關於泵站供配電系統設計問題分析

鄒康
中恩工程技術有限公司廣東廣州 510000
摘要：泵站在建築物中起著至關重要的作用，其運轉依賴於電力的支持。為了確保泵站的穩定運行，防止由於供電不足而導致的停機，需要對影響泵站供配電系統的各種問題展開研究。基於此，本文針對泵站的供配電系統設計中存在的問題展開研究，並提出提升泵站供配電系統可靠性的措施。
關鍵詞：泵站；供配電系統；設計
泵站對於維護和提升社會經濟發展至關重要，其作為基礎設施之一，有序運行能夠帶來長期的收益，但一旦因意外原因而無法按照預期的時間進行操作，就會導致嚴重的經濟損失。當前，我國泵站的主要動力來源仍然是電能，由於電力供應不足等因素，導致泵站出現非計劃停運的情況，這在泵站停運中占有較高的比率。本文旨在深入探討泵站的供配電系統，以及其中所涉及的各種常見問題，並結合實際情況，提出有效的改善方案，以期達到更高的可靠性，從而保障我國泵站的安全和穩定運營。
一、泵站供配電系統的設計問題
1、泵站供電系統故障類型
對於泵站而言，供配電系統的可靠性是至關重要的，然而，由於各種原因，泵站在運行過程中不可避免地會出現各種故障。為了減少泵站出現故障的風險，需要對其的故障原因進行深入的研究，並採取相應的措施來避免這種情況的發生。並在出現問題的情況下，能夠儘快、精確和有效地解決問題。通過深入研究能夠發現，對於泵站的正常運行來說，最重要的影響因素就是線路短接。當泵站的負載超出正常範圍時，發熱保護系統將無法正常工作，就會引起斷路器的故障。另外，因為電源線斷開，氧化反應造成的接觸問題導致故障，從而影響系統的正常運行；由於高次諧波諧振對電壓互感器造成影響，從而造成熔斷器的跌落故障；如果設備年久失修，自耦變壓器就有可能會出現短路問題，而不當的操作也可能會引發多種故障。
2、泵站供配電系統故障的發生原因
造成泵站故障的主要原因是設計未綜合考慮具體應用狀況，不能適應環境的變化，產品品質存在不足，安裝標準化存在問題，設備維護檢修不到位，運行處理及管理工作方面存在漏洞。
二、提升泵站供配電系統可靠性的措施
1、優化配電系統設計
作為泵站供電的基礎，配電系統的設計必須符合實際情況，以確保其準確性和穩定性。若配電系統存在缺陷，將會對泵站的供電負荷和其他參數產生不利的影響，從而阻礙其正常運轉。如：泵站供電系統中的電力互感器和電壓互感器的設置存在誤差，那麼它們將無法有效地保護電路，甚至可能因為設置的參數太低而導致跳閘過早，或者因為設置的參數太高而導致出現不跳閘的情況。所以，為了確保泵站供電系統的可靠性，應該由經驗豐富的設計師進行全面地優化設計，以確保在設計過程中不會出現任何偏差，從而避免由於先天缺陷而造成的問題。
2、合理配置並保護元器件
在泵站的運行過程中，繼電保護器、熔斷開關等元器件起著至關重要的作用，有利於及時發現和處理電力系統的異常情況，從而確保電力系統的穩定性，並且能夠有效地防止因某個電路出現故障而導致整個泵站的停電。例如在泵站的各個分支線路上配置熔斷開關，一旦發生短路等故障，熔斷開關就可以迅速發揮作用，將該分支線路的供電切斷，從而避免泵站供電系統的整體癱瘓。在選擇熔斷開關時，應該根據分支線路的實際用電負荷，仔細考慮其使用情況，以確保其發揮最佳作用，而不是隨意選擇，以免影響其正常運行。此外，需要對元器件進行有效地保護，因為大多數元器件都是精密易損的儀器，如果不加以重視，不僅會導致元器件的損耗增加，運行成本也會大幅提高，而且還會影響到元器件作用的正常發揮，繼而影響泵站整個供電體系的正常運行。
3、電動機合理選擇
