運用工業水流量（liàng）計測量水流變化判斷水泵是否（fǒu）正常工作
點擊次數：1872 發布時間：2021-01-16 12:33:36
摘要: 針對泵站更新改造後的配置新型較為先進的自動化機電設備，而又缺乏相（xiàng）應操作運行技術水平的管理人員情況，闡述泵站 更（gèng）新改造建成後電氣設備的運行應用不（bú）夠適用。提出必（bì）須（xū）加速提升灌區管理水平、從而（ér）保障灌區安全運行等方麵發揮重 要作用，有利於泵站科學運行管理，提高整體效益。
1 工程概況
肇源縣中心泵（bèng）站更新改造工程包括 13 座（zuò）中型泵站分別（bié） 是杏樹園子強排分站、聚寶山（shān）強排分站、旭日強排分站、肇源（yuán）農場排水（shuǐ）分站和肇源農場二級排水分站、立陡山（shān）、燎原、民 意、中心、蓮花泡和三站排灌分站、八家河灌溉分站和肇源農 場灌溉分站。總裝機台數 61 台，總裝機容量10 022 kW，總設計流量92. 87 m3 /s。
一期（qī）實施更新改造 6 座泵站，重點進行了泵站機電設備技術更新改造，本次更新改造有 5 座分站分別增（zēng）設了微機自 動（dòng）化監控屏。電氣設備更新改造使用 GGD 係列開關櫃替換（huàn）淘汰的（de） PGL 等設備，電氣均采用國內較（jiào）為先（xiān）進的元件相配 套; 其中（zhōng）觀測儀表采用了（le） ACR220E 多功能智能網（wǎng）絡儀（yí）表，以 便於通過儀表（biǎo） RS485 接口進行微機監控（kòng），對設備運行的三相 電壓、三相電流、功率因數、有功功率（lǜ）、無功功率、有功電度、無功電度進行實時監控; 總（zǒng）進線櫃斷路（lù）器選用 CDM 型核心 部件采用智能（néng）控製; 各饋電斷路器用電動分、合閘替換手（shǒu）動 操作。用軟啟動器（qì）替換（huàn）老式自耦減壓啟（qǐ）動器，啟（qǐ）動實現“手 動/自動( 鍵盤操作) ”操作，各分泵站新增無功自動（dòng）補償設施。增（zēng）設超聲波水位計對抽水站前池水位、出水池水位進行 實時水情（qíng）監測; 增設分體（tǐ）式電磁( 超聲波) 流量計對水泵進行流量及 運行工況的實時（shí）監測。
2 更新後的電氣設備運行應用
肇源縣中心泵站分泵站管理人員（yuán）對泵站（zhàn）常規設備的運行雖已具有一定的技術水平（píng）和運行管理的經驗。如水（shuǐ）泵的 運行管理、電動機（jī）的運行管理（lǐ）、變壓（yā）器的運行（háng）管理、10 KV線 路及其附屬設備的運（yùn）行管理、開關櫃（guì）的運行管理等。但對於 新產品的運用和管理還缺乏經驗和技術水平。為此，特（tè）別針（zhēn）對本次（cì）改造（zào）所使用的軟啟動設備、微機監控設備、信息采集 實時監測設備進行運行應用論述。目的是使泵站在安（ān）全情況下運行，同時發揮其應有的作用。
1) 軟啟動器的運行應用。是在熟悉（xī）其工（gōng）作原理及其技 術（shù）特性的條件（jiàn）下進行的。軟起動器（qì）是采用智能化數字式控 製，以單片機為智能中（zhōng）心，可控矽模塊為執行（háng）元件對電動機進行全自動控（kòng）製（zhì），特別適用於泵站的鼠（shǔ）籠型異步電動機控（kòng）製。軟啟動使電（diàn）動機在任何工況下均能平滑起動、保護拖動係統，減少起動電流對電（diàn）網的（de）衝擊，保證電動機（jī）可（kě）靠的（de）起動。 平滑減速停（tíng）車，消除拖動係統的反慣性衝擊。