深圳市河道管理中心 518048
摘要：我国是一个水资源紧缺的国家，近几年我国洪涝灾害频发使得我们不得不提高对水资源的利用。而水闸和泵站是重要的水利措施，随着计算机技术和网络通信技术的发展，水闸泵站也逐渐的实现了信息化和自动化管理，水闸泵站自动监测系统的建设和应用意义重大，尤其是处于偏远地区且交通和通信条件的区域内，其建设和应用能极大的提升水闸泵站的管理效率，保障水利工程的对水资源的现代化配置、调动和管理。
关键词：城市防洪排涝泵站；自动化控制系统；运行管理；系统维护
前言：水利作为传统行业，是国民经济的基础设施，而日益突出的水资源问题，已严重制约了社会发展。水利自动化控制是实现防汛抗洪科学指挥，实现水资源统一管理和优化配置，提高水资源利用效率，实现水利现代化的基础和前提。城市防洪排涝泵站作为保护城市免遭洪水灾害破坏，促进城市安稳发展的水利工程，更应该要实现自动化控制。本文结合某具体实例，对城市防洪排涝泵站自动化控制系统作了详细探讨。
一、泵站设备的组成
1.1配电系统
泵站采用双电源供电回路，有1#、2#工作电源进线柜，两进线不分主、备，地位平等，互为备用。各进线柜的面板上安装有MLPR-10H 2微机型线路保护装置，可对10kV电压等级的电缆、母线实现速断保护、限时速断保护、过流保护、零序（方向）过流（接地）保护、过负荷保护，装置可实时测量多种电气量，包括电流、电压、功率、功率因数等。由于采用10kV直接供电，泵站不用设置主变压器。除了常规的计量柜、PT柜、站用变压器出线柜外，主要有5台电机出线柜，型号为KYN28-12金属铠装移动式高压开关柜。每台开关柜安装有MMPR-10H 2微机型电动机综合保护装置。为了提高系统的功率因数，每台机组配备一台电容柜，对机组电动机进行无功功率补偿。（见图一）
图一
1.2水力监测及机组水位控制系统
（1）水力监测。根据机组的特点，把机组冷却水、润滑水、出水管压力、流量等作为监测项目。有无冷却水、润滑水是决定机组能否开机的先决条件。每台机组的冷却水、润滑水管路安装了示流信号器，达到了规定的压力、流量，示流信号器的常开触点闭合，参与开机控制。机组启动运行后，智能仪表采集压力、流量、温度等传感器的信号，显示出水管压力、流量值，其中压力值若超过预置值时，除发出“出水管压力过高”的灯光警告信号外，还发出“机组出水管压力越限”跳闸信号，使机组停机。
（2）水位控制。进水前池安装两个同型号、同规格（测量范围0～6m）的投入式水位传感器（含变送器），与两个智能数字显示控制仪组成机组水位控制系统，每个控制仪具有3路设置输出功能。泵站土建施工时，在电机层预埋了两条不锈钢管与进水前池相通。当进水前池的水位上升（或下降）时，钢管内的水位也跟着上升（或下降）。将投入式水位传感器放入钢管检测水位，输出的模拟信号送到中控台的智能数字显示控制仪，除显示前池水位值外，通过与预置的水位值进行比较、判断，由比较结果输出开关量信号，用来控制机组的启动、运行和停止。
二、泵站自动化系统工作原理分析
该自动化控制系统可以方便的实现手动、自动两种工作方式。因为每台机组配置了MMPR-10H2微机型电动机综合保护装置，装置安装在开关柜上，独立完成测量、控制、保护、信号功能，可对10kV电动机进行控制、保护和监测。
2.1手动方式
（1）开机台数视前池水位而定。机组的启动或停止由操作人员在电机出线柜前或中控台按钮进行操作。选择要启动的机组号，首先检查开机条件是否具备，主要是机组出水管电动蝶阀是否处于全开位置，冷却水有无指示，如果正常，有灯光指示，对应的继电器得电，7-11KM其中一个常开触点闭合。1-29号接通；将工作方式选择开关SAC打到/手动0位置，29-27号接通。将电容补偿柜的断路器打到合闸位置。最后一步是按下合闸按钮HA，合闸线圈Y3得电吸合，断路器合闸。这一过程仍处于电动机综合保护装置的监测之下，因为合断路器前，必须将断路器手车推到工作位置，保护装置检测手车开关位置、断路器状态，接地刀状态、储能电机开关位置等开关量，工作正常才能合闸。
（2）机组的停止控制比较简单，选择要停机的机组号并按下分闸按钮TA，分闸线圈Y2得电，断路器分闸。将断路器手车摇回原位，把选择开关SAC打到/断开0位置，并将高压电容补偿柜的断路器打到分闸位置，延时几分钟后关闭机组冷却水电磁阀。
2.2自动方式
当工作方式选择开关SAC打到“自动”位置时，系统处于自动运行方式。机组的启动与停止由前池水位决定，要使机组自动启动或停止，部分工作还必须借助于人工，即： ①必须具备开机条件；②断路器经常性处于热备用状态。
数字显示控制仪1WX、2WX组成了6水位控制器。水位设置应按照施工图纸的要求，设置停机水位、最低运行水位、起抽水位、最高运行水位。除停机水位外，其余统一称作开机水位。控制仪1WX设置了停机水位、1#机开机水位、2#机开机水位，控制仪2WX设置了3#机开机水位、4#机开机水位、5#机开机水位，这6个值之间要有水位差。这样才能自动按顺序投入各台机组，工作原理简要分析如下：
