关键词: 污水
水厂水泵(精选五篇)
水厂水泵 篇1
广州市污水处理厂设计总规划为日处理污水50万t, 分两期工程进行建设, 一期20万t/d, 二期30万t/d。接触池于2010年6月30日建成并投入使用, 设有氯酸钠间、盐酸间、配电间、动力水泵房、二氧化氯发生器间、仪表间和PLC站。出水消毒采用二氧化氯消毒剂, 二氧化氯发生器间共有10台复合型二氧化氯发生器, 其中一期3用1备, 二期5用1备;动力水泵房配备6台自吸离心泵, 5用1备, 一、二期接触池进水管上各设一个二氧化氯投加点, 采用水射器投加, 水射器进水来自中水系统, 进水压力>0.3MPa。
在自吸离心泵运行过程中发现, 其能耗占整个接触池的55%, 还存在振动和噪声较大、故障率高、维修周期长等问题。从降低能耗出发, 决定对其进行选型和相关改造。
二、改造措施
1. 水泵选型
目前水泵的节能主要有以下几个方法:一是通过改进配套电机的设计, 使电机在大的范围内有较高的效率;二是通过对水泵的结构设计和制造性能的改进, 提高水泵的性能;三是水泵、配套电机的正确选型和合理使用。
根据现场的运行情况, 经过多方面调研与比较, 凸轮泵较之离心泵有一定的节能优势, 决定用一台凸轮泵替代3台离心泵。凸轮泵属于容积式泵, 离心泵属于叶片式泵, 两者的驱动部分基本相同。凸轮泵在齿轮箱和泵腔之间有一个充满液体的隔离腔室, 将同步齿轮与泵腔隔离, 一方面保护同步齿轮免受流体冲刷损坏, 另一方面防止齿轮箱油渗入传输的介质中;腔内的润滑油润滑转子与轴, 同时保护轴不受浸蚀;转子易于更换, 如若隔离腔发生泄漏, 可以直观判断机械密封失效。凸轮泵的转子材料和形式可根据不同的过流介质, 采用不同的材料与转子类型;可快速开启式泵盖实现快速拆卸更换转子与泵腔内的保护衬板, 维护维修方便。综上所述, 相对于离心泵, 凸轮泵有如下优点:运行噪声低、振动小及故障率低;运行寿命长和维护周期短;流量稳定及叶轮耐腐蚀;在同功率下凸轮泵的流量是离心泵流量的两倍 (表1) 。
改造前后管道系统简图见图1和图2。
2. 电气节能改造
大量调查统计表明, 一些在运行中需要改变工况而要求进行调节的水泵, 其能量浪费的主要原因通常是由于不合适的调节方式。通过分析水泵运行工况改变时的节能原理, 采用变频调速节能方式, 实践证明, 节能效益可观。
(1) 变频节能
各种生产设备在设计动力驱动时, 都有一定的富余量, 保证安全生产。当电机不在满负荷下运行时, 除达到动力驱动要求外, 多余的力矩增加了有功功率的消耗, 造成电能的浪费。泵的传统调速方法是通过调节入口的挡板、阀门开度来调节流量, 其输入功率大, 且大量的能源消耗在挡板、阀门的节流过程中。采用变频调速时, 如果流量要求减小, 通过降低泵的转速即可满足要求。按照流体力学的理论, 轴功率转数的立方成正比, 如果泵的效率一定, 当要调节流量下降时, 转速可成比例下降, 而此时轴输出功率成立方关系下降, 较之调节挡板、阀门可节能40%~50%。
(2) 软启动节能
电机硬启动对电网造成严重的冲击, 而且还会对电网容量要求过高, 启动时产生的大电流和振动对挡板和阀门的损害极大, 对设备、管路的使用寿命极为不利。使用变频节能装置后, 利用变频的软启动功能将使启动电流从零开始, 最大值也不超过额定电流, 减轻了对电网的冲击和对供电电容量的要求, 延长了设备和阀门的使用寿命, 节约了设备的维护费用。
(3) 功率因数补偿节能
无功功率不但增加线损和设备的发热, 功率因数的降低导致电网有功功率的降低。大量的无功电能消耗在线路当中, 设备使用效率低下, 浪费严重, 使用变频调速装置后, 由于变频器内部滤波电容的作用, 减少无功损耗, 提高了电网的有功功率。
