浅谈泵站电机选型及无功功率补偿

         一、泵站的定义

        泵站是能提供有一定压力和流量的液动力和气压动力的装置和工程称泵和泵站工程。电机和水泵是主要部件，但还有许多辅助设备，根据实际情况需要增减，如高压电、液压设备、冲水设备、供水、排水设备、通风设备、起重设备、防水锤设备等。

        水利泵站分为：污水泵站、雨水泵站、河水泵站。每种泵站在各种水利系统充分发挥各自的功能，达到水利功能的输送。

        二、电机功率的选型

        目前国家提倡节能降耗，每个企业都在响应国家政策，都在积极寻找各种节能降耗的途径，国家目前投资的大中型水利工程较多，配套工程也在不断增加，大大改善和平衡了水资源不均衡的现状，其中泵站工程发挥了重要作用。

        目前泵站输送水主要靠机械能转化为水的动能和势能，机械能的来源主要是电驱动电机带动水泵来完成，电机和水泵的选型至关重要，机组功率既能满足供水需要又没有能耗浪费是最理想的状态。

水泵的功率是由设计供水量来选择的，电机功率的大小根据水泵轴功率的大小来选择，并有一定的富余量，目前泵站的供水电机一般为高压电机（10KV），高电压低电流，减少能耗损失。

电机的功率大小一般按照水泵轴功率推算而来，水泵轴功率依据工程的设计流量和设计扬程并考虑一定的管道沿途损失。

水泵轴功率N轴=Q*H/367/g

N轴：水泵的轴功率，Q:水泵流量（m³/h），H:水泵扬程（m）

g：水泵效率（0.6-0.85）

电机功率N电= N轴*K,系数K的取值一般在1.1-1.2之间，

        其中水泵效率的取数根泵的流量大小关系密切，泵的流量越大，水泵效率取值越大，相反，水泵流量越小，水泵效率取值越小，系数K的取值与水泵效率的取值同样的道理，下面根据表格就能比较清楚地看到电机的选型与节能降耗存密不可分，

电机功率选型表

序号 水泵轴功率 KW 供水量 M³/h 扬程 m 水泵效率 g 常数 对应电机功率 KW
1 240 1500 50 0.85 367 288
2 288 1500 60 0.85 367 346
3 336 1500 70 0.85 367 403
4 384 1500 80 0.85 367 461
5 288 1000 90 0.85 367 346
6 320 1000 100 0.85 367 384
7 352 1000 110 0.85 367 422
8 384 1000 120 0.85 367 461

电机耗能表

序号 电机功率 KW 日耗电量 满负荷运行 度 电费 0.7元/度 每天用电费用 元 每年用电费用 万元 备注
1 288 288 0.7 4838 177  
2 346 346 0.7 5813 212  
3 403 403 0.7 6770 247  
4 461 461 0.7 7745 283  
5 346 346 0.7 5813 211  
6 384 384 0.7 6451 235  
7 422 422 0.7 7090 259  
8 461 461 0.7 7745 283  

根据以上表格就能清晰地看出，

       扬程50-80米之间，供水量一定，扬程每增加十米，电机功率相应增加，能耗相应增加，每台机组每年费用相应增加35万元人民币，扬程在90-120米之间，供水量一定，扬程每增加十米，电机功率相应增加，能耗相应增加，每台机组每年费用相应增加24万元人民币，如果按照四台机组运行，每年多耗电费就要100万左右，这只是能耗费用，还没有计算投资费用。有时候在施工过程中进行线路优化，扬程要比设计低很多，这样就造成电机大马拉小车，能耗增高。所以要节省能耗就要把每一个数据计算准确，根据实际供水情况以及预留相应的可调空间，实际数据一定要提供准确，才能选好电机型号，做到节能降耗，为企业创造更好的利润。

        三、无功功率补偿

        许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的，如配电变压器、电动机等，他们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。为建立交变磁场和感应磁通并维持运行而需要的电功率成为无功功率，因此所谓的“无功”并不是“无用”的电功率，只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已；因此在供电系统中除了需要有功电源外，还需要无功电源，两者缺一不可。

        在电网中，由电源供给负载的电功率有两种：一种是有功功率，另一种是无功功率。有功功率是保持用电设备正常运行所需要的电功率，也就是将电能转换为其他形式的能够量的电功率。

        目前泵站运行所用电气设备主要为大功率电动机，电机感抗较大，，需要消耗电源的无功功率较大，电源无功功率增加，视在功率一定的情况下，有功功率变小，功率因数变小，电源输送效率降低，供电部门就要相应对用电单位进行处罚，用电单位如果无功功率超过国家规定，就要受到成倍的处罚，鉴于以上情况，泵站运行时要投入无功功率补偿设备，并且要长时间与机组一同投入运行，方可避免供电部门的处罚，变相为企业节省费用。

        目前无功功率补偿，功率因数达到95%方可满足设备正常消耗，避免供电部门的处罚。

         四、新建泵站建议

        以上只是浅层次分析计算，如果需要更加准确的分析计算，需要设计部门深入调查研究，根据理论数据，推断出是否合理。或者是运行一段时间后，看具体能耗到底多少，在做进一步研究。