探討農(nóng)村機電排灌工程中變頻調(diào)速的應(yīng)用

(湖南省漢壽縣巖汪湖電力排灌管理站 湖南 漢壽 415900)

探討農(nóng)村機電排灌工程中變頻調(diào)速的應(yīng)用

唐才發(fā)

(湖南省漢壽縣巖汪湖電力排灌管理站湖南漢壽415900)

針對農(nóng)村機電排灌工程中變頻調(diào)速技術(shù)的應(yīng)用問題進行分析，介紹了變頻調(diào)速在農(nóng)機電排灌工程中的應(yīng)用原理，同時還介紹了變頻調(diào)速系統(tǒng)。結(jié)合這些內(nèi)容，探討了農(nóng)村機電排灌工程中，變頻調(diào)速的應(yīng)用，內(nèi)容有： 成效、缺陷、變頻技術(shù)在農(nóng)村機電排灌工程應(yīng)用等內(nèi)容。

農(nóng)村機電排灌工程；變頻調(diào)速技術(shù)；應(yīng)用原理

農(nóng)業(yè)作為我國國民經(jīng)濟中的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，和我國國計民生有著緊密的聯(lián)系。進一步提高農(nóng)村水利水電建設(shè)水平，提升業(yè)農(nóng)業(yè)防御抗災(zāi)能力，使農(nóng)業(yè)機電排灌達到“安全、高效、低耗、環(huán)保”的目標，已經(jīng)是當下我國作為農(nóng)業(yè)大國持續(xù)發(fā)展的重要課題。

一、變頻調(diào)速在農(nóng)業(yè)機電排灌工程中的應(yīng)用原理

隨著科學技術(shù)的發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)在農(nóng)業(yè)機電排灌中已經(jīng)得到了有效的應(yīng)用，這主要得益于其具備較高的穩(wěn)定性和安全性[1]。農(nóng)業(yè)機電排灌工程中，對變頻調(diào)速技術(shù)進行應(yīng)用的主要原理是，以電機轉(zhuǎn)速和工作電源之間輸入頻率的正相關(guān)系，借助改變電動機工作的電源頻率，達到調(diào)節(jié)電機轉(zhuǎn)速的目的。通常情況下，站在調(diào)速的本質(zhì)角度進行分析，對不同調(diào)速方式進行應(yīng)用，主要通過電動機同步轉(zhuǎn)速來確定，或者不對轉(zhuǎn)速進行改變。站在調(diào)速過程中的能耗角度進行分析，可以將變頻調(diào)速技術(shù)分為高調(diào)速方式和低調(diào)速方式。其中高調(diào)速方式，主要指的是時轉(zhuǎn)差率不變的基礎(chǔ)上，產(chǎn)生無轉(zhuǎn)差損耗。例如，多速電動機，可以促使轉(zhuǎn)差損耗回收的調(diào)速方法。

二、變頻調(diào)速系統(tǒng)

對調(diào)速系統(tǒng)進行分析和論證，要求技術(shù)人員應(yīng)用多種公式對其作出綜合性運算，例如對定子繞組反電動勢：E1=4.44KEf1N1φ1

表1 公式代號對應(yīng)內(nèi)容

工頻具體運行過程中，f=50Hz，這時E1變化值較小，同時其中的磁路以及勵磁電流所產(chǎn)生的變化也較小。當變頻具體運行過程中，因為V/f值更加趨向于恒定狀態(tài)，電壓則可能會隨著頻率的下降而下降，如果定子電流相同，若f1值較大，并且在低頻運行階段，這時的V、f1、E1的值均較小，而每相電的動勢有效值比例均會降低，這種情況下會造成等效勵磁電流也隨之降低，電機輸出的轉(zhuǎn)矩縮小，對電動機的荷載能力產(chǎn)生不利影響。因此，技術(shù)人員需結(jié)合實際情況，同時根據(jù)負載大小以及輸出轉(zhuǎn)矩的需求，對相應(yīng)電壓補償數(shù)據(jù)和方案進行選擇。

三、農(nóng)村機電排灌工程中變頻調(diào)速的應(yīng)用

當今社會，新技術(shù)迅速發(fā)展，促進了變頻調(diào)速技術(shù)在電力傳動領(lǐng)域的應(yīng)用。與此同時，變頻調(diào)速技術(shù)具有較大優(yōu)勢，其代替了滑差調(diào)速、變極調(diào)速和直流調(diào)速等調(diào)速系統(tǒng)。

(一)成效

農(nóng)村機電排灌工程中，應(yīng)用變頻調(diào)速，主要取得了以下幾個優(yōu)點：

①能夠在一定程度上使電動機平滑啟動，平滑停車或者自動停車，軟起基值電壓、啟動限制電流和軟啟動和軟停車時間能夠按照負載不同靈活調(diào)節(jié)，從而促使啟動電流對電力系統(tǒng)的沖擊被減小，促使水錘效應(yīng)被有效降低，進一步延長設(shè)備以及設(shè)施的使用壽命[2]。尤其對于排水出口位于季節(jié)性河流的農(nóng)田排澇泵站，能確保汛期高揚程時的安全啟動和運行，滿足農(nóng)業(yè)抗災(zāi)需要。