完整的係（xì）統保（bǎo）護功（gōng）能，延長係統的使用壽命，降（jiàng）低係統造價，提高（gāo）係統的可靠性。兼容了所有起動設備（bèi）的各種功能，是傳統起動星三角起動、自耦減壓起動等*理想（xiǎng）的更（gèng）新換代產品。同時軟起動器是一種集軟停車、輕載節能（néng）和多種保護功能於一體的新穎電機控製裝置。運用串接於電（diàn）源與被控電機之（zhī）間的軟起動器，控製其內（nèi）部晶閘管的導通角，使電機輸入電（diàn）壓從零以（yǐ）預設函數關係逐漸上升，直至起動結束（shù），賦予電機全電壓。在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加，無衝擊電流。具有軟停車功能，電機停機時，傳統的控（kòng）製方式都是通過瞬間停電完成的。對於泵站來說如果瞬間停機，會產生巨大的“水錘”效應，使管道，甚至水泵遭到損壞。在泵站中，應用軟停車技術可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費用和維修工作量（liàng）。軟起動器中的軟停車（chē）功能（néng）是晶閘管在得（dé）到停（tíng）機指令後，從全導通逐漸地（dì）減小導通角，經過一定時間過渡到全關閉的過程。泵（bèng）站電機停車的（de）時間根據（jù）實際（jì）出水管（guǎn）道長度及實際情況需要可在（zài）20 S左右調整。軟啟動在泵站運行中還可以實現輕載節能目的，籠型（xíng）異步電機是感性負載，在運行中，定子線圈繞組中的電流滯（zhì）後於電壓。在電機工作電壓（yā）不變，高水位時水泵（bèng）處於輕載狀態（tài），功率（lǜ）因數低（dī），低（dī）水位時水泵處於重載狀態，功率因數高。軟起動器能實現在輕載時，通過降低電機端電壓，提高功（gōng）率因數，減（jiǎn）少電機的銅 耗、鐵（tiě）耗，達到輕載節能（néng）的（de）目的; 負載（zǎi）重時，則提高電機端電壓，確保電機正常運（yùn）行。軟啟動器的保護功能（néng）齊全，具有過載（zǎi）保護功能、缺相保護功能、過熱保護功能。熟悉（xī）基本功能及原理（lǐ）以後，懂得設備調整程序，並能熟（shú）練掌握代碼設置功（gōng）能的設置，按操作說明進（jìn）行操作既可以運行應用。
2) 微機監控屏的運（yùn）行應用。肇源縣中心泵站各分站管理水平總體程度上還處於初（chū）級管理模（mó）式水平，灌（guàn）區管理人員水利現代化（huà）意識和技術水平還需亟待提高，就目前（qián）看，一期改造的 6 座泵站中有 5 處灌排站安裝了微（wēi）機自動化監控屏（píng）， 但由於泵站管理人員技術水平有限，使得（dé）建成的自動化係統使用（yòng）困難，更談不上向高（gāo）層次開發利用了，管理維護（hù）也將出現難（nán）題，無法充分發揮已建成的自（zì）動化結合信息化的開發利用（yòng）作用。高新技術產品目前不僅沒有減輕反而（ér）加重了泵站工作人員的（de）負擔，這種（zhǒng）狀況如（rú）果不能得到及時改善，將會（huì）造成泵站趨（qū）於逐步老化（huà）、落（luò）後等問題，人們就會對自動化微機監控設施（shī）效益產生懷疑（yí），結果（guǒ）隻能是逐漸淘汰，於是泵站管理又恢複到（dào）原來的狀（zhuàng）態。所以利用好微機監控屏是十分必要的。泵站技（jì）術改造（zào）新係統采用微機監控屏監控，加強了係統的控製、監視和保護（hù）功能，增強了係統（tǒng）對故障的判斷能力， 提高了泵站樞（shū）紐現代化管理（lǐ）水平（píng），為實現無人值守創造了條件。