談立交橋排水泵站的節(jié)能運行方式

高 儉（沈陽市排水管理處 ,沈陽 110015）

談立交橋排水泵站的節(jié)能運行方式

高 儉
（沈陽市排水管理處 ,沈陽 110015）

摘 要：通過多年現(xiàn)場觀察，立交橋泵站在用電方面存在節(jié)能問題，探究造成問題的原因，從而找到解決問題的方法。

關(guān)鍵詞：立交橋泵站；節(jié)約電能；解決方法

立交橋排水泵站是重要的市政設(shè)施，負責(zé)抽升立交橋下雨水，以確保城市交通順暢。沈陽地區(qū)平均降水量為780mm,且主要集中在汛期，冬季漫長而干燥。多年統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，立交橋站滿負荷年運行時間少于100小時，其余時間接近空載運行狀態(tài)，僅有一些照明負荷。若泵站內(nèi)主變壓器始終投入運行，則大部分時間泵站處于“大馬拉下車”運行方式，將造成嚴重的電能浪費。現(xiàn)以某立交橋站為例具體分析如下：

該雨水站共配備水泵4臺，水泵總功率250千瓦，站內(nèi)日常照明負荷功率小于10千瓦。泵站采用箱式變電站供電，配備S9-315千伏安變壓器1臺，變壓器室兩側(cè)分別為高壓室、低壓室，高壓側(cè)未配備所用變壓器。泵站在輕載運行方式下主要包括2類用電負荷：

1 站內(nèi)日常照明負荷

包括照明燈、電采暖設(shè)施、電風(fēng)扇、電磁爐等，計算負荷不超過10千瓦。

2 變壓器損耗：包括有功和無功兩部分

2.1 變壓器的有功功率損耗又由兩部分組成

（1）鐵芯中的有功功率損耗，及鐵損ΔPFe。鐵損可由變壓器的空載實驗測得，變壓器的參數(shù)空載損耗ΔP0可認為就是鐵損。

（2）變壓器帶負荷時其繞組中的有功功率損耗，即銅損ΔPCu。銅損與負荷電流的平方成正比，可由變壓器短路實驗測定，變壓器的短路損耗ΔPk可認為就是銅損。

因此，變壓器的有功功率損耗為

式中，SN為變壓器的額定容量；S30為變壓器計算負荷；稱為變壓器的負荷率。

2.2 變壓器的無功功率損耗也由兩部分組成：

（1）用來產(chǎn)生主磁通即產(chǎn)生勵磁電流的一部分無功功率，用ΔQ表示，與勵磁電流成正比，即：

式中，I0%為變壓器空載電流占額定電流的百分值。

（2）消耗在變壓器一、二次繞組電抗上的無功功率，額定負荷下的這部分無功功率損耗用ΔQN表示。由于變壓器繞組的電抗遠大于電阻，因此ΔQN近似地與短路電壓（即阻抗電壓）成正比，即：

式中,Uk%為變壓器短路電壓占額定電壓的百分值。因此，變壓器的無功功率損耗為

由于在變壓器銘牌中都標注有阻抗電壓、空載電流、空載損耗、負載損耗等參數(shù)，因此很容易計算出變壓器的有功功率及無功功率。

該泵站S9-315/10變壓器的各項參數(shù)為ΔP0﹦670W、ΔPk﹦3650W、Uk%﹦4、I0%=1.1。按上述公式計算變壓器在輕載時有功功率及無功功率損耗分別為0.684KW和3.51Kvar。變壓器當月有功變損為0.684×24×30=492千瓦時、無功變損為3.51×24×30=2527.2千瓦時。該站10月份電費總額為1282.34元，電費單據(jù)中顯示站內(nèi)用電設(shè)備消耗的有功電量為360千瓦時，無功電量為60千瓦時，加上變壓器有功變損492千瓦時、無功變損2527.2千瓦時，則當月總有功電量為852千瓦時、總無功電量2587.2千瓦時，當月功率因數(shù)為0.31，遠低于電業(yè)部門力率標準0.85。按0.87元/千瓦時平均電價計算，電費為852×0.87=741.24元。按沈陽供電公司以0.85為標準值的功率因數(shù)調(diào)整電費規(guī)定：功率因數(shù)為0.60時，電費增加15﹪，自0.59及以下，每降低0.01，電費增加2﹪。因此，需增加電費73﹪，即力率電費為741.24×0.73=541.1元。電費總額為1282.34元。在電費總額中用電設(shè)備實際消耗電費僅為360×0.87=313.2元，占當月電費總額24.4﹪。

通過上述詳細分析可看到，由于變壓器長期處于空載運行狀態(tài)，電能中很大一部分轉(zhuǎn)化為變壓器的有功損耗并以熱能的形式散發(fā)掉，另一部分因為變壓器無功損耗遠大于變壓器有功損耗及用電器有功功率之和，造成功率因數(shù)過低，增加電網(wǎng)的線損，因此需繳納力率電費作為補償。

為避免出現(xiàn)立交橋泵站變壓器長期處于輕載狀態(tài)，在最初供電設(shè)計時刻采取以下兩種方案：

（1）如條件允許，可從鄰近負荷加大的單位單獨引入一路400伏低壓電源供站內(nèi)日常照明負荷使用，非汛期時將站內(nèi)變壓器脫離運行，從而可以節(jié)約變壓器有功損耗及因力率過低而額外繳納的電費。據(jù)測算，每年可節(jié)約電費1.16萬元。

（2）如無法引入單獨一路低壓電源，則在雨水站設(shè)計時在箱式變電站的高壓室內(nèi)增設(shè)1面所用變壓器柜，柜內(nèi)配備1臺S9-30/10變壓器供照明負荷使用，該變壓器ΔP0﹦130W、ΔPk﹦600W，所用變壓器始終投入使用，主變壓器僅在水泵運行時投入使用。若改為該運行方式，將使變壓器的有功損耗大為減少，1年可節(jié)約電費約4060元。同時功率因數(shù)可提高至0.75.力率電費每月減少511元，年節(jié)約6132元，全年該站電費可少支出1.01萬元。

立交橋泵站雖然屬年用電量較小的負荷，但節(jié)電空間較大，采用上述兩種運行方式，每年可節(jié)約電費67﹪以上，目前我國正在大力提倡節(jié)能降耗，只有全社會各行各業(yè)真正注重節(jié)約電能、使單位GDP的能源消耗下來，才能是我國國民經(jīng)濟保持快速、良性發(fā)展。

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