水利泵站更新改造工程的电气设备及其自动化

水利泵站更新改造工程的电气设备及其自动化

王 ,森

山东龙跃兴设计集团有限公司 山东济南 250000

摘要：随着社会发展水平的提高，水利工程的作用不断凸显，不仅与社会建设发展息息相关，也决定着人民的生活质量和安全。电气设备及自动化的应用在水利工程中发挥着至关重要的作用，利用电气自动化技术操控电气设备，能更好地保证设备安全可靠运行，确保工程发挥作用。泵站工程项目是水利工程的重要组成部分，因此应深入探讨电气设备及电气自动化在水利泵站工程项目的应用具有非常重要的意义。

关键词：水利泵站；更新改造工程；电气设备自动化

1电气设备自动化的特征

电气设备自动化技术作为重要的工业基础学科，所涉及的科学领域范围较广，不仅涉及到机械、电气等相关领域的专业知识，同时还涵盖了计算机信息技术、机电工程科学等，因此，电气设备自动化是一门专业性强、综合要求较高应用学科，尤其是面对当前工业智能化发展的时代，电气设备自动化对促进水利工程的发展具有非常重要的作用，通过引进电气设备自动化技术，可以使复杂的生产过程化繁为简，通过计算机控制技术，使各个环节进行有效衔接，一方面，机械化生产代替传统的人工生产，可以降低生产成本，提高生产过程的安全性；另一方面，也可以大大提高生产效率与使用效果。所谓电气设备自动化技术，主要是通过传感器等信息收集装置，对设备在运行过程中的数据进行实时动态监测，通过控制系统，对收集的数据进行动态分析，按照预先设定的程序发号指令，控制机械设备进行相关的生产程序。在实际应用过程中，由于不同企业所开展的生产经营活动不同，因此电气设备自动化控制系统的设计运行难度也有所差别，一般来说，产品的复杂度越高、精准度越高，所需要的控制系统复杂度就越大，要对各种收集的信号进行准确处理，从而对电气设备的运行过程进行准确判断，这可以在很大程度上提高设备运行的安全和稳定[1]。

2水利泵站改造过程中电气设备及其自动化技术的应用

2.1电气一次

2.1.1供电对象及供电负荷等级

在水利泵站工程中，供电对象以水闸启闭机、现地控制设备及水闸室内外照明设备为主，结合水利泵站工程实际情况和规模，确定泵站启闭机供电负荷等级为二级，其余设备等级为三级。结合供电负荷等级要求，提供的是二回交流电源供电。

2.1.2负荷容量统计

如某水利泵站供电对象负荷容量为:工作闸门卷扬式启闭机，选择了一台启闭机，其配套电动机功率为18.5kW。检修闸门卷扬式启闭机，选择了一台启闭机，配套电动机功率为11kW。泵站控制设备功率约为3kW。泵站室内、外照明设备的功率约为1kW。上述负荷总功率合计为33.5kW，负荷需要系数取0.8，负荷同时系数考虑到工作闸门与检修闸门启闭机不同时工作，故同时系数取较低值0.6，功率因数取0.85，设备效率取0.9，则计算负荷总设备容量为21kVA。

2.1.3供电电源

如某工程由于泵站采用双电源，一主一备，主电源接110kV站10kV备用出线柜F21，备用电源接110kV站10kV线F24。主电源为专线电源，满足工程二级负荷要求。泵站用变压器容量为400kVA，备用容量＞泵站设备总容量。水利泵站电气设备电压为220V/380V，因此，供电电源从泵站站用变压器0.4kV低压侧配电柜供电，采用一回型号为VV22－3×35+1×16低压电缆，供电距离约200m。

2.1.4防雷接地

配电箱进线设置电力避雷器，防止雷电波侵入，危及人员和设备安全。防雷接地、工作接地、保护接地采用同一接地网系统。接地保护采用TN－C－S。水利泵站工程防雷接地包括低压电力设备及现地控制设备，根据规程要求，接地装置的接地电阻不得超过1欧姆[2]。