泵站改造雖然不能達到全方位的泵站管（guǎn）理信（xìn）息化管理水平，但確實提高了泵站自動化程度。肇源縣（xiàn）一期泵站的微機監控屏具有（yǒu）數據采集與處理功能（néng），有電氣模擬量輸入( 電（diàn）壓，電（diàn）流（liú），功（gōng）率) 非電氣模擬量( 水位，流量、溫度等) 輸入（rù）; 有斷路器、隔離開（kāi）關的位置信號開關量輸入; 有有（yǒu）功與無功的電能量的脈衝量; 有（yǒu）電壓（yā）、電流（liú）、有功功率、無（wú）功（gōng）功率、功率因數、頻（pín）率及電能電量脈（mò）衝（chōng）量; 有泵站的總有功與（yǔ）總無（wú）功量的（de）計算量; 有設備操作監視的（de）開、停機操作流程圖，實現人機對話（huà）; 微機監控屏具備負荷統計、模（mó）擬量統計、開關量動作記錄、報（bào）警記錄、電量越限記錄、模擬量越限記錄、事（shì）故追憶、事件順序記錄、控製操作記錄、用戶登錄記錄、設備運行統計等自動記錄功能，微機監控屏的運用減輕以往（wǎng）的人工記錄操作，減輕人員工作量。掌握微機監控屏運行操作上位機的開機流程，即（jí）投監控屏櫃後麵的空氣開關 QF1; 然後投（tóu） UPS 電 源箱空氣開關，再按 UPS 開機鍵開機; 依次投 2 － 5QF 空氣開關。打開上位（wèi）機( 即計算機) 後點擊打開“實時數據（jù）庫”，再打開“組態運行”然後打開“組態運行”裏麵的“用戶”，選擇“登（dēng）錄”，這樣就完成（chéng）泵站管理微機監控的準備（bèi）工作，此時就可以使用微機監控屏（píng）進行開、停機及數（shù）據實時監控（kòng），達到運行應用之目的。
3) 信息采集實時監測設備的運行應用，泵站安裝實時監（jiān）控水情的 CSS － 200K 分體式超（chāo）聲波液位計，進行泵站前池水位、出水池水位檢測，通過微機（jī）監控屏的計算機（jī）數據存儲有利於科學分析和調度水泵運行，特（tè）別是江水位低枯情況下進行機組運行的（de）科學調度更顯得十分必要（yào）; 該設（shè）備具有數據 RS232C 串行接口，可選配 RS485 或 CAN 總線; 4 － 20mA 模擬量輸出均可與微機屏配套使用實現實時監控（kòng）。泵站安裝實時監控（kòng）流量的 LD 型工業水流量計進行（háng）實時監測水泵運行（háng）流量，該設備具有數據 RS232C 串行接口，可選配 RS485 或 CAN 總線; 4 － 20mA 模擬量輸出均可與（yǔ）微機屏配套使用實現實時監控（kòng）。通過（guò）微機監控（kòng）計算機數據存儲進行分析可作出科學判斷水泵運行（háng）工況，對機組運行特別是（shì）水泵故障及早作出判斷，是科學診斷水（shuǐ）泵維（wéi）修及運行的保障，有效降低維修頻率，控製維修次數可以減少灌區盲目維護而增加費用，減輕職工勞動（dòng）強度。
4) 無功自動補償設（shè）備的運行應用。各泵（bèng）站全部建（jiàn）設在沿江地帶（dài）均處於10 KV供電末端，輸電線路長（zhǎng）達十幾公裏，供電線路（lù）電（diàn）壓降大，影響泵站運行，為緩解和提高泵站的用電質量增設無功補償設（shè）備，有效地提（tí）高（gāo）泵站運行電壓，同時降低泵站（zhàn）的無功消耗，起到節（jiē）能增（zēng）效穩定運行目（mù）的（de）。無功補償設備的控製係（xì）統采（cǎi）用（yòng）智能控製實現自動切、投，依據泵站運行的功率因數數據實行（háng）自行調投入係統的（de）無功補償電容量，以確保泵站運行功率因數（shù）達到 0. 92 以上。
3 結論
