农业 14分钟 加利福尼亚中央谷地

农业灌溉泵系统

500英亩农场灌溉配电工程设计。

所有泵在3%压降范围内运行

能源成本降低15%

消除电机过热问题

灌溉效率提高20%

挑战

超过2英里的多个泵站存在严重的压降问题

解决方案

战略性变压器布置和超规格导线

项目概述

加利福尼亚中央谷地的500英亩杏仁园需要完整的灌溉系统升级。该作业包括四个深井泵,功率从50马力到100马力不等,位于距公用事业服务入口800到2,000英尺的位置。现有电气基础设施是数十年前安装的,随着作业扩展和泵规格增加,变得越来越有问题。

农业电气系统呈现独特挑战,因为涉及的距离。与大多数负载在电气服务200英尺范围内的城市或郊区安装不同,农场设备通常位于物业的远端。井泵、粮食处理设备和灌溉系统可能距主配电盘1,000英尺或更远。在这些距离上,如果导线未正确选型,即使是适度的负载也可能遇到显著的压降。

该农场经历了持续问题,包括电机过早故障、泵效率降低和高能源账单。工程评估揭示根本原因是原始240V单相配电系统中的过度压降。本案例研究记录了改变灌溉系统性能和可靠性的解决方案。

挑战:长距离配电

原始系统分析

系统配置
  • • 电压:240V单相
  • • 导线:#2 AWG铜线地下埋设
  • • 最长布线:2,000英尺
测得压降
  • • 1号井(800英尺):7.2%压降
  • • 2号井(1,200英尺):8.9%压降
  • • 3号井(1,500英尺):9.8%压降
  • • 4号井(2,000英尺):11.2%压降

最远泵处的压降超过11%,意味着电机接收的是213V而不是额定的240V。在这种降低的电压下,电机吸取显著更高的电流以产生所需功率,导致过热、效率降低和寿命缩短。4号井的泵在五年内需要更换三次电机。

解决方案:480V三相配电

工程解决方案利用了电气配电的基本原理:更高的电压意味着相同功率下更低的电流。通过转换为480V三相配电系统,与240V单相系统相比,电流将降低约75%,从而显著降低压降。

新系统设计

  • 主配电:来自公用事业变压器的480V三相
  • 馈线导线:4/0 AWG铝线地下埋设
  • 降压变压器:在每个泵位置480V到240V
  • 新电机:高级效率480V三相

压降比较

旧240V系统4号井 @ 2,000英尺11.2%压降
新480V系统4号井 @ 2,000英尺2.8%压降

结果和经济效益

3-4×
电机寿命延长

适当电压 = 更冷的运行

8%
节能

降低I²R损耗

2.3年
投资回收期

快速收回投资

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