有關泵站電氣自動化的探討

熊才進 湖北省田關水利工程管理處

一、泵站電氣自動化面臨的困境

（一）泵站設備老化

設備逐漸老化是當下泵站進行電氣自動化改造的一大困境。我國很多泵站是20世紀七八十年代興建的，到現在已經運行了三十年以上，部分泵站于2000 年后進行了更新改造，雖然在當時，泵站在排水防澇、促進農業灌溉等方面發揮了不可磨滅的作用。但隨著時間的推移，這些設施逐漸變得老舊，一方面，泵站的主機老化，電氣設備絕緣性能下降；另一方面，泵站測量和保護裝置技術落后，長期運行，繼電器觸點氧化、粘連，靈敏度差，測量儀表精度不夠，保護動作可靠性等，造成發生故障時設備拒動、誤動現象時有發生，給泵站的安全和經濟運行帶來巨大的隱患。

（二）技術手段欠缺

在推動泵站電氣自動化過程中，最重要的便是利用計算機技術對泵站進行智能化改造。然而在當下，關于泵站改造的技術手段仍比較欠缺，主要體現在以下兩點：第一點，技術水平有限。即技術難以與實際需要相契合，人們難以根據實際需要，進行相應的計算機技術設計。第二點，管理技術相對落后。即在管理時，人們更多是根據人為觀察和操作來進行諸如停機、報警等措施，此外，一些老舊的管理設備無法進行持續更新。

（三）管理經驗不足

管理經驗不足最主要的體現便是標準化規范的缺失。在日常對泵站進行管理時，人們通常依靠簡單的人力來進行，這種人為管理在傳統泵站時期尚能解決一些問題，然而在電氣自動化過程中，由于檢測對象具備復雜性、操作軟件具備精準性、功能操作具備精細性，因此亟須一個標準化規范來對人們的行為進行約束。目前，這種標準化管理工作還需要進一步規范。

二、泵站電氣自動化的設計思路

根據需要，目前我國大型泵站電氣自動化設計絕不僅僅是機組開停機自動化，泵站自動化由泵站運行管理人員根據現場實際需求來確定，泵站保護測量裝置、勵磁調節控制、泵站水位流量的監測控制、輔機控制、管理系統信息交換控制、故障和事故預警設備控制以及泵站經濟運行等才是泵站自動化的核心需求。

（一）水泵電機的自動控制

作為泵站重要的動力提供設備，水泵電機在提供運轉驅動力、驅動電能向機械能轉化的過程中發揮了重要作用。當下，自動控制水泵電機也成為電氣自動化過程中一個非常重要的組成部分，一方面，自動控制水泵電機能夠節省必要的人力，保證工作人員能投入到更加具備創造性、價值型的工作中去；另一方面，對水泵電機進行全天候的機械控制，也能利用機器的力量，更敏銳地發現電機可能出現的問題，從而發出警報，將問題扼殺在搖籃里。當前，許多自動化設備的生產廠家都在此方向做出努力，通過研發自動控制柜、溫度傳感器等系統，為水泵電機的自動化控制助力。

（二）配電設備的自動控制

對于泵站配電設備自動化控制設備來說，主要包括變壓器、斷路器、電纜、保護測量裝置等。于這些設備而言，能否更好的實現自動化的控制端和通信接口的信號傳輸，對于能否更好地實現重要配電設備自動化的控制或遠程控制尤為重要。除此以外，在進行泵站的電氣化設計時，必須充分考慮對各類電氣設備的實時監視和對事故的警報等。

（三）輔助設備的自動控制

泵站輔助設備種類較為多樣，常見的輔助設備有排水泵、電動閥門、葉片調節裝置等，在泵站運行過程中，輔助設備的存在能幫助泵站運行更加安全、更加高效。在對泵站進行自動化設計時，可以將輔助設備納入整個自動控制系統當中。比如，利用計算機技術實現輔助設備的自動互聯，工作人員通過上位機便能進行系列操作。

（四）計算機監控系統應用

泵站計算機監控系統是集監視、測量、控制、保護、管理等于一體的計算機綜合自動化系統，主要對全站機組、電氣設備、油氣水系統、閘門控制系統、勵磁系統及直流系統進行有效監視和控制，保證泵站更加安全、可靠、經濟地運行，實現泵站“無人值班”（少人值守）的目標，并能夠通過計算機網絡實現將泵站運行數據和狀態實時上傳至上級主管部門。

三、設備選擇及布置

隨著泵站自動化水平的提升，越來越多的設備、儀器被應用在泵站建設中，然而，由于泵站在操作上具備復雜性、環境也較為特殊，因此在電氣自動化的過程中還要總結考慮設備的選擇及布置問題。首先，在設備選擇方面，泵站工作人員可以選擇本土設備和進口設備相結合的解決方案，一般而言，本土設備在價格上通常更加具備優勢，而某些進口設備在精準度上則更加具備優勢，因此，工作人員可以結合工作內容以及操作需求等，綜合選擇最優設備。其次，在設備布置方面，要考慮到設備本身的特性。比如，一些工控機、PLC、觸摸屏、開關電源等設備，不宜放置于長期潮濕的環境中，因此在布置時，應將其安置干燥，不易受潮地方，并盡可能配備恒溫恒濕設備。

四、泵站電氣自動化的前景

關于泵站電氣自動化的前景，主要可以從以下三點說起：首先，電氣自動化能提升供水效率。在一些廣泛實行電氣自動化的泵站，工作人員往往能借助計算機技術，實現對泵站水位的實時監控，并根據每秒鐘水流的大小畫出直觀的水流曲線，從而對整體用水情況、現存水量等信息進行綜合把控。

五、結語

在泵站實際運行過程中，加強規范管理和技術革新，對設備進行定期維護。采用自動化控制技術使泵站更智能、更安全、更高效，讓實際操作情況與設計改造更相符合，對大型泵站設計、管理、運行、維護等部門提出了更高的要求，要深入了解泵站電氣自動化的技術特點和發展趨勢，不斷完善，不斷提高，發展到無人值守，自動控制。使泵站規范管理、工作效率、安全運行達到更高水平。