通過泵站（zhàn）更（gèng）新改（gǎi）造後的機電設備（bèi）實際情況，闡（chǎn）述泵站更新改（gǎi）造建成後電氣設備的使（shǐ）用說明及其運行應用。在提升泵站管理水平、保障（zhàng）泵（bèng）站安全運（yùn）行等方麵發揮重要作用，有利於泵站安全運行（háng）管理的需要。
1 工程概況
肇源縣中心泵（bèng）站更新改造工程包括 13 座（zuò）中型泵站分別（bié） 是杏樹園子強排分站、聚寶山（shān）強排分站、旭日強排分站、肇源（yuán）農場排水（shuǐ）分站和肇源農場二級排水分站、立陡山（shān）、燎原、民 意、中心、蓮花泡和三站排灌分站、八家河灌溉分站和肇源農 場灌溉分站。總裝機台數 61 台，總裝機容量10 022 kW，總設計流量92. 87 m3 /s。
一期（qī）實施更新改造 6 座泵站，重點進行了泵站機電設備技術更新改造，本次更新改造有 5 座分站分別增（zēng）設了微機自 動（dòng）化監控屏。電氣設備更新改造使用 GGD 係列開關櫃替換（huàn）淘汰的（de） PGL 等設備，電氣均采用國內較（jiào）為先（xiān）進的元件相配 套; 其中（zhōng）觀測儀表采用了（le） ACR220E 多功能智能網（wǎng）絡儀（yí）表，以 便於通過儀表（biǎo） RS485 接口進行微機監控（kòng），對設備運行的三相 電壓、三相電流、功率因數、有功功率（lǜ）、無功功率、有功電度、無功電度進行實時監控; 總（zǒng）進線櫃斷路（lù）器選用 CDM 型核心 部件采用智能（néng）控製; 各饋電斷路器用電動分、合閘替換手（shǒu）動 操作。用軟啟動器（qì）替換（huàn）老式自耦減壓啟（qǐ）動器，啟（qǐ）動實現“手 動/自動( 鍵盤操作) ”操作，各分泵站新增無功自動（dòng）補償設施。增（zēng）設超聲波水位計對抽水站前池水位、出水池水位進行 實時水情（qíng）監測; 增設分體（tǐ）式電磁( 超聲波) 流量計對水泵進行流量及 運行工況的實時（shí）監測。
2 更新後的電氣設備運行應用
肇源縣中心泵站分泵站管理人員（yuán）對泵站（zhàn）常規設備的運行雖已具有一定的技術水平（píng）和運行管理的經驗。如水（shuǐ）泵的 運行管理、電動機（jī）的運行管理（lǐ）、變壓（yā）器的運行（háng）管理、10 KV線 路及其附屬設備的運（yùn）行管理、開關櫃（guì）的運行管理等。但對於 新產品的運用和管理還缺乏經驗和技術水平。為此，特（tè）別針（zhēn）對本次（cì）改造（zào）所使用的軟啟動設備、微機監控設備、信息采集 實時監測設備進行運行應用論述。目的是使泵站在安（ān）全情況下運行，同時發揮其應有的作用。
1) 軟啟動器的運行應用。是在熟悉（xī）其工（gōng）作原理及其技 術（shù）特性的條件（jiàn）下進行的。軟起動器（qì）是采用智能化數字式控 製，以單片機為智能中（zhōng）心，可控矽模塊為執行（háng）元件對電動機進行全自動控（kòng）製（zhì），特別適用於泵站的鼠（shǔ）籠型異步電動機控（kòng）製。軟啟動使電（diàn）動機在任何工況下均能平滑起動、保護拖動係統，減少起動電流對電（diàn）網的（de）衝擊，保證電動機（jī）可（kě）靠的（de）起動。 平滑減速停（tíng）車，消除拖動係統的反慣性衝擊。完整的係（xì）統保（bǎo）護功（gōng）能，延長係統的使用壽命，降（jiàng）低係統造價，提高（gāo）係統的可靠性。兼容了所有起動設備（bèi）的各種功能，是傳統起動星三角起動、自耦減壓起動等*理想（xiǎng）的更（gèng）新換代產品。