自來水廠加壓泵站電氣自動化控制技術改造

張鈺

（山西太水市政工程有限公司，山西 太原 030009）

關于人們?nèi)粘９┙o水主要源自自來水廠的集中供應，而自來水的來源范圍較廣，渠道較多，需要將地表水與地下水進行一系列加工后在傳送到各家各戶。為保障個居民獲得充足的日常用水補給，水泵的應用至關重要。傳統(tǒng)的自來水供給主要為加壓泵站進行加壓后供給，由于住戶逐漸增加的用水需求，受配電控設施影響，此種技術無法達到目前的供水標準。所以，許多自來水廠選擇了對加壓泵站實現(xiàn)電氣化自動改造的措施，在此項技術的應用中，研究其中的問題，為人們提供安全、優(yōu)質(zhì)以及穩(wěn)定的供水環(huán)境。

1 泵站電氣自動化控制系統(tǒng)

1.1 傳統(tǒng)自來水廠加壓泵站電氣控制系統(tǒng)

電機啟動方式主要應用于傳統(tǒng)的自來水供水中，此種加壓泵站需要根據(jù)電機的功率以及變壓器的容量等方面進行分析來進行最終確定。變壓器容量的大小、線路的長短都能決定供水質(zhì)量[1]。相較于大功率電機，小功率電機一般采用直接啟動的形式，并不會對整個系統(tǒng)產(chǎn)生影響。但是大功率電機則不同，一般采用降壓或者減壓的形式進行啟動，在進行穩(wěn)定電壓啟動后，電機帶動水泵進行抽水，其抽水量受相關閥門的開度大小決定。

由于居民及工廠的用水量數(shù)值無法確定，水的壓力和用水量大小息息相關。所以專業(yè)供水人員需要時可根據(jù)壓力表參數(shù)進行調(diào)節(jié)，在維持人們?nèi)粘９┧?，為保障各區(qū)域的供水環(huán)境，采用多區(qū)域多臺水泵的機組供應的形式進行供水[2]。所以觀察每臺機器的恒壓問題就至關重要，否則很有可能會因為壓力問題，造成壓力過小，供水量不足，或者因為壓力過大產(chǎn)生水管爆裂等狀況。如果因為供水問題造成居民投訴，會引起不必要的麻煩。目前，隨著我國科技的發(fā)展，加泵站多采用變頻或者軟啟動的形式進行供水，主要運行原理為通過感知供水量的變化進行自主調(diào)節(jié)電機的頻率以及水泵的壓力，正確方法的應用可以減少水泵機組的臺數(shù)以及相關閥門的開度調(diào)節(jié)操作。

傳統(tǒng)的加壓泵站電氣控制需要專業(yè)人員進行值班看守，以人工的形式進行調(diào)節(jié)，及時觀察設備狀態(tài)是否正常[3]。但是為了減少由于人工操作產(chǎn)生的誤差以及故障問題，電氣自動化應用很好地解決了這種問題的產(chǎn)生，新型設備的應用很好地減少了故障的出現(xiàn)，采取提示與警告的形式進行監(jiān)控，減少人員等方式實現(xiàn)自動化調(diào)節(jié)與故障提示與預警。

1.2 泵站電氣自動化控制系統(tǒng)的構成

電氣自動化技術在水站建設應用中，對于技術類型的選擇往往需要基于實際情況進行分析。在供水性質(zhì)、流量以及提升距離等專業(yè)要求[4]。在水站占地方面、工程投入資金等方面進行綜合評估。在設計泵站電氣自動化控制系統(tǒng)的同時要遵循實用性，可靠性、先進性為原則。泵站自動化系統(tǒng)設計中，需要對水泵的壓力進行監(jiān)控、調(diào)度、通信平臺、泵站遠程測控終端、儲水壓力數(shù)據(jù)測量以及攝像等部分。在不同類型設計中，設計結構雖然不同，但是設計目標與設計原則是大體一致的，要求系統(tǒng)滿足調(diào)控需求為前提，提升系統(tǒng)的運行質(zhì)量與進行周期，為系統(tǒng)的使用壽命、使用功能等方面添加附加條件。

2 傳統(tǒng)自來水廠加壓泵站電氣控制系統(tǒng)的改造

2.1 泵站電氣自動化基礎改造

首先，關于泵站信息改造的問題，關于泵站運行系統(tǒng)的信息問題，在泵站中具有關鍵信息節(jié)點，其主要運行的功能是將泵站運行中的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)督與記錄，在數(shù)據(jù)庫中將壓力、流量等數(shù)據(jù)進行實時報道[5]。提升泵站工作效率，才能夠有效提升泵站改造中的細節(jié)問題，在詳細的安排中，利用事先規(guī)劃好的計劃，才能夠?qū)A信息進行準確計算與應用。

其次，關于泵站規(guī)范化改造的問題，如果想要充分實現(xiàn)規(guī)范化設計問題，就要從細節(jié)處出發(fā)，觀察目前實踐中的操作方面仍然存在哪些不足，進而進行補充，這樣才能夠保證泵站設備運行狀態(tài)、做工形式、應用以及泵站管理方面是否與其理想狀態(tài)相吻合[6]。在我國技術與需求不斷提升的基礎上，積極加強與國外的溝通與交流，學習國外的管理經(jīng)驗與專業(yè)技術，調(diào)整固化思維，打開新視野，將國外成功的實踐經(jīng)驗作為參考案例，促使泵站在自動化、專業(yè)化的道路上不斷前行。