三、改造效果
二氧化氯发生器进水压力为p>0.3MPa时, 在同电压下根据启动泵台数、二氧化氯发生器运行台数及运行电流, 进行测试对比 (表2) , 可看出凸轮泵的节能效果。
根据现场检测数据一台凸轮泵水量等于两台现有离心泵水量, 以全年365天计, 一年节约电量为37.19万kW·h。
自来水厂水泵变频器节能改造分析 篇2
【关键词】自来水厂;水泵变频器;节能改造
根据相关数据显示:我国70%以上的发电总量都损耗在电动机上,水泵、风机占整个消耗总量的40%。通过电机变频能代替原有流量调节,平均每个小时可以节约300到400亿千瓦。在自来水厂中,变频器主要用来泵房取水、送水,除了节电,它还可以调整平滑取水的流量以及送水压力,进而满足供水工艺与制水要求。
一、自来水厂水泵变频节能原理
在大多数改建、新建的自动化水厂泵房中,都配备了变频器,在改善工艺的同时,进一步降低能耗。在这过程中,变频器控制方式与PLC、手动运行模式基本上一致,通过控制箱就能现场切换。在水厂泵房送水中,通过PLC自控系统以及PID调节,不仅能让变频器进行自动调速,还能保障恒压供水,即使在无人值守的泵房,也能进一步提高水厂生产效率与安全性。在变频器取水中,通过PID以及PLC调节,不仅能让变频器实现自动调速,还能让清水始终处于稳定的状态,在无人值守的泵房中,进行优质、高效的供水。在自动化水泵房控制设计中,通常由清水位控制送水泵房压力控制和变频器频率,通过改变送水泵房变频器工作状态,影响水压力,它清水池时间滞后影响尤为突出,同时还会絮凝池、平流池、滤池水流量对水位的影响也很大。因此,用清水池水位对水泵房机组节能的方法对节能改造没有太理想的效果。
负载转矩和转速的平方以正比例关系呈现是水泵的主要特点,同时,轴功率和转速的立方额成正比例关系。Q:Qo=n:no,H:Ho=(n:no)2,P:Po=(n:no)3,其中no为额定基准转速,n是运行转速,Ho是no的扬程,Qo是no的流量,H是n的扬程,Po是no的功率,同时P也是n的功率。对于现实中的泵负载,有一个和高低差具有实际联系的扬程,在变频运行或者调速中必须特别注意。
在实际工作中,运行点一般由管路对曲线进行阻挡,H到Q之间的交点对其也有重要作用。如:80%以上的运转点不会在C区域,而在D区域。同时,轴功率必须考虑相似的问题,也就是说工作点不能和立方曲线直接交叉。也就是说,在相同的转速下,扬程越大,流量降低的比例就会越大,当转速范围缩小到一定范围时,节能效果也会随之降低。
在转速节能效果控制与阀门控制中,如果自来水厂流量从1.0转换成0.5,在阀门控制中,利用关小阀门让相关曲线的阻抗由R1变成R2,此时的工作点也会从原来的A点移动到B点;如果使用的是转速控制,在同一阻抗曲线中,R1就会从A点直接移动到B点。在P到Q轴功率特性曲线不变的情况下,100%的阀门转速就会直接从A点移动到B点;在转速控制中,它会在实际扬程的控制功率上,從A点运动到D点,和阀门控制结果相比,它能得到相当于BD一样的节电。如果使用的是变频调速,由于实际扬程相对较小,所以轴功率会越来越接近曲线立方关系,此时调速产生的节能效果就会更大。
对于自来水厂的水泵,由于需要随时向供水系统补水,所以在不同的时段区域以及不同的季节,用水量存在很大不同,需要补充的系统和流量压力也存在很大差异。传统的节能方法是,调节扬程压力与节水流量,不仅浪费资源,流程也相当麻烦,需要较高的成本,同时还会造成大量的机械损耗。
二、自来水厂水泵变频器节能改造的工艺要求
