摘要：在供水泵站的电气系统控制设计时，从节省投资、节约能源的角度，对电路系统进行不间断的优化是一项持续性的工作。这需要设计人员积极开展对于电气控制的研究，并结合当今先进的电气控制技术，对旧有的电气系统设计理念不断改进，以达到降低能耗、减少成本的最终目的，便于供水泵站的长久发展。本文主要针对供水泵站的电气控制系统设计进行分析研究。
关键词：供水泵站；电气控制；系统设计
引言
水是生命之源，人类的一切生理活动都离不开水的支持，供水泵站作为现代居民的水源提供站，其设计、建设一直受到相关行业的重视。
1、电气自动化控制系统的功能和特点
热机设备与电动自动化控制系统相比，控制对象更少，操作频率会更低，更快，更准确地操作，除此之外，电气自动化控制系统具有更多的优点，具有连锁保护的功能、电动自动化控制系统的多种特点，可参考的部分主要功能，电动化控制系统是对发电机-变压器等相关电力系统的有效控制，例如发电机-变压器组的出口及断路控制、发电机-变压器基组、高边保护控制、磁变压器等，对高压电源的监视和操作的监视、投压电源的监视和控制等多种功能。
2、供水泵站电气控制系统设计方案
2.1电气控制系统
电气控制的方法有继电-接触器控制法、可编程逻辑控制法和计算机控制等，其中继电-接触器控制法仍是最基本的、应用最广泛的，也是其他控制方法的基础。为了达到某种控制要求或实现能量转换，通过导线将电动机、控制电器以及仪表等一些电器元件连接起来的线路成为电气控制线路。继电-接触器逻辑控制方式称为电气控制，其电气控制电路是由各种有触头电器，如继电器、接触器、按钮、开关等组成。根据电路中通过电流的大小，电气控制电路可分为主电路和控制电路。主电路一般是指负载电路，电流较大;控制电路一般是指继电器、接触器的线圈、按钮等所在的电路，电流较小。本文通过设计几个简单电气控制线路，将常用的几种继电器、接触器、按钮等在线路中使用，使学生通过实训加强对基本电气元器件的认识和使用，具有综合利用这些知识分析和解决实际技术问题的能力和必要的实际操作能力。
2.2电气控制线路设计
为了由浅入深、从简到难，首先设计电动机的点动控制线路，功能实现步骤如下。第一步:对照原理图，分析控制线路原理。点动控制功能实现:合上开关QS，按钮实现点动控制。第二步:安装接线图，选好各个电器并检测。主要表明该实训装置上电器元件的实际位置，并用万用表检测各个电器的触点通断是否符合要求。第三步:固定电器，在各个电器的连线点标上“编号”。线路只标一个号，相同的号用导线连通。第四步:连接各线路，用导线按控制线路图进行连接。按图接线，应遵循“先主后控，先串后并;从上到下，从左到右;上进下出，左进右出”的原则进行接线。第五步:通电调试。正确接线后，实现点动控制演示。通过简单的点动控制线路，掌握基本元器件的接线方式、工作过程。接下来循序渐进，将时间继电器加入线路中，设计一个延时点动控制线路，设置延时5S，同理按前面步骤进行实现。最后可以加入更多电气元件，根据实际要求，设计一个复杂的Y-△自动降压启动控制线路。
2.3电气设备选择
2.3.1变压器选择
在变压器的选择工作中，应该依据实际情况合理考量变压器型式和容量。目前的变压器型式主要有低损耗油浸式和干式配电变压器。变压器类型的选择直接关乎配电方式和总工程造价，在选择确立时，应该从安全运行、环境影响、维护成本等多方面进行考虑。前者一般置于户外，离低压进线柜较远，由低压电线或铜母线实现连接，后期维护工作较为繁重;后者多置于配电室内，距低压进线柜较近，可直接由母线连接。对变压器的容量进行选择时，为使选择合理、成本最低，应该经由公式进行科学的计算，本文受篇幅所限，在此不做赘述。
2.3.2电机选择
