崔孝义 曹彬彬
平陆县常乐扬水工程服务中心 山西省运城市 044300
摘要：机电排灌工程技术改造是农业现代化发展的重要课题，在农田种植实践中，机电排灌工程的应用，切实提升了我国农业综合生产能力。机电排灌工程具有的成本回收快、投资规模小等优势，为技术改造工作的推进提供了有利条件。本文重点对机电排灌工程中的变频调速问题进行剖析，在简要说明变频调速的应用原理的基础之上，探讨变频调速系统的应用成效与缺陷，以供参考。
关键词：机电排灌工程；变频调速；应用成效；缺陷
引言
机电排灌工程在农田排灌、农牧业供水等项目中有着重要应用，与以往的工程技术相比，机电排灌一次建设成本相对较低，且工程的灵活性较强，可有效满足农业、畜牧业生产需要。目前，机电排灌工程广泛应用于缺乏自流条件或者不适应自流方式的场合。就运用成效而言，机电排灌工程的建设，对农田稳产、高产有促进作用，而开展技术改造工作，也是农业机械化生产的重要内容。
1 变频调速技术应用的必要性
机电排灌工程建设有效避免了大型引水建筑物修建等难题，但在运行过程中，机电排灌工程会消耗较多的能量，且相关设备、设施的维修会显著增加工程运维成本。针对上述问题，农村机电排灌工程开始寻求新的发展思路，以实现高效、节能、环保为目标，不少技术人员开始进行技术改进层面的研究，其中，变频调速技术的应用，贯彻了节能环保的基本理念，结合现代化农业生产的基本要求与现有的排灌技术、排灌设备[1]。变频调速是工业生产制造等领域常见的一种节能技术，自上世纪80年代起，变频调速技术在工业领域的应用就得到了比较广泛的重视，而变频调速技术的应用范围也在变频器生产质量、性能迅速提升的同时迅速扩大。针对机电排灌工程所需各类设备，在没有变频调速装置的支持下，电动机将处于恒定速度运行的状态，而农田排灌的特殊性决定了设备应处于变工况运行状态的现实需要，机电排灌系统实际能力与农田排灌实际需要之间的匹配不合理，带来了严重的能源浪费问题。
从客观视角看，变频调速技术的出现，是农村机电排灌工程创新发展的重要成果，对农业生产技术革新以及稳产、高产目标的实现有重要价值，变频调速的应用，能够在保障农作物产量的情况下，节省水电资源，并促进农村地区农业生产结构的合理化。
2 变频调速技术的基本原理
变频调速技术的核心是电机转速与工作电源频率之间的关系，在机电排灌工程中，技术人员根据农田排灌的实际需要，改变工作电源频率，并最终改变电机的转速，是实现变频调速的关键。而在自动化技术的支持下，变频调速系统能够根据输入参数改变工作频率与交流电动机的同步转速。对于变频调速系统的论证，技术人员应当结合机电排灌工程的实际情况以及相应的公式进行计算，确保变频调速系统能够匹配交流电动机的运行需求。
3 农村机电排灌工程中变频调速技术的应用
3.1 应用成效
明确变频调速系统的应用成效，对变频调速技术在机电排灌工程中的大规模运用有突出作用。运行实践证明，在原有设备的基础上引入变频调速系统，根据水量情况、抽水需求等信息，明确排灌任务的实际需要，并据此调节转速，可以起到节省电力资源的效果[2]。以潮州市某排灌工程的变频调速技术改造项目为例，该项目开展技术改造的核心是让整个排站能够根据涝区的实际来水量控制抽水流量，将整个机组的运行工况维持在较高效率水平，根据测算结果，变频技术改造节省了15%的电力资源。
在设备保护方面，设备过载可能会对设备运行的稳定性甚至是设备的寿命带来不良影响，而变频调速系统一般提供了多种保护功能，在出现过载现象时，能够及时对机组形成有效保护，避免问题的进一步扩大。