在自来水厂水泵变频器节能改造中,变频器一般使用远程控制与本地控制相结合的方式进行。其中远程控制又包括压力负反馈和频率控制,一般频率调节都在0到50HZ之间。而直接频率控制和压力负反馈远程控制都有PLC进行选择,在运行过程中,也可以根据变频器具体的控制方式选择。本地控制是对面板进行的控制,控制方式调整成LOCAL;在频率调节时,通过手动频率控制,进而保障出厂压力与流量。在对自来水厂变频器改造中,为了保障改造质量,必须根据节能目标满足基本的节能要求,在这过程中,价格合理尤为重要;其次是水泵必须达到高强度的连续、可靠运转,进而保障系统由工频到变频,以及由变频到工频之间的转换,一旦出现瞬时停电现象,通过自动再启动的系统就能正常运行。
在某自来水厂水泵变频器中,该系统拥有三台水泵,并且每台电机容量都能达到75KW,一台作为备用,另外两台正常工作。具体情况如下:在三台水泵中,对其分别进行定速和调速运行,并且变频器智能作为一台电机的电源。所以每台电机的停止、启动都会相互相应,通过这种逻辑性电路控制,不仅可以保障电路切换,还能达到节能目标。
在外部接线以及变频器选型中,一般选用风机、水泵类专用的变频器,用PLC进行控制。在变频器接线中,水泵运行中的管压会直接影响水泵运行状况。如果管压高于0.8时,定速、变速、备用各一台;当管压低于0.64时,两台备用,一台变速或者定速;当管压低于0.52时,两台备用,一台作为变速。这三种情况都是根据管道流量以及压力传感器信号,通过函数发生器将其演变成控制信号,进而启动阀门与电动机。对于运行状态的电机,压力信号一般由三种不同的速度进行切换。
在变频器接线中,电机转向和电源相序连接没有直接关系,一般根据电机连接的方式达到电机转向。在这过程中,需要注意的是:电机端和电源端绝对不能反接,否则就会损坏变频器。对于电源开关、KM1接触器、QF容量则根据自来水厂水泵变频器具体要求选择。通过在变频器上安装功率表、电压表、功率因素表、电流表等模拟类电表,对电机进行细致的监控;对于CM、FWD、C1V1等继电器连接,通常使用灵敏度很高的微型双触点继电器。在频率设置中,可以根据流量、压力对其进行手动切换,为了转换功率因素,必须安装DK线圈,设置报警电路,一旦出现故障,通过声光就能达到报警效果。
结束语
探讨水厂在用水泵轴封形式的改造 篇3
离心泵是广泛应用于各行业实现液体输送的一种通用机械,尤其在水厂管理中,水泵的能源消耗占水厂能耗的大部分,属于重点管理设备,对水厂的正常生产起着重要作用。目前,水厂的设备管理中,普遍存在离心泵轴封漏水现象,漏水不仅影响环境卫生,造成值班人员的劳动强度增加,还降低泵的效率,浪费能源。如何改善其密封状况,满足使用要求,已成为供水行业普遍关注的问题。
一、轴封漏水问题分析:
水厂在用水泵多是采用的填料密封,就是在泵体与泵轴需要密封部位加盘根,再用盘根压盖压紧来实现密封。由于填料与泵轴之间相对运动,会产生摩擦和磨损,引起泄露,如果为防止泄露将填料压得太紧,摩擦力将加大,填料与轴一起发热而使机械损失增加,机械效率降低,而且不久还会泄露。如果为了降低摩擦而使压盖松弛,泄漏量增加,不能起到密封作用。所以填料不可能完全防止泄露,需要有另外一种密封形式来解决这个问题。
二、关于机械密封:
为了满足工艺过程自动化的要求,解决设备存在的“跑、冒、滴、漏”现象、环境污染和能源浪费问题,人们一直在研究开发密封技术,随着社会发展的需要,机械设备的密封技术已越来越引起人们的重视,各类密封材料、结构都有了较快的发展,其中机械密封就是目前出现的各种先进密封结构中较为成熟的一种。机械密封具有密封可靠、泄漏量小、使用寿命长、使用范围广等优点,目前已经在水泵上广泛应用,取得了很好的效果。