最后，在典型的改造案例中進行學習，相較于傳統(tǒng)的大、中型泵站比例較小的問題[7]。新型泵站自動化系統(tǒng)建設中，主要針對變化模式固定、比例小等相關問題進行解決。此種解決方案重點關注的涉及內(nèi)容為自動化機組的排列與數(shù)量設置上。所以，針對典型泵站的改造中，設計師可以設計出不同的應用模塊，在此基礎上，將零散的模塊進行聯(lián)合，完善出一個整體。一般來說，自動化模塊的典型設計是將泵站自動化的某一類設備作為獨立的整體進行設計，將設計中的所有變量為了某一個設備進行計算與設計，在此基礎上，將空裝置融入其中，從而完成設計者實時監(jiān)控目的保障系統(tǒng)的平穩(wěn)運行，以減少安全事故以及損失與維修成本的增加。

2.2 無人值班自動化系統(tǒng)改造

無人值班系統(tǒng)的建設有效地減少了工作人員精力分配不足的狀況，為了專業(yè)供水技術人員值夜班、監(jiān)控精力分配不均的狀況，無人值班系統(tǒng)減少了毫無意義的重復性工作[8]。且水泵在供水中會產(chǎn)生一系列的噪聲影響，不利于專業(yè)人員的身體健康，此種系統(tǒng)可以在遠程操控、智能監(jiān)控、自動化調(diào)節(jié)等相關方面進行控制，為人們提供生產(chǎn)生活上的便利。

關于智能監(jiān)控方面的改造與創(chuàng)新，計算機監(jiān)控系統(tǒng)是提升電氣自動化質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，主要工作原理是針對泵站中的自控技術應用進行輔助作用，在實際運行中，監(jiān)控系統(tǒng)主要分為兩種，一種是帶有監(jiān)控攝像頭的監(jiān)控系統(tǒng)，其具有通訊效率高的特點。另一種是通訊口形式的監(jiān)控裝置，其發(fā)展到目前階段已經(jīng)具備一定的發(fā)展水平，此技術較為成熟，但是缺點比較影響監(jiān)控效果，關于通訊及傳播效率方面，仍然有待加強。

在遠程操控與自動化調(diào)節(jié)方面，實現(xiàn)無人值班是目前我國追求的監(jiān)管模式，利用相關自動控制裝置以及萬能斷路器及相關技術的應用可以有效減少干擾的產(chǎn)生。智能控制系統(tǒng)的應用進一步提升了無人值班的技術優(yōu)化，此種技術的使用，可以對通訊、電氣設備轉(zhuǎn)速、機器溫度以及非電量測量等功能進行完善，保證泵站功能完整的同時，減少設備的消耗以及使用成本，進而提升設備使用效率。

3 自動化控制系統(tǒng)的實現(xiàn)

在進行自來水廠泵站電氣自動化系統(tǒng)升級的同時，需要在自控指導工藝，局部配合全局，管理服從控制等方面進行，建立一套獨屬于該自來水廠的系統(tǒng)，在經(jīng)歷不斷的實踐與測驗中獲得一致肯定。首先，系統(tǒng)在建設中要遵循成本降低原則，在進購設備的同時，加強對于進購渠道的監(jiān)督，將加強對質(zhì)量的監(jiān)控。其次，在系統(tǒng)使用的硬件設備和網(wǎng)絡結構都要經(jīng)過嚴格的審查，確?？煽啃?，在保證通訊順暢的情況下，明確主干網(wǎng)絡建設與備用網(wǎng)絡建設的重要性，做好系統(tǒng)正常運行的保障。再次，在系統(tǒng)的關聯(lián)性與整體性方面，為減少系統(tǒng)運行成本，需要盡可能減少控制設備，在確保各線路進行連接，防雷裝置等做好準備，降低因為雷電產(chǎn)生造成的風險。

與此同時，在屏蔽設施建設中，將建筑物的門窗、地板等金屬物相連接，連接地線防止因為過電對人體產(chǎn)生傷害，甚至到成其他設備損壞。最后，如果出現(xiàn)被雷電擊中電網(wǎng)的情況，為防止雷電因利用其他導電物質(zhì)流通進入機房，從而產(chǎn)生電器設備受到過大電流而受到損壞?？梢岳枚喾N方法進行保護措施，采取爭取的防雷措施才是降低減少成本的根本方法。

4 結語

綜上所述，在自來水泵站的實際運行中，在傳統(tǒng)供水模式的基礎上進行技術改造，此種改造技術在多方面減少了專業(yè)共追人員精力耗費問題，為市民供水提供穩(wěn)定向保障，減少因為監(jiān)管不力導致的停水問題。在電氣自動化應用過程中，專業(yè)設備管理人員與技術維修人員只需要定期對于供水設備進行檢查與維護，且關注供水過程中出現(xiàn)的各項問題。利用先進的技術采取預警與監(jiān)督等方法，實現(xiàn)無人值守、自動控制等技術，提升泵站供水質(zhì)量與工作效率等方面的更多需求，與此同時，為了進一步提升我國泵站供水質(zhì)量，可以加強對于其他具有供水先進技術的國家的學習，在不斷地輸入中，輸出優(yōu)秀的設計。