摘要：在市场经济快速增长的背景下，社会用水需求不断增多，水厂生产负荷不断加大，对电气设备使用量也越来越多，而如若电气设备在高负荷状态长时间运行，极易导致故障的出现，对水厂正常生产以及社会用水造成影响。所以必须要对水厂电气自控系统设计予以充分重视，以切实提升水厂电气系统运行的稳定。为此，本文首先对电气自控系统的组成进行分析，并对其设计策略进行探讨，以供广大同行参考与交流。
关键词：水厂电气；自动控制；设计
一、电气自控系统的组成
（一）水源地井群监控系统
水厂根据本地区水源实际状况开展监控设计。从现阶段城市总体发展情况以及科技水平来看，水厂针对水源地监控设计中采用井群监控系统这种全天候模式较为适宜。这是因为井群监控系统不仅能够利用诸如自动监测仪、计算机、互联网通信等先进技术实现对水源地流量与水质情况的实时监测，并且有助于推动水厂管理自动化与信息化，继而大大地提升其工作效率及质量。此外，水厂采取水源地井群监控系统设计所投入资金相对较低，且现代化设备地采用还能够缩减工作人员数量以及维护成本，从而具有较高的经济性。
（二）配水厂电气自控系统
通常情况下，水厂大多数都是利用地下水作为水资源，水质较好。配水厂电气自控系统主要是利用水泵将水输送至配水厂，其中水流量的控制主要是依靠复合环式控制技术来实现，通过一定量的氯消毒，利用水厂与城区的地形高度差来直接输送水至城区，居民可将其作为直接饮用水。如若水厂和城区间不存在地形差，则需要建设加压提升泵房，提升水后再将水输送至城区。该系统设计优势在于确保水的质量，并起到一个过渡的作用。
（三）自来水公司总调自控系统
自来水公司总调自控系统是整体水厂供水的总调度系统，其发挥了极为重要的作用。通过该系统，可使用现代化计算机和可编程控制器等设备，并应用先进的通讯技术来统一调度城市的供水情况，并能合理监管水资源，以确保整体城市供水系统的运行正常。该系统的优点在于能够将设备消耗降低以及减少工作人员工作压力，实现供水的自动化。
二、水厂电气自控设计
（一）供电电源设计
电力是水厂正常运行的重要支撑。在水厂生产经营过程中如果发生断电的情况，直接导致无法正常供水，严重影响到水厂以及社会的正常用水。所以在对水厂电气自控设计过程中需要重视科学配置供电电源。通常情况下，需设计两路10kV电源，在供电条件困难时可采用一路专用10kV电源，另设置备用电源例如柴油发电机，以确保水厂电气自动系统的供电稳定。
（二）合理选择设备构件
在对水厂电气自控系统进行设计过程中，应定要合理选择各类设备构件。对于明线、光纤、无线电台等通讯工具，其都有着自身所适用的范围，必须要保证实际选择的设备构件能够得到系统运行所需。确保即便在情况特殊时，还可以稳定、持续的传输专网监控信号，同时还应当满足结构搭建便捷、安装和维护费用经济的条件，最为主要的就是确保其绕射能力良好，可以全面且灵活的覆盖监控范围。
（三）科学选择RTU
提升水厂电气自控水平的一项重要技术就是电气系统的实时监控技术。所以在对水厂电气自控系统进行设计过程中，还应当要对其远程测控终端进行科学选择。当前，水源地井群深井泵房远程测控终端 RTU 设备主要有专用RTU设备、电台与RTU一体、PLC设备等。一般来说，在深井泵房电气系统中，需要设置I/O测控点不多，所以并不要求系统通讯的复杂性，所以在具体设计过程中可以结合实际需求来选用最适合的测控终端。
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（四）正确选择组态软件
能够正确选择组态软件对于系统监控质量有着决定性的影响。通常来说，可以采用国产正版软件“组态王”监控软件，该软件具有较高灵活度，能够满足实时监控需求。在选用组态软件时，应当要保证该软件可以和水厂电气设备的运行相协调，从根本上减小系统配置以及后续维护工作的难度。不仅如此，组态软件还应当具备较好的人机互动界面，编程比较简单，可以和其他程序进行互换。除此之外，还能够将该软件和多媒体技术，如视频、语音有效融合，不但能够进行实时监控，提升系统运行效率，并且还能够进行参观演示。
（五）水厂电气自控系统保护设计
总得来说，水厂电气自控系统保护设计重点在于配电与防雷两个方面，设计人员在开展工作时必须要做好以下三方面内容：
第一，由于水源地井群绝大部分是在郊区且分布较散，因而这就决定了其电源供应主要采取高压架空线路配电深井泵房及搭配杆上变电的模式。针对水厂水源地深井泵房电气保护设计上，首先我们要选择潜水电机，并为它配上专用继承电子监控设备，如此一来有助于实现全天候地监控及保护。从笔者查阅文献及研究可知，采用这种电气保护设计方式能够实现对包括电机温度、水泵是否干转、电流平衡情况、电压以及绝缘性等有效地监控。但需特别注意一点，面对诸如潜水电机堵转、雷击等情况时电子监控设备会缺乏防护，因此我们还需要为其增加一定的保护措施。针对水厂水源地变压器保护设计上，笔者建议可采取高压负荷开关联合熔断器的方法。另外由于熔断器工作时往往会将某一相提前熔断而致使深井泵电机因缺相无法正常运转，为此水厂除了为其设计缺相保护以外，按照有关规范地指导还应当作电流与短路保护设计。第二，水源地井群防雷设计优劣情况关系到电气自控系统运作的正常与否。在实际设计过程中，应当要选择高压阀型避雷器保护作为变压器高压进线防雷保护；选择防浪涌电流保护器件 SPD做为低压侧进线的过电压保护；选择专门的避雷器来作为无线电台天线馈线的防雷保护，不仅如此，对于天线支架还需采取有效的防雷接地工作，确保避雷针能始终保护天线。除此之外，还需完善泵房等电位联结，以确保常常处在潮湿环境的泵房的操作维护人员的人身安全。第三，水厂水源地深井泵房控制柜设计中，为了确保其正常工作我们应当采取一体化设计，其中需要配备电机启动器、无功补偿设备、压力流量仪、SPD元件、高频开关电源以及电气二次仪表等设备，随后根据手册将它们逐个安装进柜内。其次，由于水源地深井泵房一体化控制柜中有数个高频干扰源，它们会对设备正常工作构成影响。对此我们在安装控制柜里面的设备时首要工作就是充分考虑设备与设备之间合理的防护距离，之后还需要为它们安装上一定屏蔽措施并做好接地。最后为了确保深井泵控制柜达到环保标准以及正常工作，在安装完成未投入使用前对其电磁兼容性EMC、抗干扰能力进行测试。
三、结束语
总而言之，在对水厂电气自控系统进行设计时，应当要由整体需求着手，明确设计内容与要点，与原有电气系统运行特点相结合，从而不断完善电气自控系统设计，有针对性的选择供电电源、设备构件、RTU以及开展水厂电气自控系统保护设计，以切实提高水厂电气自控系统的运行效率。
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论文作者:秦海珠
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/15
标签：水厂论文; 自控论文; 电气论文; 系统论文; 水源地论文; 泵房论文; 设备论文; 《基层建设》2017年第35期论文;