论文部分内容阅读
【摘要】：本文笔者结合工作实践经验针对水利泵站电气设备严重老化、运行效率低等问题的原因进行分析，并对水利泵站电气技术改造应用问题作了阐述，可供参考！
【关键词】：水利泵站 电气设备 设备改造
引言
根据不完全的相关统计，现阶段我国水利泵站的电气设备和建筑物都已处于不同程度老化和待修状态，主要表现在泵站电气功能衰减、效益下降、改障频繁等方面，严重地威胁着泵站的安全运行。近几年以来，相关部门已指令在各地开展以提高泵站效率为中心的泵站电气技术改造，以提高大型水利泵站的管理水平，使大型水利泵站充分发挥效益。因此，对大型水利泵站电气技术改造进行探讨具有极为重要的现实意义
一、水利泵站电气设备更新改造基本原则
①在泵站安全鉴定时，被评定为三类或四类电气设备的应进行更新改造。②列入国家或部门淘汰产品名单的产品应进行更新改造。③对环境产生有害影响的产品、高能耗产品、三无产品等应进行更新改造。④对建立计算机监控系统的泵站，需要接入计算机监控系统的老式电气设备应进行更新改造。
二、水利泵站电气设备技术改造方案的确定
大型水利泵站安全鉴定时，根据评定结果对三类或四类电气设备进行更新改造。一旦电气设备被列入应淘汰产品名单中，或对环境和人身健康有害，或为无任何合格证书的电气，则根据国家相关规定要淘汰，并更换或进行技术改造。另外，大型水利泵站安装了计算机监控系统的，运行过程中利用计算机实时自动监控旧式的电气设备也需进行适当的技术改造。
具体的更新改造方案，应根据安全鉴定的成果分析情况来确定。其中，以根据泵站机组运行的基本情况和供电系统的基本要求选择电气主接线方式。根据实际情况分析，大型水利泵站通常为6kV—l0kV的配电装置，因此，一般都应选择轻型封闭式的结构。在改造泵站低压配电装置时，要选择国家现行相关标准的新型配电柜；励磁系统采用可控硅微机励磁装置；大型水利泵站的操作电源采用可靠实用的免维护蓄电池直流系统。另外，根据我国大型水利泵站运行规定，在电气设备技术改造过程中，对那此能够满足泵站正常运行要求的装置，可以不进行技术改造，但应确保装置小存在问题，进行完善处理确保泵站得正常运行。
三、水利泵站电气设备改造要求
要实现泵站的无人值班，必须有可靠的一次、二次设备。对于泵站的旧设备，在实现无人值班之前，应进行全面、彻底的检修或技术改造，使设备的性能满足泵站无人值班的要求。电气设备改造应满足以下要求：
①应选用可靠性高、维护工作量少的设备。
②应考虑在无人值班条件下的某些特殊要求， 如防火、防盗、保安等要求。
③应满足泵站的某些运行要求。如备用电源自动投入、无功功率和电压调节等，尽量考虑由自动装置完成。
④应考虑提高控制系统的可靠性，增强泵站自动化系统处理故障能力和自身管理能力。
四、电气设备技术改造的应用
1.主水泵电动机的技术改造
主水泵是整个泵站供排水要求的主要设备，合理选择水泵是保证泵站正常运行的一个重要环节。目前，我国泄洪区出现超标准水位时，泵站经常会出现水泵扬程小增，无法正常运行，水位超洪峰无法断流致使设备个部停止正常运行。部分水泵扬程虽然增加，但是出现轴功率上升，电动机超载。因此，应根据泵站在运行过程中遇到的问题分析，对电动机进行技术增容，通过技术改造恢复和增加泵站的运行能力。
大型水利泵站可以通过改造电动机绕组技术措施来改造电动机的增容，电动机在改造的时候，通过在电动机枢槽内安装多个导电体，致使其电动机的额定容量增加。根据相关资料查找可知，一般情况下在电气设备改造过程中，电动机额定容量增加在10%-20%左右，因为改造后，大部分绝缘等级和允许升温均提高一定程度，所以在改造过程中适当地再增加一些电动机的超载能力，会使电动机的能力加强。当需要大幅度的增容时（35%-40%），仅改造增大绕组截面、更换线圈及绝缘材料等技术措施则往往不够，需要通过增加定子、转子铁芯轴向的长度等，才能确保磁通量增加，增大容量