在调速过程中，借由变频调速系统提供的支持，整个调速过程能够基本实现无极调速，从而有效避免传统调速方式存在的转动噪音等问题。从设备使用寿命角度看，与以往采取的运行模式相比，加入变频调速系统以后，交流电动机的启动过程、停车过程将更加平滑，软启动以及启动限制电流等场合下，变频调速系统可根据实际负载情况进行调节，继而降低启动电流给整个电力系统形成的冲击，延长设备的使用寿命[3]。此外，在农业抗灾方面，变频调速技术也有不俗的表现，凭借调速器的稳定运行，变频调速装置能够确保汛期高扬程的安全启动，可切实满足排水出口处于季节性河流的农田机电排灌工程。
3.2 主要缺陷
将变频调速应用于机电排灌工程中，是解决机电排灌工程运维成本较高的重要方式，但变频调速装置的应用，在技术层面与管理层面也有着一定的要求。首先，变频调速器虽然能够满足交流电动机的调速需要，但在运行过程中，装置不可避免地会出现故障，而变频器的故障检修有着较高的技术性要求，这无疑会带来检修成本的增加。其次，从泵站选择层面来看，选取泵站的地理位置时是否充分考虑周围水流条件、地形条件等对排灌工作带来的影响，也会对变频技术的应用构成一定的干扰作用[4]。以温度控制为例，目前常用的变频器的工作温度一般在0～40℃之间，泵站地理位置的选取差异，会直接带来工作环境的差异，甚至给变频器的运行工况提出严峻考验。最后，在运维管理工作中，机手对变频调速技术的原理、变频调速器的运行特征以及变频器日常检修方法的掌握情况，可能成为影响设备运行状况的要素。对此，推广变频调速技术，需要做好机手、运维管理人员的业务培训。
3.3 应用改进
基于变频技术改造对运行环境提出的要求，项目运维人员应当慎重考虑市面上常见的变频调速装置的应用条件，并据此开展泵站选址优化、建筑物选型优化等工作，为变频调速装置的低成本运用创造条件。首先，从泵站选址来看，在工程建设阶段就应当做好实地调研工作，从技术层面与经济层面对机电排灌设备、变频器选取方案的可行性进行科学分析，并对设备的运行工况等作出评估，确保泵站选址的合理性。而在建筑物选型方面，设计人员需要从设施建设、设备采购等层面入手，确定建筑物选型的基本要求，并据此对尺寸、高程等关键数据做可行性论证，为今后变频技术的改造预留空间。除工程优化，加强运维人员的业务培训，也应当作为变频调速技术推广应用的一项关键任务，针对现阶段机手、管理人员在业务知识结构上存在的缺陷，主管部门应当从技术改造规划出发，做好变频调节技术、变频器有关的培训工作，逐步更新机手的知识结构。
4 结语
在农田水利项目建设中，机电排灌泵站项目占据着重要地位。围绕设备高效、节能，推动变频调速技术的大范围应用，是机电排灌项目革新的重要方向。从实际成效来看，变频调速技术的应用，能够调节机组转速，实行无极调速，切实提升设备的运行效率。但变频技术改造对运行环境以及运维人员的业务能力有较高的要求，农村机电排灌泵站的主管部门应当做好技术改造规划，充分发挥变频装置的作用，实现增产、增收。
参考文献
[1] 陈帅. 浅谈农村水利机电排灌设施运行管理中存在的问题及管理措施[J]. 百科论坛电子杂志, 2019 (003):224-225.
[2] 苌海燕. 农村水利机电排灌设施运行管理中存在的问题及措施[J]. 建筑工程技术与设计, 2018 (027):1930.
[3] 齐山平. 机电排灌工程设备常见问题及应对策略分析[J]. 山东工业技术, 2018(13):101.
[4] 刘江. 农村水利机电排灌设施运行管理中存在的问题及措施[J]. 精品, 2019 (011): 200.