机械密封主要零部件有:动环、静环、动密封圈、弹性元件、传动元件等组成,分为主密封、辅助密封以及补偿机构和传动机构四个组成部分。工作时,由密封流体压力和弹性元件的弹力(或磁性元件的磁力)等引起的闭合力,使动环端互相贴合,并在两端面间极小的间隙中维持一层极薄的液膜。由于这层极薄的夜膜具有流体动压力与静压力,因此,它一方面对端起润滑作用。从而获得良好的密封性能。
三、机械密封与填料密封的优缺点:
3.1优点:
3.1.1密封性好,泄漏量很小,一般在每小时3—5ml或更小,调料密封每分钟都比这多。
3.1.2使用寿命长,机械密封端面有润滑性较好的材料组成,还具有磨损补偿机构。因此可以连续使用半年、一年甚至更长时间。采用填料密封时,设备每运转720小时就需要更换。
3.1.3不需要经常调整,使用方便。填料密封需要经常调整,值班人员要经常检查漏水情况以便采取措施,及时调整。
3.1.4摩擦功率损耗小,机械密封由于摩擦副接触面积小,又处于半流体润滑或边界润滑状况,摩擦功率一般仅为填料密封的0.2-0.3左右。轴或轴套与机械密封动环之间几乎无相对运动,降低零部件的消耗。使用填料密封,填料与泵轴之间接触面大,容易发热,经常漏水,降低机械效率,缩短零部件寿命。
3.1.5耐震性强,机械密封由于具有缓冲功能,因此当设备或转轴在一定范围内振动时,仍能保持良好的密封性能。填料密封会出现漏量增加。
3.1.6密封参数高,使用范围广,机械密封相反。
3.2缺点:
3.2.1结构比填料密封复杂,装备精度要求高。
3.2.2更换时需要拆开机器传动部分。填料密封更换时可不拆开传动部分。
3.2.3当机械密封不正常时,需要将设备停止运行后进行处理。
3.2.4与普通填料密封相比,一次性投资较大。但是填料密封检修次数要多,零部件损失多,费用差距缩小。
四、机械密封的分类和改造:
机械密封有不同的分类方法,如按其本身的原理和结构可分为内装式、外装式、旋转式、静止式机械密封等许多种,国家在机械密封方面已经实行了系列化标准化,泵用机械密封主要有七种形式,分别为103、104、105、106、109、110、111、114.填料密封改装机械密封,应根据泵的工作条件和特点,本着经济实用和因地制宜的原则,合理地选择机械密封结构形式,尽量减少改和不改原有水泵。填料密封腔的径向尺寸不能满足装机械密封的需要时,尽量以改造泵轴为主,采用将泵轴车细的办法,扩大密封腔,根据国家系列标准,选用合适的规格型号的机械密封。当轴向尺寸不能满足要求时,采用加厚密封压盖的办法来解决。
五、经济效益:
国内已经有许多单位进行了水泵轴封的改造,处于试用与实用阶段,有些已经取得了很好的效果。主要效果表现在以下三个方面:一是泄漏量减少甚至不泄漏,提高了泵的工作效率,改善了工作环境。二是工作周期延长,不需经常压紧填料和更换润滑油(脂),减少了因填料发热使零部件润滑不良而导致的损坏,降低了维护保养费用和劳动强度。三是节能,由于轴封形式的改变,减少了摩擦功耗,使水泵机械效率提高,达到节能效果。轴封改造所带来的经济效益,完全能克服一次性投资较大的缺点。
机械密封优点很多,随着人们对机械密封认识的不断深化及机械密封技术的不断发展,机械密封的一些缺点,是能够得以改进克服的。由于机械密封有许多优点,对于使用填料密封的在用水泵,密封形式改造为机械密封虽然存在一些困难,还是有一定的可行性,如能得到长期广泛应用,经济效益可观,而且环境更清洁,更适合自动化生产。
参考文献
[1]李秀华.如何保证机械密封的使用效果[J].鄂钢科技,2008,(04).
