黃文星

（廣東省增城市機電排灌管理總站，廣東 增城 511300）

我國的水資源緊缺，且降雨的時間和空間分布不均，農(nóng)業(yè)排灌在農(nóng)村經(jīng)濟社會發(fā)展中有重要地位和作用，電力是農(nóng)村排灌最主要的動力。由于農(nóng)網(wǎng)網(wǎng)架較為薄弱，雖經(jīng)過農(nóng)網(wǎng)改造，目前仍難以滿足社會主義新農(nóng)村發(fā)展的需要，電力節(jié)能上存在的一些問題，也制約了農(nóng)電事業(yè)的發(fā)展，給電力排灌帶來不利的影響，亟待我們解決。

1.把好新建工程的設計關

農(nóng)村電力排灌站裝機容量不大，機組臺數(shù)比較少，單機容量大多數(shù)都是十幾千瓦至一百多千瓦不等,所采用的電動機幾乎都是低壓鼠籠式異步電動機，且多由專用配電變壓器單獨供電。針對農(nóng)村小型電力排灌站的這些特點，從降損節(jié)能的角度出發(fā).筆者認為在設計方面應做好以下幾項工作。

1.1 水泵選型

所謂水泵的選型，就是根據(jù)排灌任務的實際需要，選擇合適在該處使用并能保持效率較高的水泵型號。水泵的選型非常重要，水泵選得不合理，就會造成能源浪費或者無法滿足排灌需要。水泵總揚程要與實際揚程加損失揚程之和基本相等，實際揚程要根據(jù)當?shù)囟嗄昶骄磺闆r進行測定，而損失揚程則靠使用者根據(jù)管路長短、管徑大小、附件種類和數(shù)量以及水泵流量進行估算。在實際工作中，一般根據(jù)排灌站的設計流量及設計揚程，對水泵進行選型，在設計流量及設計揚程的基礎上適當考慮一定的富裕量，以保證在一些意外情況下（如內(nèi)水位下降或外水位升高，可能出現(xiàn)的最高揚程），水泵能穩(wěn)定運行，流量和揚程也能滿足要求。有人認為水泵的富裕揚程應選大一些，甚至認為越大越好.這種認識是不對的，因為若所選用的水泵揚程比設計要求高出太多，一方面在實際運行時這部分高出的揚程根本用不上，還可能會脫離高效工況區(qū)運行；另一方面還會使與水泵配套的電動機容量增大許多，這樣不但要增加一次性投資，而且還會增大運行時的電能消耗，這對節(jié)能及經(jīng)濟運行都極為不利。例如：新建堂子村電力灌溉站，設計總揚程為9.5m。設計灌溉流量為0.105m3/s。按要求，選用10SH一19A型水泵即可，但若為了增加水泵揚程的富裕量而改選10SH一19型水泵，則與水泵配套的電動機將由22kW 增大到30kW，不但增加了設備投資，而且還增大了運行時的電能消耗。初步選定水泵之后，還需要根據(jù)水泵生產(chǎn)廠家提供的產(chǎn)品樣本、水泵性能曲線等資料，對該水泵的運行效率、出水流量、抽水揚程以及吸水揚程等參數(shù)進行校驗。如果流量、揚程及吸程均能滿足設計和使用要求，大多數(shù)時間水泵能在高效區(qū)運行，在可能出現(xiàn)的最高揚程情況下，水泵也能穩(wěn)定運行，管理維護方便，且價格合理，則可最后確定該水泵為本站所選定的水泵，否則應重新選配更合適的水泵。

1.2 合理布置管路

合理布置管路的基本要求

（1）水管的口徑應該等于或稍大于水泵的口徑，不應小于水泵的口徑；

（2）布置進水管時，應盡可能的僻免產(chǎn)生存積空氣、偏流、漩渦等現(xiàn)象；

（3）管路線上，應盡可能的減少彎曲和變形，盡可能的少用閥門等附件。

在實際工作中，應根據(jù)排灌站的地形.按最短、最合理的路徑布置管路，盡量少用彎頭、彎管，盡量按直線布置，不應將管路布置成空氣出流狀態(tài)(即出水口高于出水池水面)，這樣出水口中心至出水池水面這一段水頭(揚程)將被浪費掉(即造成電能浪費)。宜將管路布置成淹沒出流.但淹沒深度不宜過大。在條件允許的排灌站.還應推廣取消"三閥"的布置方案。