此外，电动机绝缘等级的改造，包括电动机的绝缘电阻、温升、噪声、运行效率以及运行过程中的安全措施等，也应同步进行。目前我国大型水利泵站一般采用F级绝缘体，其特性是绝缘层薄，主要是利用优化绕组的参数来减小铜耗和降低温升，从而延长电动机的使用寿命，具有较好的节能效果。
2.水利泵站监控系统的技术改造
大型水利泵站一般应取消比较陈旧的监控设备，改造成我国国际标准化系统开放式环境下的计算机监控系统，由计算机承担监控整个泵站所有任务分析表明，技术改造后一般大型水利泵站视频监控系统事件发生率旱直线下降的趋势，改造后效果良好。改造过程中增加泵站、水闸闭路监视系统，把所有过程图像信号通过网络送往监控中心，使所有的画面和控制台受到实时地监控，并对其云台和镜头进行监控。在此系统中还可把前端的闭路视频通过视频分配器一分为二，以达到良好的监控分析效果。
3.泵站励磁装置的技术改造
我国现阶段大型水利泵站大部分为同步电动机组。以浙江省某一大型水利泵站为例，该泵站原配套励磁装置电路板由分立器件组成，使用几十年后发现原电路设计的不够完善，装置严重老化，元器件参数变化较大，经常因励磁装置改障而引起机组出现改障。后来，经过多方专家讨论和分析，决定进行励磁装置的技术改造，重新购买励磁装置，为促进自动化设备的技术应用，原励磁控制部分采用综合控制器进行技术改造。励磁装置主要电路是以无续二流极管的新型三相桥式半控整流电路为主，它的技术性能比较好，可以随意以可调的恒功率因素运转。微机励磁装置功能比较先进，小但有保护功能，还具有信号报警功能。在运行时它通过相应的继电器引出相应的微机保护柜，微机保护柜控制主机的故障或事件自动跳闸。
4.电气设备的更新改造
进行电气设备的技术改造是大型水利泵站技术改造的关键因素之一。大型水利泵站电气设备在使用过程中，不利于泵站运行的设备需要进行更新改造。如果大型设备出现改障，要根据实际情况进行分析，实际中多采用更换部件或元器件的方式进行技术改造。例如，泵站中的高压开关柜，如果断路器出现问题必须进行更换，同步电机励磁屏要通过更换励磁插件等来提高原电气设备的总体运行能力。
5.辅助电气技术的改造
根据大型水利泵站相关技术措施要求，对辅助电气，根据其作用和老化程度的情况分析，也应采取相应的技术改造或更新。例如，真空破坏阀要满足在停机时能够及时防止倒流和正常运行时能防止进气的要求。水泵出口位置的自山启闭式逆比阀通过水锤计算确定取消的才可以进行技术改造。在水利泵站中的水管、气和油道等进行技术改造时，连接缝处和穿墙部分必须采用不诱钢的材料制作成仲缩节，便于安装和拆卸。根据相关设计要求，拍门的技术改造需符合运行时的开启角大，闭门时撞击力比较小，而且维护要方便，并且成本较低。
结语
总之，大型水利泵站电气系统应该逐渐引入新技术、新应用，逐渐对老电气设备进行技术改造及提升。采用了新型电气，不仅能对原来诸多缺点进行技术改造，还能满足机组安全稳定和经济、优化运行的要求。因此，大型水利泵站电气技术改造力求技术先进、安全可靠、经济合理、管理方便，而且电气技术改造后自动化系统应包括安个监控、微软保护等，从而为泵站的安全正常运行提供基础保障。
参考文献
[1] 任金龙， 刑有荣， 何文华， 张明生. 大井壕扬水站电气设备技术改造简介[J]. 内蒙古水利 ， 2002，（01）