同時軟起動器是一種集軟停車、輕載節能（néng）和多種保護功能於一體的新穎電機控製裝置。運用串接於電（diàn）源與被控電機之（zhī）間的軟起動器，控製其內（nèi）部晶閘管的導通角，使電機輸入電（diàn）壓從零以（yǐ）預設函數關係逐漸上升，直至起動結束（shù），賦予電機全電壓。在軟起動過程中，電機起動轉矩逐漸增加，轉速也逐漸增加，無衝擊電流。具有軟停車功能，電機停機時，傳統的控（kòng）製方式都是通過瞬間停電完成的。對於泵站來說如果瞬間停機，會產生巨大的“水錘”效應，使管道，甚至水泵遭到損壞。在泵站中，應用軟停車技術可避免泵站的“拍門”損壞，減少維修費用和維修工作量（liàng）。軟起動器中的軟停車（chē）功能（néng）是晶閘管在得（dé）到停（tíng）機指令後，從全導通逐漸地（dì）減小導通角，經過一定時間過渡到全關閉的過程。泵（bèng）站電機停車的（de）時間根據（jù）實際（jì）出水管（guǎn）道長度及實際情況需要可在（zài）20 S左右調整。軟啟動在泵站運行中還可以實現輕載節能目的，籠型（xíng）異步電機是感性負載，在運行中，定子線圈繞組中的電流滯（zhì）後於電壓。在電機工作電壓（yā）不變，高水位時水泵（bèng）處於輕載狀態（tài），功率（lǜ）因數低（dī），低（dī）水位時水泵處於重載狀態，功率因數高。軟起動器能實現在輕載時，通過降低電機端電壓，提高功（gōng）率因數，減（jiǎn）少電機的銅 耗、鐵（tiě）耗，達到輕載節能（néng）的（de）目的; 負載（zǎi）重時，則提高電機端電壓，確保電機正常運（yùn）行。軟啟動器的保護功能（néng）齊全，具有過載（zǎi）保護功能、缺相保護功能、過熱保護功能。熟悉（xī）基本功能及原理（lǐ）以後，懂得設備調整程序，並能熟（shú）練掌握代碼設置功（gōng）能的設置，按操作說明進（jìn）行操作既可以運行應用。
2) 微機監控屏的運（yùn）行應用。肇源縣中心泵站各分站管理水平總體程度上還處於初（chū）級管理模（mó）式水平，灌（guàn）區管理人員水利現代化（huà）意識和技術水平還需亟待提高，就目前（qián）看，一期改造的 6 座泵站中有 5 處灌排站安裝了微（wēi）機自動化監控屏（píng）， 但由於泵站管理人員技術水平有限，使得（dé）建成的自動化係統使用（yòng）困難，更談不上向高（gāo）層次開發利用了，管理維護（hù）也將出現難（nán）題，無法充分發揮已建成的自（zì）動化結合信息化的開發利用（yòng）作用。高新技術產品目前不僅沒有減輕反而（ér）加重了泵站工作人員的（de）負擔，這種（zhǒng）狀況如（rú）果不能得到及時改善，將會（huì）造成泵站趨（qū）於逐步老化（huà）、落（luò）後等問題，人們就會對自動化微機監控設施（shī）效益產生懷疑（yí），結果（guǒ）隻能是逐漸淘汰，於是泵站管理又恢複到（dào）原來的狀（zhuàng）態。所以利用好微機監控屏是十分必要的。泵站技（jì）術改造（zào）新係統采用微機監控屏監控，加強了係統的控製、監視和保護（hù）功能，增強了係統（tǒng）對故障的判斷能力， 提高了泵站樞（shū）紐現代化管理（lǐ）水平（píng），為實現無人值守創造了條件。泵站改造雖然不能達到全方位的泵站管（guǎn）理信（xìn）息化管理水平，但確實提高了泵站自動化程度。