时,设计流量小于10m3/s,装机功率小于1MW,在农田水利工程中,流量参数决定了泵站的建设规模。
如图1所示。
在农田水利工程中,需要根据扬程确定水泵的类型,根据流量大小确定水泵的具体数量,根据确定的流量大小和扬程对水泵厂家的样本进行检查,最终确定其设计类型。
在具体的应用过程中,轴流泵、混流泵和离心泵所选择的泵室存在一定的差别,轴流泵一般选择湿式泵室,混流式和离心泵选择干式泵室。
小型农田水利工程泵站电气设计
电气工程为小型农田水利工程的重要组成部分,在小型农田水利中发挥着重要作用,结合颍上县农村小型农田水利工程多年设计实际情况,现以王岗镇蔡郢村灌溉站设计为例,介绍农田水利工程电气设计情况。
1 工程概况
蔡郢站位于王岗镇蔡郢村,蔡郢电灌站由公路河取水,河底高程20.0m,进水池水位21.5m,灌溉区内地面高程25.5m左右,灌溉面积1600亩,配套2台流量0.26m3/h/台,扬程6m,功率22kW/台混流泵。
2 设计标准
(1)10kV及以下变电所设计规范GB50053-94
(2)泵站设计规范GB50265-2010
(3)供配电系统设计规范GB50052-2009
(4)低压配电设计规范GB50054-2001
(5)电力装置的继电保护和自动装置设计规范GB50062-2008
(6)通用用电设备配电设计规范GB50055-2011
(7)建筑照明设计标准GB50034-2004
(8)建筑物防雷设计规范GB50057-2010
(9)电力工程电缆设计规范GB50217-2007
3 供电电源
根据《供配电系统设计规范》(GB50052-2009)规定,该工程属于三级负荷,采用1路10kV输电线路作为供电电源。
4 用电负荷确定
全厂用电设备2台,其中单台电动机最大容量为22kW.泵站自用电主要为照明用电及维护人员其它用电,总计约5kW。
总变电所的用电设备安装容量为49kW,其中工作容量为47.5kW,选用
S11-80/10变压器1台,变压器负荷率为86.1%。
用电负荷详见附表1-1。
附表1-1 用电负荷详见
设备名称安装台数设备容量需要
系数功率
因素计算负荷
常用备用常用备用有功功率无功
功率视在
功率
(kW)(kW)kc (cos¢)tan¢(kW)(kvar)(kV A)
混流泵配套电机 2 0 44 0 1 0.8 1.00 44.0 44.0
泵站照明及其他 5 0.7 0.8 0.75 3.5 3.8
合计 2 0 49 0 47.5 47.8 67.4
乘同时系数1 47.5
乘同時系数0.95 45.4
变压器损耗: 1.0 3.6
全厂合计
(高压侧)48.5 49.0 68.9
变压器的选择选择一台S11-80/10变压器
变压器负荷率β 86.1%
5 供配电系统
(1)供配电装置的设置
根据总图布置及负荷分布情况,变压器设置于配电间傍,配电间设置进线柜、动力柜。
(2)主接线
10kV电源由终端杆引入,和10/0.4kV变压器高压侧连接,降压至0.4kV后,泵站处引至配电室的进线柜。
6 主要设备选型
低压开关柜选用GGD型,电力变压器选用S11型。
7 电能计量
电能计算采用高供高计,计量柜由供电部门确定。
8 无功补偿
按照供电部门的规定变压器功率小于或等于80kV A可不做无功补偿,本设计对电网不进行无功补偿。
9 二次接线与继电保护
根据《电力装置的继电保护和自动装置设计规范》(GB50062)并结合泵站的具体情况,对各主要设备设置如下保护装置:变压器采用负荷开关熔断器组合电器保护。
同时变压器还自带有高温报警、超温跳闸保护。
选用NS型断路器对母线的短路及失压进行保护。
选用NS型断路器及专用电机保护装置对电动机的短路、过负荷、缺相及失压进行保护。
10 电动机起动和控制方式
由于电机的起动电流达到4-7倍的额定电流,为了节约能源和满足工艺要求,混流泵采用软起动,就地机旁控制。
11 防雷和接地
为防止雷电侵入波引起的过电压,在10kV母线上装设一组避雷器保护。
同时为防止真空开关操作时产生的操作过电压对设备的绝缘特别是主电动机的绝缘造成威胁,在真空开关回路均装设过电压保护装置,保护装置用氧化锌避雷器,采用四星形接法。
根据《建筑物防雷设计规范》GB50057-2010,本泵站按第三类防雷建筑物设计。
泵房敷设避雷带。
泵站的低压接地系统采用TN-S系统。
设全厂接地网,水平接地线采用-40×4镀锌扁钢,垂直接地体采用L50×5、L=2500镀锌角钢。
本工程保护及防雷接地
合用一个接地系统,工频接地电阻值按≤1Ω设计。
12 照明与检修网络
照明与检修电源采用380/220V三相五线制,照明电源引自变电所。
室内照明采用高效节能型荧光灯,在门道出口设应急照明。
13电缆敷设
电缆在建筑物内采用穿管埋地、沿墙敷设,在泵室外采用穿管埋地敷设。
电缆采用非铠装电缆。
电力电缆的型号为YJV22-10,YJV-10和YJV22-1,YJV-1。
14 节能
本工程电气节能主要采用如下方式:
(1)混流泵电机启动方式采用软启动器;
(2)电气照明采用节能灯型;
(3)选用节能型变压器等。
15 结语
小型农田水利工程后期正常生产运行,都离不开电力系统的正常运行,一旦供电系统出现故障,就会引起各种麻烦,甚至会农作物生长造成极大的影响。
因此,对于小型农田水利工程供电系统的设计是直接关系到用水户切身利益的重要因素,科学合理的供电系统设计是小型农田水利工程电气设计的关键。