[2] 王洪毅， 张建国. 胶东调水局王耨泵站电气设备技术改造的经验[J]. 科技信息（学术版） ， 2007，（02）
【关键词】：水利泵站 电气设备 设备改造
引言
根据不完全的相关统计，现阶段我国水利泵站的电气设备和建筑物都已处于不同程度老化和待修状态，主要表现在泵站电气功能衰减、效益下降、改障频繁等方面，严重地威胁着泵站的安全运行。近几年以来，相关部门已指令在各地开展以提高泵站效率为中心的泵站电气技术改造，以提高大型水利泵站的管理水平，使大型水利泵站充分发挥效益。因此，对大型水利泵站电气技术改造进行探讨具有极为重要的现实意义
一、水利泵站电气设备更新改造基本原则
①在泵站安全鉴定时，被评定为三类或四类电气设备的应进行更新改造。②列入国家或部门淘汰产品名单的产品应进行更新改造。③对环境产生有害影响的产品、高能耗产品、三无产品等应进行更新改造。④对建立计算机监控系统的泵站，需要接入计算机监控系统的老式电气设备应进行更新改造。
二、水利泵站电气设备技术改造方案的确定
大型水利泵站安全鉴定时，根据评定结果对三类或四类电气设备进行更新改造。一旦电气设备被列入应淘汰产品名单中，或对环境和人身健康有害，或为无任何合格证书的电气，则根据国家相关规定要淘汰，并更换或进行技术改造。另外，大型水利泵站安装了计算机监控系统的，运行过程中利用计算机实时自动监控旧式的电气设备也需进行适当的技术改造。
具体的更新改造方案，应根据安全鉴定的成果分析情况来确定。其中，以根据泵站机组运行的基本情况和供电系统的基本要求选择电气主接线方式。根据实际情况分析，大型水利泵站通常为6kV—l0kV的配电装置，因此，一般都应选择轻型封闭式的结构。在改造泵站低压配电装置时，要选择国家现行相关标准的新型配电柜；励磁系统采用可控硅微机励磁装置；大型水利泵站的操作电源采用可靠实用的免维护蓄电池直流系统。另外，根据我国大型水利泵站运行规定，在电气设备技术改造过程中，对那此能够满足泵站正常运行要求的装置，可以不进行技术改造，但应确保装置小存在问题，进行完善处理确保泵站得正常运行。
三、水利泵站电气设备改造要求
要实现泵站的无人值班，必须有可靠的一次、二次设备。对于泵站的旧设备，在实现无人值班之前，应进行全面、彻底的检修或技术改造，使设备的性能满足泵站无人值班的要求。电气设备改造应满足以下要求：
①应选用可靠性高、维护工作量少的设备。
②应考虑在无人值班条件下的某些特殊要求， 如防火、防盗、保安等要求。
③应满足泵站的某些运行要求。如备用电源自动投入、无功功率和电压调节等，尽量考虑由自动装置完成。
④应考虑提高控制系统的可靠性，增强泵站自动化系统处理故障能力和自身管理能力。
四、电气设备技术改造的应用
1.主水泵电动机的技术改造
主水泵是整个泵站供排水要求的主要设备，合理选择水泵是保证泵站正常运行的一个重要环节。目前，我国泄洪区出现超标准水位时，泵站经常会出现水泵扬程小增，无法正常运行，水位超洪峰无法断流致使设备个部停止正常运行。部分水泵扬程虽然增加，但是出现轴功率上升，电动机超载。因此，应根据泵站在运行过程中遇到的问题分析，对电动机进行技术增容，通过技术改造恢复和增加泵站的运行能力。
大型水利泵站可以通过改造电动机绕组技术措施来改造电动机的增容，电动机在改造的时候，通过在电动机枢槽内安装多个导电体，致使其电动机的额定容量增加。根据相关资料查找可知，一般情况下在电气设备改造过程中，电动机额定容量增加在10%-20%左右，因为改造后，大部分绝缘等级和允许升温均提高一定程度，所以在改造过程中适当地再增加一些电动机的超载能力，会使电动机的能力加强。当需要大幅度的增容时（35%-40%），仅改造增大绕组截面、更换线圈及绝缘材料等技术措施则往往不够，需要通过增加定子、转子铁芯轴向的长度等，才能确保磁通量增加，增大容量