2.2水利泵站设备自动检测

（1）水利泵站设备交流检测。交流检测阶段，电气自动化系统可通过监测装置将交流模拟讯号加入至保护交流回路之中，利用监测电气设备接点进行接短，亦或是断开切换保护为交流回路内的某些环节。这一操作的过程，等同于在交流贿赂之中增加足够庞大的交流讯号，对保护的动作情况加以检测。该技术优势在于无需工作人员外加交流讯号便可实现交流检测，但该技术同样存在一定限制，及其适用范围相对有限。具体操作方而，在基于交流检测实现模拟电源检测期间，对加入模拟量大小进行精确计算，让模拟量轻微超出电气设备整定值，此刻水利泵站电气设备进入运行状态。随后再使其略微低于正定位模拟量，倘若水利泵站电气设备未进入运行状态，说明电气设备动作合理。通过上述两步交流检测，不仅可使水利泵站工程维护人员了解是否有电气设备损坏问题，同时还可明确水利泵站工程电气设备整定值正确性。（2）水利泵站工程设备直流检测。针对水利泵站工程设备，如船闸、人字闸门、反弧阀启闭门等，通常直流回路为易于损薄弱点，若通过电气自动化设备加入讯号，使直流回路反转便可实现保护好坏的判断。通常保护均设有闭合回路，若原件损坏直流回路反转，保护不会出现误动作问题，且可实现原件损坏信号的发送。基于直流检测方式操作便捷，故在水利泵站工程中同样应用广泛。然而直流检测技术并不适用于所有水利泵站工程设备，如针对相位比较电气设备，直流回路中通常设有相位比较回路，仅施加直流检测讯号无法正确实现直流回路工作是否正常。

2.3减小外因影响

通过研究发现高温、高湿、灰尘、振动等因素严重影响自动化设备的使用寿命和运行精度。为了解决高温、湿度造成的困扰，可以安装空调、除湿机设备，通过做好保洁卫生工作，可以解决灰尘的影响。因此，提高设备运行期间的润滑效率减小振动成了亟需解决的课题。首先，要对泵站机组进行定期的机油更新，确保润滑油在设备运行过程中真正有效地润滑。因为高温、灰尘、水汽等因素也会严重影响润滑油的稳定性，导致润滑油的流失、失效，导致泵站机械设备系统出现摩擦振动。对设备运行产生很大的冲击。从机械的角度来说，工作人员应该按照泵站设备的不同，选择合适的润滑种类。市面上一些老式润滑剂在应对极端环境时未必能起到理想的效果[3]。

2.4及时对设备状况进行监控

要想保证泵站自动化设备安全地运行，就要加强监控。当监控设备发出高温警报或者监控数据超出规定数值时，应当立即停止设备运行，并对设备进行检查，而不是等设备损毁后再去处理。如果不能及时地发现和处理报警信息，就会有一系列后果出现，严重时会导致泵站机组出现安全事故，从而影响泵站的社会效益和经济效益造。为了避免出现不良后果，我们要严格遵守泵站运行规定，在设备运行过程中及时发现和解决隐患问题。

2.5强化设备的维护

要减少水利泵站设备的故障频率，就要及早发现设备的安全隐患。从当前情况来分析，造成自动化设备故障的主要是因为维修方法的滞后。我国自动化系统发展较晚，而国内不少泵站设计建成时间较早。这就造成了泵站在安装自动化系统后，自动化设备运行环境相当恶劣。所以，我们要加强设备的日常维护、定期检查，以便保证自动化设备在恶劣的环境中依然可以安全运行，从而更好地发挥泵站和机组的作用，从而大大提高调度和使用水资源的效率和精度，提升工程精细化管理水平，提高水资源调度优化管理水平能力，提升区域泵站的联合运营水平[4]。

3结语

总而言之，将电气设备及其自动化技术应用到水利泵站改造过程中可以更好的发挥其作用并可以提升水利泵站运行的效率，更好的满足社会发展要求。泵站在水利工程中有着重要的作用，利用电气设备自动化技术可以提升泵站设备控制效果并可以保证设备运行的安全性，提高泵站管理水平，更好的推动水利事业发展。

参考文献：

[1]魏顺.泵站机组自动化设备常见故障与解决维护措施[J].科技视界,2019(20):76-77.

[2]艾正安.泵站机组自动化设备常见故障与解决维护措施[J].信息周刊,2019(38):0083-0083,0230.

[3]张万亮.泵站机组自动化设备故障的解决维护策略研究[J].房地产导刊,2020(23):253,17.

[4]薛守磊,冀戈,赵伟聪.变电站自动化设备常见故障分析及处理措施[J].电子测试,2016(6):161-162.