（1）当汛期外江水位达到关闸水位时，雨水、生活污水进入前池，前池水位不断上升。当检测达到1#机开机水位时，控制仪1WX的触点1WX2闭合，继电器2KM吸合，其常开触点接通1#机组自动合闸回路，使1#机组启动运行；其常闭触点断开2#机组自动分闸回路，为2#机组启动做准备。若前池水位仍不断上升，当检测达到2#机开机水位时，控制仪1WX的触点1WX3闭合，继电器3KM吸合，其常开触点接通2#机组自动合闸回路，使2#机组启动运行；其常闭触点断开3#机组自动分闸回路，为3#机组启动作准备，以此类推。随着抽排量的增大，前池水位逐渐下降，机组就会按顺序停机。
（2）自动方式的工作过程已通过了模拟调试。为确保安全，调试时各机组的断路器手车应推至试验位置，断路器手车在试验位置时，断路器可进行合、分闸操作，但由于与母线是隔离的，电动机不会得电。 （见图二）
图二
三、泵站运行管理中存在通病
3.1操作技术落后
在对一些泵站进行实际调查的过程中我们发现，许多泵站的运行过程没有高科技理论的支持，在泵站的运行过程中没有采取自动化监控等高科技管理措施，且泵站的电气设备以及自身的信息处理工序不符合现代化标准，这些原因都有可能影响泵站机组间的匹配效果，降低泵站运行的高速化以及技术化程度。在泵站的运行过程中缺乏相对较为完善的泵站管理技术以及充足的泵站管理资金，使得无法及时、准确地更新已经被淘汰的泵站的电气设备。
3.2科学管理水平较差
众所周知，再好的自动化控制系统也需要人工操作和管理，而一旦有人员参与势必就出现问题，因为操作人员操作不当或者管理疏忽都可能给控制系统带来风险。概括有以下几种主要问题：
3.2.1操作人员的操作问题。操作人员的操作是否准确将直接影响到控制系统的安全稳定运行，因此，如果操作人员发生操作错误，其后果必将十分严重。因此，单位必须加大对操作人员的技能培训力度，确保操作人员能够规范操作，避免风险的发生。
3.2.2操作人员的能力素质。操作人员掌握技术的同时，还了解单位的许多机密数据信息，一旦他们将这些信息泄漏出去或者进行非法处理，势必会带来巨大的损失和影响。因此，单位必须注意人才的培养，用好人才，还要定期开展思想教育活动，树立员工的责任感和主人翁意识，确保不会因人为因素而给单位带来风险。
3.2.3操作人员的疏忽大意。智者千虑，必有一失，对于操作人员身上发生的一些无法避免的失误问题，只能通过专家指导和长期的工作实践来加以解决，或者选用其他操作人员的办法来减少风险的发生。
3.3运行环境较差
由于我国的绝大多数泵站建设年代较为久远，其设计大多采用比较早期的钢窗结构，并且在经历常年累月的风吹雨淋、空气的腐蚀以后，其窗体的锈蚀程度大多较为严重，影响了泵站的整体运行的灵敏度。这种极差的运行环境给泵站的运行带来了许多问题。
四、泵站的运行管理的处理措施
4.1制度管理原则
各部门要严格执行岗位责任制，做好本职工作，当班电工应维护好本泵房纪律，谢绝本泵房当班或休息人员进入。对泵房的一切建筑物、机电设备、维修机械、起重工具、工作场地等进行安全检查，并保证符合安全要求。加强安全检查工作的实施，随时纠正工人的违章作业，保证安全生产。
4.2质量控制
克服传统的重建轻管的不足，按照全面规划、统筹兼顾的原则，对各级各类泵站的工程建设，实行全程管理。确保泵站安全服务供应的主要关键设备有水泵机组、变配电设备及附属设备等。
4.3协调发展
进一步加强水资源的统一调配管理，克服市场的盲目性，按照取水许可分级管理和计划用水工作，在抓工程建设的同时，要进一步强化管理，做到规范管理，提高管理水平。以逐步实现泵站自动化运行为核心，提升管理能力，为工程的维护提供了可靠依据。要不断完善、丰富运行管理内容，使管理制度化、规范化、正式化。
五、结束语:
综上所述，城市防洪排涝泵站随着国民经济的发展而变得越来越重要。泵站的自动化控制系统也随着城市防洪排涝泵站的建设而得到了重视，对于泵站自动化控制系统的设计要着重于对机组电动机的综合保护和监控，并在此基础上对其余泵站设备进行适当的调整，最后还要对自动化控制系统进行保护措施，以确保自动化控制系统真正发挥出它的作用。
参考文献：
1.余佳嵩.城市防洪排涝规划设计的探讨.2010.7
2.吴科.防洪工程排涝泵站设计的初探.2015.4
3.文纳新.浅谈水利工程泵站的管理及运行.2012.12
4.丁玎.试论水利工程中泵站建设的安全管理.2011.2
论文作者:黄桂林
论文发表刊物:《防护工程》2017年第26期
论文发表时间:2018/1/19
标签：泵站论文; 机组论文; 水位论文; 操作论文; 断路器论文; 人员论文; 触点论文; 《防护工程》2017年第26期论文;