[2]赵深林.合成氨系统泵用机械密封的问题探讨[J].西部煤化工,2009,(01).
试论多功能水泵控制阀在水厂的应用 篇4
1 多功能水泵控制阀
1.1 多功能水泵控制阀的结构
多功能水泵控制阀采用直流式阀体, 主要由主阀、调节阀和接管系统构成。主阀的控制室优化了传统的水力控制阀, 采用双控制室结构, 加强了总体的控制功能。主阀包括主阀板、阀体、主阀板座、缓闭阀板、阀杆、膜片座和膜片压板等装置, 调节阀包括进水调节阀、过滤器和出水调节阀等装置, 如图1所示。
1.2 多功能水泵控制阀的基本功能
多功能水泵控制阀的功能阀件主要有闸阀、逆止阀和水锤消除器, 这3个阀件在水泵运行中分别发挥着不同的作用, 共同实现了对水泵出口的一次性多功能调节, 简化了操作和管理步骤, 也提高了运行的安全性和稳定性。
1.2.1 闸阀
闸阀的一般状态为关闭, 会随着水泵系统的运行而逐渐打开, 同时, 随着水泵的停机而逐渐关闭。在水泵运行过程中, 水锤效应产生的强压可能会对管道系统造成较大的破坏, 加深水泵装置的磨损度, 增加运行操作时的危险系数, 进而缩短使用寿命。闸阀在开启时速度较缓, 水泵停机时会迅速启动关闭指令, 但到达一定程度后会缓慢关闭, 这种控制功能减小了水流迅速停止对管道和阀门的冲击力。同时, 闸阀也有效降低了水泵启动时的电机负荷。轴功率一般设计为30%, 最小轴功率出现在水泵零流量时。当水泵装置进行常规检修时, 闸阀可有效规避压水管水回流的现象, 从而为检修工作创造安全、可靠的环境。
1.2.2 逆止阀
在水泵运行的过程中, 如果突然出现断电的状况, 则一般会形成水倒流的现象。为了防止严重的安全事故发生, 需要进行必要的应急处理, 而逆止阀即是实现这一功能的主要装置。断电现象一旦发生, 逆止阀会立即启动, 阀门的突然关闭容易导致水锤效应出现, 如果水压过大、管道承压不足, 则易引发管道劈裂等安全事故。
1.2.3 水锤消除器
水泵运行时最大的危险因素即出现水锤效应, 闸阀的缓慢启动和关闭功能可在阻止流体流动的情况下进行有效控制, 然而, 未对水流进行阻止时, 可通过水锤消除器对水锤效应进行控制, 对水外锤和浪涌引起的不规则水击波震荡等流体在传输过程中容易发生的现象进行防范, 有效消除这类现象产生的冲击力和破坏力。
1.3 多功能水泵控制阀的工作原理
多功能水泵控制阀主要有水泵启动前、水泵启动后和水泵停机三种主要工作状态。在水泵启动前, 闸阀处于关闭状态, 主阀板承受了阀门出口端的压力, 进口段的压力水会直接与膜片控制器的上腔相通;水泵启动后, 水流通过与膜片控制器上腔相通的管道缓慢进入膜片控制器下腔, 并保持一定的低压环境, 从而实现对控制阀开启速度的控制。主阀板会在开启的过程中逐渐上升, 但当水泵停机时, 主阀板因进口端压力的骤减而开始下滑, 并在零流量状态下关闭。此时, 出口端膜片控制器下腔的水流会通过连接管进入上腔, 同时, 下腔水也从进口端的连接管回到进口端, 从而实现控制阀的缓慢关闭。
2 多功能水泵控制阀应用实例分析
2.1 水厂概况