在电机选择时，应该全面参考电机类型、容量、电压及启动方式。例如:鼠笼式电机和绕线式电机相比，其具有结构简单、价格低、易维护、坚固、耐用等特点，然而，绕线式电机可以连接频敏变阻器使启动更为平稳、提高启动力矩。所以，在中小型水泵站多采用绕线式电机以提高启动性能。随着启动、变频技术的不断应用，将鼠笼式电机与软启动或变频技术相结合，可以有效改善电机的启动性能，并节约能耗。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电机的启动方式分为直接启动、软启动、变频启动三种，变频启动较软启动来讲成本较高。直接启动速度快、设备简单，但对电网冲击较大，易使电路电流增大，造成电机发热、能耗增加，尤其是在频繁的启动时。软启动可以进行一定程度的调节，使启动较为平稳，无明显冲击电流，并可自由地调整启动电流消除启动时的水锤效应，适合负载电机的启动。变频启动可以实现降压启动，在软启动的基础上，还可以对电机实现调速运行。
2.3.3配电装置类型选择
供水泵站的高压配电装置主要分为户内、户外两种类型。对于配电装置规模较小的一般泵站应优先考虑户外配电装置，以最大程度地减少成本投入。户内的配电装置一般选用成套的开关柜，此外对于工程投资较少的还可以选用低压成套配电柜，其具有操作方便、占地面积小、稳定性高、出线回路多、互换性强等特点，可以有效满足电路配电工作。
3、供水泵不能正常运转的常见故障原因
3.1主回路电源或二次控制回路电源的断路或缺失。电源的断路或缺失会导致电动机主回路无法导通，从而无法正常起泵。
3.2主回路电源的缺相。当在电机在停止状态下时，缺一相电源启动电机时，一般只会发出沉闷的嗡嗡声，电机不转，如不马上断开电源，会导致电机绕组烧毁。如在运行中，缺了一相电源的电机仍能运转，只是磁场发生畸变，有害电流成分急剧增加，最终导致绕组烧毁。
3.3泵体长期不试运行导致机械传动部分发生生锈腐蚀的现象，从而导致电机无法正常启动。
3.4泵房内环境恶劣、潮湿，导致电机的绕组绝缘受损，并造成接地或相间短路故障。
3.5电气回路故障。如配电柜内的电气元件长期运行导致桩头发热松动，使电源无法稳定持续的给电机供电。
4、未来电气自动化控制系统的发展方向
4.1开放化发展方向
芯片技术、集成电路技术是目前电气自动化控制系统的核心应用技术，目前这两种技术逐渐往开放化的方向发展，很多芯片及集成电路能够实现更多的功能，从而能够与不同行业的设备进行融合。目前，我国技术人员研制的ERP系统几乎能够将所有的电气控制系统联系起来，从而实现数据的集中收集与整理，并且实现生产设备一站式控制的效果。可见，这种开放式技术将成为未来电气自动化控制系统的发展方向之一。
4.2市场化发展方向
适合市场实际情况的技术与产品才能被市场认可，所以未来电气自动化控制系统技术将通过研发等方式生产出性价比更高的控制设备，从而减少企业引进该技术的成本。同时，提高系统设备的可融合性、可改造性、可维护性也将成为电气自动化控制系统迎合市场的实际需求。
4.3智能化发展方向
在各行各业中，都将智能化作为技术的主要发展方向之一，电气自动化控制系统也不例外。智能化是在自动化的基础上提出的技术概念，通过电气自动化控制系统中的智能化感应设备，控制系统感应故障的能力能够得到有效提升，从而进一步提升了系统的整体性能。
4.4统一化的发展方向
目前，我国不同厂家生产的电气自动化控制系统的接口、软件的种类很多，并没有进行统一，一旦系统出现故障，很难找到适合的替换元件，从而导致设备无法正常运行。因此，统一电气自动化控制系统设计方法以及必要元件的规格对于发展该技术有着重要的意义，这也将成为该技术未来主要的发展方向。
结束语
随着社会科学技术的不断发展，供水泵站的电气控制系统逐渐得到新技术的改进，使自动化技术控制的愿望得以实现。现如今，自动化的电气控制技术已经无处不在，尤其是在供水的自动化控制领域，近些年来发展十分迅猛。在国家大力推行节水减排的今天，水资源浪费现象仍时有发生，推行自动化的供水控制系统工作已经迫在眉睫。
参考文献
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[2]马振峰,姜广坤.基于LOGO!控制的供水泵自动控制系统设计[J].给水排水,2015,51(05):156-160.
论文作者:孙百重
论文发表刊物:《基层建设》2019年第25期
论文发表时间:2019/12/12
标签：电机论文; 控制系统论文; 电气论文; 泵站论文; 接触器论文; 变压器论文; 技术论文; 《基层建设》2019年第25期论文;