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供水泵站电气控制系统的设计与研究吴洋

发表时间：2020/11/23 来源：《基层建设》2020年第22期作者：吴洋

[导读] 摘要：供水泵站作為现代居民的水源提供站，其设计、建设一直受到相关行业的重视。

        安庆市水利水电规划设计院安徽安庆 246000
        摘要：供水泵站作為现代居民的水源提供站，其设计、建设一直受到相关行业的重视。本文主要针对供水泵站的电气控制系统设计进行分析研究，对电气控制系统进行简要概述，并制定供水泵站电气控制系统的设计方案，以实现泵站的高效运转。
        关键词：供水泵站；电气控制；系统设计
        引言：随着社会科学技术的不断发展，供水泵站的电气控制系统逐渐得到新技术的改进，使自动化技术控制的愿望得以实现。现如今，自动化的电气控制技术已经无处不在，尤其是在供水的自动化控制领域，近些年来发展十分迅猛。在国家大力推行节水减排的今天，水资源浪费现象仍时有发生，推行自动化的供水控制系统工作已经迫在眉睫。
        一、电气控制系统概述
        根据供水泵站的工艺流程进行总体的平面设计，设置电动机控制中心柜和调配供电范围，依据就近采集和单元控制进行区域划分的原则，对区域内的对象、设备进行控制。供水泵站电气控制系统设置中央控制室，由可编程控制器、现场控制站对泵站的各个流程施行分散控制；再由监控计算机和通讯系统构成控制室，对泵站施行集中管理。分控站与中心控制室之间通过网络连接进行交流。监控层配备电脑作为员工操作站点，并由在线式不间断电源来保证系统处于时刻运行状态，此外还可以配备激光打印机，以满足更好的工作需要。
        二、自动化控制系统的设计理念
        自动化技术始终都是为了提供更为先进的生产力。在电气制造的发展当中加入智能化是一个行业发展的趋势所在，但是具体应该注意哪些事项，避开哪些误区，以什么样的行为规范进行科学合理的搭配，使得两者的结合产生更有价值的化学效应进行分析，这也就要求设计者，不能只为审美上吸引别人而不切实际地设计出违背自然规律科学准则的产品，同时也不能只研究产品内部设计出没有营销优势的产品。在这个相互结合的过程中，一定要严谨规范，不要一味地追求产品效果早日呈现，一定要更多地注重结合的过程，
        三、供水泵站电气控制系统设计方案
        （一）电源确定
        1.电源数量确定
        在设计电气系统的电源数量时，应该严格参照负荷等级分类表，并合理参考相关电力设计要求进行合理设计，将负荷进行三级分类。例如：在北方干旱区域，供水泵站的重要性愈显突出，对于中小型供水泵站可以采用二级负荷考虑，使用双电源进行供电，并使每一回路都可以承担整个线路的电量供应。对于偏僻地区的电源设置，可以采用柴油发电机作为备用电源，以保证设备正常运行。
        2.确定电压等级
        电线路中的电压等级受所选用设备的影响，并对整个系统的节能运行水准直接产生影响。在确定电压等级时，应该考量周围的电源电压等级，并结合站内系统所需，确定合适的匹配电压。例如：水泵功率较大时，可以采用6kV或10kV电源，而在电源容量较大时，可以选用最佳的10kV直供电源。

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        （二）电气接线设计
        随着技术的不断发展，电路设备的可靠性逐步提升，相应的电气接线系统也发生了改变，可以适当参考供水泵站的电气主接线进行更加合理化的设计。
        在中小型供水泵站电气接线时，因其处于电网末端，综合考虑技术经济，对于负荷容量小的泵站可以选用线路-变压器接线法，在负荷较大泵站，选用单母线接线或单母线分段接线的方法可能会取得更佳的效果。
        （三）电气设备选择
        1.变压器选择
        在变压器的选择工作中，应该依据实际情况合理考量变压器型式和容量。目前的变压器型式主要有低损耗油浸式和干式配电变压器。变压器类型的选择直接关乎配电方式和总工程造价，在选择确立时，应该从安全运行、环境影响、维护成本等多方面进行考虑。前者一般置于户外，离低压进线柜较远，由低压电线或铜母线实现连接，后期维护工作较为繁重；后者多置于配电室内，距低压进线柜较近，可直接由母线连接。对变压器的容量进行选择时，为使选择合理、成本最低，应该经由公式进行科学的计算，本文受篇幅所限，在此不做赘述。
        2.电机选择
        在电机选择时，应该全面参考电机类型、容量、电压及启动方式。例如：鼠笼式电机和绕线式电机相比，其具有结构简单、价格低、易维护、坚固、耐用等特点，然而，绕线式电机可以连接频敏变阻器使启动更为平稳、提高启动力矩。所以，在中小型水泵站多采用绕线式电机以提高启动性能。随着启动、变频技术的不断应用，将鼠笼式电机与软启动或变频技术相结合，可以有效改善电机的启动性能，并节约能耗。
        电机的启动方式分为直接启动、软启动、变频启动三种，变频启动较软启动来讲成本较高。直接启动速度快、设备简单，但对电网冲击较大，易使电路电流增大，造成电机发热、能耗增加，尤其是在频繁的启动时。软启动可以进行一定程度的调节，使启动较为平稳，无明显冲击电流，并可自由地调整启动电流消除启动时的水锤效应，适合负载电机的启动。变频启动可以实现降压启动，在软启动的基础上，还可以对电机实现调速运行。
        3.配电装置类型选择
        供水泵站的高压配电装置主要分为户内、户外两种类型。对于配电装置规模较小的一般泵站应优先考虑户外配电装置，以最大程度地减少成本投入。户内的配电装置一般选用成套的开关柜，此外对于工程投资较少的还可以选用低压成套配电柜，其具有操作方便、占地面积小、稳定性高、出线回路多、互换性强等特点，可以有效满足电路配电工作。
        结语
        在供水泵站的电气系统控制设计时，从节省投资、节约能源的角度，对电路系统进行不间断的优化是一项持续性的工作。这需要设计人员积极开展对于电气控制的研究，并结合当今先进的电气控制技术，对旧有的电气系统设计理念不断改进，以达到降低能耗、减少成本的最终目的，便于供水泵站的长久发展。
        参考文献：
        [1]谷明.城市雨水泵电气自动化系统设计研究[J].科技经济导刊，2018，26（16）：82.
        [2]赵金盈.关于城市排水泵站中应用电气自动化控制简述[J].城市建设理论研究（电子版），2017（04）：280-281.