余杭区仁和獐山水厂于2000年正式投产运行, 取水泵房内有6台高压水泵, 型号为KQNS/J700-M19/621, 转速为990 r/min的额定转速, 流量为4 800.0 m3/h, 扬程为47.0 m。未使用多功能控制阀期间, 多次出现止回阀漏水、阀门松口等安全事故隐患。仁和水厂于2012年建成, 在工况类似的情况下采用JD745X—10型多功能水泵控制阀代替了原有的止回阀和电动蝶阀。建成后3年内未发生漏水或管道破裂等安全事故, 实际运行过程中具有4 700.0 m3/h的流量, 42.0 m的扬程。水泵停止运行时的最大压力低于1.5倍的工作压力, 最大反转速度低于1.2倍的额定转速。
2.2 多功能水泵控制阀的安装
多功能水泵控制阀在安装时应拆除原有的止回阀和水锤消除器, 保留蝶阀。安装位置低于水泵的中心线位置, 以便在阀门关闭时具有更慢的反转速度, 从而对水泵系统起到一定的保护作用。出口端的蝶阀主要用于检修时防止水倒流, 在安装时可反向安装, 即保证蝶阀的水流方向箭头指向水泵。具体的安装结构如图2所示。
2.3 多功能水泵控制阀的调试和运行
在调试运行时, 应先保证蝶阀处于全开状态, 由管道连接装置上的球阀控制多功能水泵控制阀的开闭速度。3台多功能水泵控制阀的运行数据如表1所示。
2.4 多功能水泵控制阀的运行数据分析
在3年的运行时间中, 控制阀累计开、闭次数达3 828次, 期间未出现安全事故。由此可见, 该控制阀具有一定的安全性和稳定性。控制阀的自动启动时间平均为30 s, 在水泵系统启动前, 泵口的压力较大, 待开启稳定后, 泵口压力逐渐下降, 前、后压差为0.01~0.02 MPa。因此, 在水泵开、闭的过程中, 安装多功能水泵控制阀后比原有装置的损失阻力更小。
3 多功能水泵控制阀的优势分析
3.1 具有节能优势
安装多功能水泵控制阀后的水头损失更小, 可提高泵站的运行效率。对比仁和獐山水厂改造前后, 流量减少了100.0 m3/h, 扬程降低了5.0 m, 泵的效率提升约了0.3%, 实际年平均节电可达约10 000 k W·h。因此, 在消耗更低的电能的情况下, 能达到更高的供水量, 具有节能优势, 可在更短的时间内收回成本。
3.2 更易控制
多功能水泵控制阀可实现一个控制阀对多个功能的控制, 在实际运用中, 不需要进行多次手动操作, 具有自动化处理功能, 可在水泵系统的开、闭过程中, 利用阀门启动前、后的水压差进行动力控制, 节省了大量的费用, 也降低了安全事故的发生率。
3.3 延长了使用寿命
该厂在改造投产后的3年内未发生任何安全事故, 水泵系统的各处装置具有较低的磨损率, 降低了检修费用, 延长了各装置的使用寿命。
4 结束语
本文基于水泵系统的运行状态对各部件的工作原理进行了分析, 并对运行参数进行了研究。研究发现, 多功能水泵控制阀具有节能、易操作和使用寿命长的优势。
摘要:多功能水泵控制阀在解决水厂泵站的安全问题上作出了较大的贡献, 不仅能解决漏水等问题, 还能带来更高的经济效益。从多功能水泵控制阀的结构、基本功能和工作原理上对其进行了简单介绍, 并从实际案例出发, 对其应用情况进行了分析, 总结了多功能水泵控制阀的特点。
关键词:多功能水泵,控制阀,水厂,直流式阀体
参考文献
[1]李杰, 李文英.多功能水泵控制阀动态性能的数值模拟研究[J].煤矿机电, 2010, 9 (2) :22-24.