此外，电动机绝缘等级的改造，包括电动机的绝缘电阻、温升、噪声、运行效率以及运行过程中的安全措施等，也应同步进行。目前我国大型水利泵站一般采用F级绝缘体，其特性是绝缘层薄，主要是利用优化绕组的参数来减小铜耗和降低温升，从而延长电动机的使用寿命，具有较好的节能效果。
2.水利泵站监控系统的技术改造
大型水利泵站一般应取消比较陈旧的监控设备，改造成我国国际标准化系统开放式环境下的计算机监控系统，由计算机承担监控整个泵站所有任务分析表明，技术改造后一般大型水利泵站视频监控系统事件发生率旱直线下降的趋势，改造后效果良好。改造过程中增加泵站、水闸闭路监视系统，把所有过程图像信号通过网络送往监控中心，使所有的画面和控制台受到实时地监控，并对其云台和镜头进行监控。在此系统中还可把前端的闭路视频通过视频分配器一分为二，以达到良好的监控分析效果。
3.泵站励磁装置的技术改造
我国现阶段大型水利泵站大部分为同步电动机组。以浙江省某一大型水利泵站为例，该泵站原配套励磁装置电路板由分立器件组成，使用几十年后发现原电路设计的不够完善，装置严重老化，元器件参数变化较大，经常因励磁装置改障而引起机组出现改障。后来，经过多方专家讨论和分析，决定进行励磁装置的技术改造，重新购买励磁装置，为促进自动化设备的技术应用，原励磁控制部分采用综合控制器进行技术改造。励磁装置主要电路是以无续二流极管的新型三相桥式半控整流电路为主，它的技术性能比较好，可以随意以可调的恒功率因素运转。微机励磁装置功能比较先进，小但有保护功能，还具有信号报警功能。在运行时它通过相应的继电器引出相应的微机保护柜，微机保护柜控制主机的故障或事件自动跳闸。
4.电气设备的更新改造
进行电气设备的技术改造是大型水利泵站技术改造的关键因素之一。大型水利泵站电气设备在使用过程中，不利于泵站运行的设备需要进行更新改造。如果大型设备出现改障，要根据实际情况进行分析，实际中多采用更换部件或元器件的方式进行技术改造。例如，泵站中的高压开关柜，如果断路器出现问题必须进行更换，同步电机励磁屏要通过更换励磁插件等来提高原电气设备的总体运行能力。
5.辅助电气技术的改造
根据大型水利泵站相关技术措施要求，对辅助电气，根据其作用和老化程度的情况分析，也应采取相应的技术改造或更新。例如，真空破坏阀要满足在停机时能够及时防止倒流和正常运行时能防止进气的要求。水泵出口位置的自山启闭式逆比阀通过水锤计算确定取消的才可以进行技术改造。在水利泵站中的水管、气和油道等进行技术改造时，连接缝处和穿墙部分必须采用不诱钢的材料制作成仲缩节，便于安装和拆卸。根据相关设计要求，拍门的技术改造需符合运行时的开启角大，闭门时撞击力比较小，而且维护要方便，并且成本较低。
结语
总之，大型水利泵站电气系统应该逐渐引入新技术、新应用，逐渐对老电气设备进行技术改造及提升。采用了新型电气，不仅能对原来诸多缺点进行技术改造，还能满足机组安全稳定和经济、优化运行的要求。因此，大型水利泵站电气技术改造力求技术先进、安全可靠、经济合理、管理方便，而且电气技术改造后自动化系统应包括安个监控、微软保护等，从而为泵站的安全正常运行提供基础保障。
参考文献
[1] 任金龙， 刑有荣， 何文华， 张明生. 大井壕扬水站电气设备技术改造简介[J]. 内蒙古水利 ， 2002，（01）
[2] 王洪毅， 张建国. 胶东调水局王耨泵站电气设备技术改造的经验[J]. 科技信息（学术版） ， 2007，（02）