肇源縣（xiàn）一期泵站的微機監控屏具有（yǒu）數據采集與處理功能（néng），有電氣模擬量輸入( 電（diàn）壓，電（diàn）流（liú），功（gōng）率) 非電氣模擬量( 水位，流量、溫度等) 輸入（rù）; 有斷路器、隔離開（kāi）關的位置信號開關量輸入; 有有（yǒu）功與無功的電能量的脈衝量; 有（yǒu）電壓（yā）、電流（liú）、有功功率、無（wú）功（gōng）功率、功率因數、頻（pín）率及電能電量脈（mò）衝（chōng）量; 有泵站的總有功與（yǔ）總無（wú）功量的（de）計算量; 有設備操作監視的（de）開、停機操作流程圖，實現人機對話（huà）; 微機監控屏具備負荷統計、模（mó）擬量統計、開關量動作記錄、報（bào）警記錄、電量越限記錄、模擬量越限記錄、事（shì）故追憶、事件順序記錄、控製操作記錄、用戶登錄記錄、設備運行統計等自動記錄功能，微機監控屏的運用減輕以往（wǎng）的人工記錄操作，減輕人員工作量。掌握微機監控屏運行操作上位機的開機流程，即（jí）投監控屏櫃後麵的空氣開關 QF1; 然後投（tóu） UPS 電 源箱空氣開關，再按 UPS 開機鍵開機; 依次投 2 － 5QF 空氣開關。打開上位（wèi）機( 即計算機) 後點擊打開“實時數據（jù）庫”，再打開“組態運行”然後打開“組態運行”裏麵的“用戶”，選擇“登（dēng）錄”，這樣就完成（chéng）泵站管理微機監控的準備（bèi）工作，此時就可以使用微機監控屏（píng）進行開、停機及數（shù）據實時監控（kòng），達到運行應用之目的。
3) 信息采集實時監測設備的運行應用，泵站安裝實時監（jiān）控水情的 CSS － 200K 分體式超（chāo）聲波液位計，進行泵站前池水位、出水池水位檢測，通過微機（jī）監控屏的計算機（jī）數據存儲有利於科學分析和調度水泵運行，特（tè）別是江水位低枯情況下進行機組運行的（de）科學調度更顯得十分必要（yào）; 該設（shè）備具有數據 RS232C 串行接口，可選配 RS485 或 CAN 總線; 4 － 20mA 模擬量輸出均可與微機屏配套使用實現實時監控（kòng）。泵站安裝實時監控（kòng）流量的 LD 型工業水流量計進行（háng）實時監測水泵運行（háng）流量，該設備具有數據 RS232C 串行接口，可選配 RS485 或 CAN 總線; 4 － 20mA 模擬量輸出均可與（yǔ）微機屏配套使用實現實時監控（kòng）。通過（guò）微機監控（kòng）計算機數據存儲進行分析可作出科學判斷水泵運行（háng）工況，對機組運行特別是（shì）水泵故障及早作出判斷，是科學診斷水（shuǐ）泵維（wéi）修及運行的保障，有效降低維修頻率，控製維修次數可以減少灌區盲目維護而增加費用，減輕職工勞動（dòng）強度。
4) 無功自動補償設（shè）備的運行應用。各泵（bèng）站全部建（jiàn）設在沿江地帶（dài）均處於10 KV供電末端，輸電線路長（zhǎng）達十幾公裏，供電線路（lù）電（diàn）壓降大，影響泵站運行，為緩解和提高泵站的用電質量增設無功補償設（shè）備，有效地提（tí）高（gāo）泵站運行電壓，同時降低泵站（zhàn）的無功消耗，起到節（jiē）能增（zēng）效穩定運行目（mù）的（de）。無功補償設備的控製係（xì）統采（cǎi）用（yòng）智能控製實現自動切、投，依據泵站運行的功率因數數據實行（háng）自行調投入係統的（de）無功補償電容量，以確保泵站運行功率因數（shù）達到 0. 92 以上。
3 結論
通過泵站（zhàn）更（gèng）新改（gǎi）造後的機電設備（bèi）實際情況，闡（chǎn）述泵站更新改（gǎi）造建成後電氣設備的使（shǐ）用說明及其運行應用。在提升泵站管理水平、保障（zhàng）泵（bèng）站安全運（yùn）行等方麵發揮重要作用，有利於泵站安全運行（háng）管理的需要。