水厂水泵 篇5
广州市自来水公司南洲水厂是我国目前唯一一家规模达到100万立方米/日的饮用净水厂, 净水工艺采用目前国内最先进、国际流行的臭氧+活性炭的深度处理技术, 出厂水水质达到了欧盟标准。厂内工程包括厂前区建筑物, 常规处理系统、深度处理系统、制氧和液氧储备、送水泵站、三投系统、污泥处理系统、厂内供电系统和附属设施等工程, 是广州自来水建设有史以来建设周期最短、投资金额最大、技术含量最高的特大型水厂。整个净水工艺流程如图1所示。
2送水泵站电气设备
送水泵站电气主要由以下几个部分组成
2.1一次设备
1) 自建110kVGIS户内变电站, 双回路110kV电源同时供电, 分列运行, 一路为电缆进线, 另一路架空线路, 当一回路故障时另一回路负责全站负荷的供电。为防止110kV系统经6kV系统并列, 6kV系统在进线与母联间设联锁装置。本站共设2台主变压器, 选用节能型低噪音自然油循环风冷式三项双卷有载调压变压器
2) 变电站直接配电控制送水泵站电动机, 全压启动, 并馈电到各生产区6kV系统, 同时采用同步电动机作为全厂无功功率补偿以满足功率因素要求。
3) 6kV开关柜采用中置柜, 断路器选用进口真空开关。
4) 380V低压系统则为单母线分段系统, 并在进线和母联开关间设带联锁功能的电源自动切换装置, 设低压无功自动补偿装置, 2台干式变压器。
2.2二次设备
2.2.1继电保护
继电保护是大型水厂变配电系统的神经中枢, 故障发生时, 必须使最少区域内的故障范围在最短时间内予以切除, 以保障系统其它部分能正常运行, 减少人员和设备的损害, 确保供水生产的连续性。而为了有效掌握变配电系统的运行参数, 作为生产系统调度与运行的参数与依据, 则必须对变电站的电流、电压、有功功率、无功功率、电度计量等电量参数进行测量。
南洲水厂6kV中压系统采用施耐德电气集团Merlin Gerin公司所开发的Sepam系列多功能微电脑式保护与监控装置, 该装置已在广州市自来水公司几间大型水厂广泛应用, 效果良好。该设备具有多种完善的测量、保护及控制监视功能, 适用于变配电所的开关设备的控制与测量。其体积小巧, 将保护、测量、控制三者合而为一, 直接安装于开关柜上, 实现对开关柜一对一的控制方式。每台Sepam综合保护器具有独立的CPU, 即使个别Sepam综合保护器发生故障, 也不会影响整个系统的正常运行。Sepam系列保护器适用于变电所、变压器、电动机、发电机、电容器组等, 具有以下功能:
2.2.2保护
包括相间过电流、接地、单相过电流、电机启动时间、三相不平衡、热过载、欠电压、过电压、方向性电流 (包括接地电流) , 电机启动次数、温度保护等多种保护功能。有多至4段的过电流保护设定, 每段设定均可设为瞬动、定时限或4条反时限曲线, 4条反时限曲线包括标准反时限曲线SIT, 超反时限曲线VIT, 极端反时限曲线EIT, 超极反时限曲线UIT。对于电动机和变压器此类过载能力较大的设备, 一般选用超极反时限曲线UIT作为过负荷保护。
2.2.3测量
线路电流、零序电流、最大电流、有功功率、电度计量、无功功率、无功电度、功率因数、电压、频率及最多达12点的温度测量, 每一个输入口都可单独设置其超温预告值与保护动作值, 因此可以根据所保护设备的绝缘等级、轴承类型而分别设置合适的保护值。
2.2.4自动控制