1.3 合理選配電動機

排灌站選配電動機，除了要按工作環(huán)境滿足結構要求外，主要是要根據(jù)水泵轉(zhuǎn)速與軸功率進行選配。電動機的額定轉(zhuǎn)速應與水泵轉(zhuǎn)速相適應(直聯(lián)者與水泵轉(zhuǎn)速相同，間聯(lián)者視傳動比而定)，而電動機額定功率的選定必須符合其最佳負載率的要求，不宜選得過大，否則不僅增大電動機的購置費，而且還會使電動機運行的總損耗增大，對降損節(jié)能、經(jīng)濟運行十分不利。所謂最佳負載率，就是電動機在此負載率下運行，其可變損耗與不變損耗基本相等，此時電動機運行的總損耗最小，電動機處在最經(jīng)濟、效率最高的運行狀態(tài)。當然.電動機的額定功率也不可選得過小，否則會使水泵出水量不足、電動機過載，長期運行會損壞設備，既不可靠又不安全。

根據(jù)所選水泵的揚程H、流量Q、及運行效率η，求出水泵在此工況下運行所需要的軸功率(N 軸，單位：kW)：

按最佳負載率計算出電動機需要的配套功率(N 配，單位：kW)：

（式中，農(nóng)用電動機的最佳負載率β一般為O.85左右，η1是電機與水泵的傳動效率）

根據(jù)式(2)計算的配套功率N配，查閱電動機的技術參數(shù)，選定配套電動機的的額定功率。

2.改造老站不合理的部分

對已建成投產(chǎn)的農(nóng)村電力排灌站的不合理部分進行改造，是降損節(jié)能的另一條途徑。

2.1 管路布置不合理的改造

對排灌站管路布置不合理的部分，應按前面所講的管路布置原則進行修正、改造，盡量使管路布置達到最佳。例如楊閘村排灌站重新布置管路后，縮短了管路長度，取消了閘閥，用拍門代替了止回閥，減少了兩個彎頭，達到了降損節(jié)能的目的。

2.2 電動機負載率偏低的改造

根據(jù)排灌站水泵實際運行情況.計算出水泵所需要的實際軸功率，然后與配套電動機的額定功率進行比較。若電動機的負載率β大于0.65，則可不進行改造；若 β 小于 0.45，則必須進行改造；若 β 在 0.45～0.65 之間，則應視改造前、后排灌站機組的運行情況和改造經(jīng)費的回收年限綜合考慮。例如，經(jīng)過計算.陸村、鶴洲2座排灌站電動機的負載率β小于0.45，進行了改造；而張莊排灌站電動機的負載率為O.60，因經(jīng)費問題沒有改造，其余排灌站電動機負載率都大于 O.65，可不必改造。

(1)更換電動機

若排灌站經(jīng)濟條件允許.或替換下來的電動機可改作它用，不致造成閑置浪費，則應按照電動機的最佳負載率的要求，為水泵重新選配更合適的配套電機。

(2)改變電動機的運行方式

在排灌站經(jīng)濟條件欠佳，或替換下來的電動機又派不上用場的情況下，若電動機的定子繞組為△聯(lián)結.則可采用改變其定子繞組接線(即改變電動機的運行方式)的方法，來達到降損節(jié)能的目的。

異步電動機在低負載率(即輕載)下運行時，定子電流中的負荷電流分量很小，大部分定子電流都是勵磁電流分量(即無功電流分量)，所以電動機運行時的功率因數(shù)很低，損耗增大，電動機的運行效率下降，若將電動機定子繞組由△聯(lián)結改成Y聯(lián)結，則會使電動機的空載線電流下降為原來的三分之一。

由于電動機的有功負荷 (水泵所需的軸功率)不變，相應地提高了電動機的運行功率因數(shù)。此外.還可使電動機的磁通值大幅度下降，雖然鐵損會隨負荷電流的增大而增加，但在輕載時，增加的幅度卻不大，電動機的總損耗值仍然較改變接線之前的要少。陳屋村排灌站就因改變了電動機的運行方式，從而達到了降損節(jié)能的目的。

3.進行無功補償

無功補償是農(nóng)村電力排灌站降損節(jié)能的又一有效措施。一般做法是：對電動機進行個別補償，將補償電容器組直接并聯(lián)接在電動機的開關控制設備之后與電動機定子繞組引出端子之間的電源線上，隨電動機的投入(退出)而投入(退出)，即所謂的隨機補償。對異步電動機進行隨機補償?shù)牟⒙?lián)電容器組的容量Qc（kvar)可按下式確定：

式中：U～電動機的額定電壓（KV）I0一電動機的空載電流（A）

空載電流是不標注在銘牌上的，一般都是通過實測或采用經(jīng)驗公式計算得到的，實測時先將水泵與電動機分離，啟動電動機，用鉗形電流表測量3～5次，取平均值為空載電流值。

[1]張文淵.小型電力排灌泵站的節(jié)能措施[J].可再生能源，2003.01.[2]趙令驥.淺議農(nóng)村電力排灌站的節(jié)能措施[J].電工技術，1998.11.