電動機是泵站工程的關鍵部件，因此在實際應用中，必須認真考慮如何選擇合適的電動機，保證系統正常運行的同時，最大程度降低能源消耗。在具體的設計階段，應根據實際情況，優先考慮使用節能型的電動機。此外，還應該考慮泵站的經濟效益，以便選擇最適宜的泵站設備。通常來說，當電動機的功率超過800kW時，為了確保電網的正常運行，必須採用能夠滿足其運行要求的應用系統來支持其使用，可選擇同步電動機和異步電動機，以充分滿足泵站的常規運行需要。當電動機的功率超過1600kW時，為了提高其在電網中的運行效率，必須採用具有更高能效的電網系統。在這個過程中，主要使用異步電機設備，例如鼠籠型和繞線型，以滿足水利工程泵站的運行需求，並且提高運行效率。
4、合理選擇供電電壓
根據當前的實踐經驗不難發現，當泵站設備的電源電壓數值越大時，其運行中的能量損耗也會相應減少。一般來說，當配套電機系統的功率低於200kW時，應採用380V的供電電壓；當配備的電機系統的功率不低於280kW時，應採用10kV的供電電壓；當配套電機系統的功率範圍介於200~280kW之間時，應採用380V或10kV的供電電壓，以便根據實際的工作條件進行最佳的調整。隨著35kV電壓的普及，節能性還需要不斷提升，因此，在實施供配電系統的設計時，可以預留對接口，並在技術不斷成熟的情況下，將其融入系統設計，以提高系統的運行效率。
5、配電線路無功補償設計
（1）電纜敷設
針對動力和照明的實際需求，一般使用低壓電纜進行敷設。在外部線路的布置中，通常會採用直埋或沿電纜溝布置的方式。在室內管線敷設環節中，在變配電室中運用電纜溝敷設模式，在具體敷設環節中可以通過直埋模式，考慮增強調整電纜敷設深度，保證敷設深度大於凍土層深度。在滿足電纜負荷要求的基礎上，可以根據實際情況科學選擇電纜。
（2）無功補償要點
在設計配電線路時，必須準確地控制無功補償器的位置和數量。採取分組補償措施，對每條支路的負荷容量進行全面評估，並結合空載狀態下的無功損耗情況，以確保系統的可靠性。變壓器採用自主補償模式，以彌補無功損耗，因此應根據實際情況合理選擇補償配電和設備的類型和數量。
（3）利用無功補償裝置
當需要綜合電壓下降的狀況下，假如系統的自然功率無法符合電網實際需求，必須合理調整設計細節，不但能夠提高電壓，並且能夠降低線路無功損耗。為了降低無功損失，應該根據不同的電壓水平來選擇合適的用電設備，並且應該安裝無功補償器。
6、在線監測系統
與其他配電系統相比，泵站供配電系統涉及更多的工作流程，必須嚴格把控采水、配水和處理等層面。因而，為了能高效地管理海量數據點，應使用自動化控制系統，以集中化控制分散特徵，達到對系統的高效管理和完善。例如SCADA系統擁有極強的應用能力，能夠滿足各種複雜數據的一體化處理需求，包括但不限於數據監測、數據收集、統籌規劃等。SCADA系統作為一種先進的在線控制系統，包括中央控制系統、中繼站和遠程RTU控制模塊，可以實時監測供水生產線的運行情況，並將收集到的數據進行統計分析，從而實現危險點的報警和參數控制等功能。現階段，SCADA系統已經成為一種融合了計算機網絡技術的先進解決方案，能夠有效地提高供水配電的經濟性和安全性。在泵站供配電系統的運行過程中，多種因素都有可能造成安全問題。為了避免出現問題，應該採取措施進行在線監測，以便更好地掌握運行狀態，並實施遠程控制，以及及時發出風險預警。另外，通過利用先進的計算機技術，可以實時監控水泵站的供配電系統的運行情況，同時結合中央電腦的數據，可以快速發現系統的問題並採取相應的解決方案。
結語：總而言之，泵站的供配電是至關重要的，為了提高其可靠性，必須採取綜合措施，明確泵站配供電系統設計中存在的問題，並通過優化配電系統，合理配置元器件、電動機、供電電壓等，同時對配電線路實施無功補償設計，融合在線監測系統來提升泵站的運行效率和效果。
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