包括重合闸, 逻辑分辨及其它辅助设备的可编程控制, 其中逻辑分辨功能很好地解决了继电保护系统中上下相邻保护装置动作的配合问题。传统的继电保护要求动作时限之间的配合其差值最小为0.5秒, 当配电系统层数较多时, 上层回路的动作时限就变得很长, 而配电线路长度较短时, 短路电流差别极小, 这就令以动作电流作继电保护上下级配合变得不可能。当某点发生电流故障时, 该点马上发出一个闭锁信号给上级并同时跳闸, 上级闭锁而不能动作, 而当该点Sepam故障不能发出闭锁信号时, 则上级发出闭锁信号并同时跳闸。如此就能取消上下相邻保护装置的动作时限, 实现无时限的继电保护配合, 同时满足继电保护对选择性与速动性的要求。
2.2.5数据传递
附有RS-485串行数据传输口, 以及J-BUS通讯协定, 可与中央控制单元实现数据传递及遥控操作。
2.2.6监视功能
监视保护器电源、开关位置、手车位置、合-分闸线圈断线监测、接插件连接情况、运转时间、故障计数等数据。
2.2.7自我诊断
如内部有故障时在Sepam保护器指示板会自动显示, 同时将信号传到控制中心
2.3阻容吸收装置
真空断路器、真空接触器在开断电动机、电抗器和变压器等感性负载时, 容易产生截流过电压、多次重燃过电压以及三相同时开断过电压。本站选用了FGB型复合式过电压保护器和ZR5型自控式阻容吸收器。FGB型复合式过电压保护器是阻容吸收器和避雷器的有机结合, 是有效保护操作过电压和大气过电压的专用设备, 具有了阻容吸收器和避雷器的双重功能。可以广泛地用于真空断路器操作的电动机、电抗器、变压器和配电线路中。该产品增加了无触点自控装置, 在电网正常运行和发生单相接地故障时, 可将复合式过电压保护器与电网隔离。在发生过电压时则将复合式过电压保护器及时接入回路, 保证电气设备的安全正常运行。并具有以下优点:
1) 正常运行时仅通过m A级电流。节约了电能;
2) 不受电网中高次谐波的侵扰。因其与电网隔离;
3) 不会向电网提供附加的接地电容电流;
4) 有利于消除谐振过电压。当电网发生谐振过电压时, 由于复合式过电压保护器的突然接入, 主回路电容增大, 破坏了谐振条件, 同时在零序回路中增加了电阻, 起到阻尼震荡的作用;
5) 接入电网工频电压性能稳定, 分散性小, 不受大气条件影响;
6) 采用四极式接法, 既可保护相对地, 又可保护相间绝缘。
ZR5型自控式阻容吸收器则用于保护电动机操作过电压, 该产品不能保护雷电过电压, 与氧化锌避雷器相比具有以下特点:
1) 避雷器与限幅为主, 只治不防, 而阻容吸收器利用电容吸收能量, 使电压不超过允许值, 并利用电阻阻尼过电压震荡, 预防为主;
2) 不受中性点接地方式限制。
3) 避雷器难以改变操作过电压的震荡频率, 而阻容吸收器并入回路中, 能增大回路电容, 降低震荡频率和电机绕组的电位梯度, 减少断路器重燃几率;
4) 可装放电动作记录器, 以了解和监视阻容吸收器的动作状况。
3总结
南洲水厂于2004年9月全面投入运行, 作为水厂中重要一环的送水泵站至今运行稳定, 证明其电气设备选型正确, 为南洲水厂的饮用净水生产发挥了重要作用。
摘要:本文介绍了我国目前唯一一家规模达到100万立方米/日的饮用净水厂中大型泵站的电气设计的一些心得, 包括一、二次部分设备的选型。
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