②具有較為顯著的節(jié)電效果，可以結(jié)合水量情況對抽水流量進行控制，在輕載情況下，其輸出比較低，最終實現(xiàn)節(jié)省電源的目的。

③能夠無極調(diào)整轉(zhuǎn)速，避免機械共振點和轉(zhuǎn)動噪音。

④有限流超時或者過載，斷相過壓欠壓等多種保護功能，聲光報警功能。

⑤對過流值進行啟動和應(yīng)用，同時對過載值進行調(diào)整。

⑥能夠?qū)斎腚妷哼M行顯示，對運行電流進行顯示，同時是現(xiàn)在轉(zhuǎn)速顯示，線速顯示等。對故障進行自動檢測，同時對故障進行記憶。

(二)缺陷

農(nóng)村機電排灌工程建設(shè)過程中，存在一定限制，如配電室等設(shè)備運行環(huán)境不佳等。此外，變頻器的造價相對較高，導(dǎo)致這一問題的主要原因是，變頻裝置對技術(shù)的要求較高，同時具備較高的保密性[3]。這種情況下，如果變頻裝置在具體運行過程中，存在故障，這就需要和原廠之間取得聯(lián)系。因為廠家前來對其進行維修，就進一步增加了設(shè)備的運行成本。當變頻裝置在具體運行過程中，變頻器所輸出的電壓或者電流產(chǎn)生的波形主要是為了非正弦波而產(chǎn)生的高次諧波，這種情況下，對于電動機或者電源等，則會帶來諸多不利影響。

(三)變頻技術(shù)在農(nóng)村機電排灌工程應(yīng)用

1.確保條件具有較高合理性。對農(nóng)機排灌工程進行建設(shè)，要求從全系統(tǒng)、全角度，對變頻裝置在農(nóng)機排灌工程中的應(yīng)用條件考慮，其中最重要的一點就是地質(zhì)條件。相應(yīng)建設(shè)單位先對地質(zhì)條件和水文條件的進行詳細勘察，找出對泵站穩(wěn)定性的軟土層、軟弱夾層、易液化土層和強透水層等主要地質(zhì)作出詳細勘察，進一步了解站址條件。與此同時，需對巖土物理力學性質(zhì)參數(shù)和基礎(chǔ)處理意見作出深入分析[4]。

2.優(yōu)化泵站的選擇。對泵站進行選擇，需要進行相對充分的調(diào)研，相關(guān)人員針對經(jīng)濟、技術(shù)做出全面考慮之后，需對方案作出進一步優(yōu)化并對比，選擇出最優(yōu)方案。與此同時，還需對站址中水流條件、地形以及地質(zhì)條件等進行科學評估，分析是否作出進一步優(yōu)化。

3.對建筑物選型和構(gòu)建進行優(yōu)化。對建筑結(jié)構(gòu)進行科學選型，對尺寸和高程等數(shù)據(jù)進行可行性分析，最終選擇出相對合理的建筑方案。與此同時，對所選方案作出進一步評估，然后明確其是否和當下水利建設(shè)基本需求相符合[5]。

4.加強對農(nóng)村機電排灌泵站運行管理人員的業(yè)務(wù)培訓。鑒于當前農(nóng)村機電排灌運管人員普遍存在業(yè)務(wù)知識結(jié)構(gòu)陳舊的現(xiàn)象，主管部門很有必要加大對機手培訓的投入，使其能夠熟練掌握并運用變頻調(diào)節(jié)技術(shù)，保障設(shè)備安全運行，這樣也有益于變頻調(diào)節(jié)技術(shù)的推廣。

四、結(jié)束語

農(nóng)村機電排灌泵站工程在農(nóng)田水利水電工程建設(shè)占據(jù)著舉足輕重的地位，一個農(nóng)業(yè)縣的機電排灌泵站的裝機容量往往都在幾萬千萬以上。將變頻調(diào)速技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)村機電排灌工程中，借助無級調(diào)節(jié)方式，對電動機運轉(zhuǎn)速度進行調(diào)整，使水泵能夠在最高效率區(qū)運轉(zhuǎn)，優(yōu)化調(diào)節(jié)出水流量，保障恒壓供水，進而實現(xiàn)節(jié)能、高效、環(huán)保等目標，有益于提升農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度，幫助農(nóng)民增產(chǎn)增收，值得廣泛推廣應(yīng)用。

[1]譚金剛.機電排灌站的技術(shù)改造及管理初探[J].時代農(nóng)機,2017,(01):18-19.

[2]曾日良.機電排灌站的技術(shù)改造及管理初探[J].機電信息,2015,(36):162-163.

[3]蘇敏.阜陽市潁東區(qū)農(nóng)村機電排灌站管理存在的問題及對策[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技,2014,(23):220-221.

[4]楊秀芹.淺析寧河縣機電灌排事業(yè)現(xiàn)狀和發(fā)展[J].電子制作,2013,(21):211.

[5]張勇.對農(nóng)村改制小型機電排灌站集體管理重新“回潮”現(xiàn)象的調(diào)查與思考[J].水利發(fā)展研究,2012,(06):60-63.

唐才發(fā)(1965.2-)，男，工程師，專科，主要從事機電排灌運行管理工作。

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