摘要：2009年，国家电网公司发布《智能变电站技术导则》企业标准，首次明确了智能变电站定义，并对智能变电站发展思路、建设理念提出了系统性要求。2010年3月发布的《国家电网智能化规划总报告（修订稿）》，2009年至2020年国家电网计划总投资3.45万亿元，智能化投资3，841亿元，占电网总投资的11.13%。下文立足于我国智能化变电站建设的现实背景，首先阐述了目前我国变电站给排水系统存在的问题，然后对绿色智能变电站给排水系统优化设计技术措施进行了详尽论述。
关键词：变电站；智能化；给排水系统
根据我国各地变电站建设情况，我国绿色智能变电站建设已经逐步开始普及，且进入到了全面建设阶段。针对绿色智能变电站的相关工程设计标准、施工标准、安装调试标准、行业标准等也在不断推出。绿色智能变电站给排水系统作为变电站防灾体系、运作体系的重要构成部分，从发展情况来看，给的绿色智能变电站的给排水系统却没有与时俱进做出优化、改变，技术水平不能满足变电站给排水要求以及消防要求，亟需立足于当前的实际情况寻求技术创新突破口。
一、目前我国变电站给排水系统存在的问题
变电站给排水系统控制所涉及到的内容大致可分为两个部分：一是给排水状态控制，根据变电站的用水需求、排水需求、消防需求，传感器确定具体的液面位置，合理设置液位控制参数，控制装置自动协调给排水系统的有序运作；二是通过压力表来监控排水泵、给水泵的工作状态，当给排水管网中的阀门开启后，给排水管网的压力下降，通过监测排水泵的工作状态，从而揭示整体工作状态，随后工作人员采取相应的启停措施[1]。
上述给排水系统主要通过人为操作实现启停，客观而言，该系统存在以下缺陷：一是电气控制方式相对分散，缺少必要的连锁机制，系统对消防泵内交替运行等消防技术规范要求实施方法繁琐、功能缺失，却过多依赖人力，系统可靠性有待商榷；二是各项重要参数未显示，变电站给排水系统泵房的运行温度有固定要求，尤其是在消防用水方面，水位、水位控制范围等技术参数必须显示，而目前各地的变电站给排水系统只能够通过打开观察口人为查看；三是给排水系统没有相应的自动检功能，系统在出现问题后是否能够实现自动化告警，并自动关闭闸门关系着变电站给水排水的安全性。传统的手动化控制体系，和倡导的无人值班要求存在矛盾，形成了一定的安全隐患；四是无法实现有效的遥控、遥测，尤其是在故障分析、故障预警方面，给排水系统管理成本较高[2-3]。
总而言之，目前我国多数变电站的给排水系统，在消防蓄水、给水系统、管道稳定、连锁控制、信息储存、巡检维护、故障分析等方面均存在较多的技术问题，且无法满足当前绿色智能变电站的智能化管理需求。鉴于上述问题，迫切需要整合给排水在智能化设计，形成一个数字化、信息化、自动化给排水系统控制体系，以满足国家推进绿色智能化变电站建设的客观需要，满足各地变电站管理的实际需要。
二、变电站给排水智能控制系统优化设计基本原理
绿色智能变电站给排水智能控制系统的基本工作原理为“以变电站消防蓄水、给水智能控制装置”为技术核心，整合稳压控制、智能控制、自动巡检、故障分析，并通过通信结构，将给排水控制设备接入变电站自动化控制平台，实现遥信、遥控。
变电站给排水自动化控制系统主要由上位机、以太网接口、PLC通信模块、软启动器、水泵、交互显示屏幕、流量变送器、PLC模拟量输入模块、液位变送器、电动智能化闸阀、增压泵、手动开关、PLC控制器、补水管道、回流阀门、中间继电器、状态指示灯、I/O拓展模块等部分构成[4]。
该系统的主要工作逻辑为：（1）通过PLC可编程逻辑控制器以及软启动器，实现给排水闸门、设备的软启动、软停车，避免直接启动产生干扰电流影响电网稳定性，同时使用软启动器的故障监控功能，实现除原有电机过流监控以外的电源缺相、运行过流、运行过载、过电压、欠电压等等问题的监控、告警，保证技术人员能够技术发现隐患，并采取措施解决隐患；（2）通过变送器，实现对给水、排水系统运作情况的动态调控，技术人员可根据变电站实际情况，灵活设置系统参数，比如工作压力、液位、警戒压力等等，以确保给水体系、排水体系的合理运作；（3）通过流量检测的引入，实现对给水流量实时监测，技术人员通过观察人机交互屏幕，能够更加直观的观察水泵工作状态；（4）技术人员通过在系统中设置时间参数，实现周期化自检，根据程序，能够自动启动给水系统、排水系统的电动闸阀、稳定水泵等，并记录其实际运作情况，同步记录存在的故障隐患；（5）采用彩色人机交互屏幕，通过流程图显示给排水系统必要的控制参数，并将参数清晰显示在界面中；（6）通过通信接口，实现装置和变电站的通信，并将运行储存信息、故障告警信息等及时上传至上级管理中心[5-6]。
三、智能控制装置
（一）装置特征
上述变电站消防给水、排水系统具有以下特征：一是给水排水系统运作情况可得到动态化检测；二是可满足变电站的消防水泵运作需求，和一般给水泵不同，消防水泵通常由大功率电机驱动，直接启动会产生较大冲击电流，从而对电网稳定性构成影响，系统中的软启动装置，不仅能够实现给水、排水水泵的软启动，同时也能够满足消防水泵软启动要求，可大幅度延长水泵的实际使用寿命；三是系统具有故障记录功能。
（二）硬件配置
技术人员和系统的交互采用人机触摸一体显示屏作为基本的显示单元以及操作单元，通过PLC、触摸屏之间的串口连接方式实现有效通信，技术人员能够方便、快捷的检查给排水系统工况、历史运作情况、故障等。系统支持直接控制电动阀，减少了控制柜等传统给排水自动化系统中的电气设备，简化了各类设备之间的电缆连接，无论是设计、安装、调试，均较为方便。控制装置采用RS485+以太网接口，硬件设备上也留有备用接口，可为后期拓展提供便利。值得注意的是，构建该系统选择的控制器、拓展单元、人机交互屏幕均需要满足国际电磁兼容标准，具有CE认证，满足国家现行技术指标，环境性能满足变电站要求。
上面所阐述的基于智能变电站的给排水系统优化设计方案，目前在国内部分变电站已经得到应用，实际应用情况以及相关研究表明，该系统运作工况稳定，人际交互便捷，具有较强可操作性，且信息化、数字化、智能化特征显著，可有效提高给排水系统的运行稳定性。
结束语：
综上所述，智能化变电站建设是大势所趋，给排水系统的智能化设计也是未来可预见的大趋势，广大从业者对此应有足够的认识，并根据实际情况优化设计给排水系统，以提高给排水系统运行稳定性。
参考文献：
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[4]刘俊. 以昆明机场总体规划为例探讨绿色机场给排水技术措施[J]. 低碳世界, 2019, 009(008):257-258.
[5]艾宏庆. 关于智能住宅小区建筑给排水系统的节能优化设计分析[J]. 建材与装饰, 2019(21).
[6]张宏宇. 关于智能住宅小区建筑给排水系统的节能优化设计分析[J]. 建筑·建材·装饰, 2019(16).