排水泵站电控系统分析研究

摘要：泵站作为市政建设和管理工程的主要设施，担负着城市排水防涝的重要任务。随着国家对节能减排的要求，排水泵站电控系统的应用是尤为重要的。本文就排水泵站的相关问题进行探讨，同时也分析了排水泵站电控系统的组成及电控系统的日常维护。

关键词：排水泵站；电控系统；日常维护

中图分类号： TV675 文献标识码： A

排水泵站的概述

所谓的排水泵站就是在排水管道的中途和终点需要提升废水时设置泵站，称为中途泵站和终点泵站。当周围环境有特殊要求时，中途泵站有时全部隐建在地下。它是由泵房和集水池组成的，泵房中设置由水泵和动力设备组成的机组。动力设备通常是电动机（见图1），设有配电盘。

泵房顶部设起重设备，供安装和检修时起吊机组之用。集水池中设置机械或人工清除垃圾的格栅，拦挡粗大的和容易截住的悬浮物，以防水泵阻塞。集水池有一定的储水容积以利水泵的启动。

一般情况下，按照废水的性质将排水泵站分为：污水泵站、雨水泵站和合流泵站。污水泵站常采用离心式污水泵。雨水泵站常采用轴流泵。合流泵站配泵时要顾及雨天流量和晴天流量的巨大变化，可采用不同类型及不同流量的泵组组合以利运转，但泵组的品种宜少些。当地面较宽畅时，也可采用螺旋泵。螺旋泵效率较高、能耗较少、不易阻塞、易于维修，最宜用于扬水量较大、扬程较小的场合。小流量的泵房一般采用自动操作，大流量泵房则采用自动或兼用人工操作。排水泵站必须及时把水送走。应有备用电源和备用机组。雨水泵站不经常启用，一般可以不设备用泵。但平坦而易积水地区的雨水泵房中的水泵配置，其总容量可较设计频率流量大20～30%，以利地区积水时，加快积水的排出。污水泵站需设事故排出口时，应取得当地卫生主管部门的同意。而电控系统的成功应用，从而实现了泵站自动化监控系统对雨水泵房和污水泵房的自动化监测和控制。

泵站电控系统的分类和设计原则

2.1、泵站电控系统的分类

泵站电控系统分为3类：一般电控系统、半自动电控系统和全自动电控系统。一般电控系统它是由水泵、电控柜和传感器组成；半自动电控系统是由水泵、电控柜、PCC柜和传感器组成；全自动电控系统（见图2）是由水泵、电控柜、PCC柜、传感器、工业计算机和通讯设备组成。

2.2、泵站电控系统的设计原则2.2.1、测点分布的合理性原则提升或加以泵站的原则是根据进水流量特性选择合适的提升方式，在保证出水水压和扬程的前提下，减少能耗，提高效率。自动电控系统能实现“自动控制”的前提是工艺参数布点检测合理，能全面监测设备运行状态。因此系统设计原则之一就是根据电控系统自身的规律，结合工艺要求，选择工艺参数的测点位置与数量，同时指导电气完成设备运行状态触点的预留工作。2.2.2、控制的实效性原则对于一个通用型的提升加压泵站而言，电控系统通常还有子系统。而每一个子系统可能自成独立的系统或主要工艺设备自带小闭环系统。这种现状给整个电控系统的实现造成了困难，更无法实现整体的协调控制，因此产生了控制系统的实效性原则。所有信号的提取不是采用通讯电缆的方式，而是直接利用接口通讯的方式进行。在此基础上，开放所有的控制流程，实现工艺生产过程的顺序控制、逻辑控制和批处理控制。2.2.3、管理的规范性原则生产过程控制系统与管理系统式一个对立统一的整体。管理指导控制，控制为管理服务。管理的规范性原则就是要求管理系统与生产过程控制系统建立在同一网络平台上，实现数据的透明交换与共享。同时以控制效果为基础建立管理机制，以管理的能动性优化工艺生产过程控制算法，提高生产效率。

电控系统的优势 3.1、节能降耗在电控系统中，由于每个泵站的水泵在智能控制器和变频器的控制下可以实现恒液位运行，根据水位的上涨的快慢自动调节水泵的运转速度和运行台数，当变频泵达到50Hz时，自动启动第二台水泵，此时变频泵转入变频运行，可以实现20%的节能效果。 3.2、自动化程序高，管理方便 由于把水泵、格栅机、电动阀门、液位、压力纳入自动控制系统，根据预先设计好的程序自动运行，所有的设备的运行参数、启停状态通过虚拟网络传输到控制中心，控制中心可以远程控制设备的运行，从而使调度更加方便。各个泵站的操作控制权全部上移至控制中心，由控制中心统一调度，统一进行业务流程管理，能够实现各泵站的无人值守。 3.3、节省管理费用 电控系统由于实现了远程控制和集中管理，可以大大减少人工使用费用，降低管理人员的劳动强度。一般来讲，传统管理模式由于每个泵站都需要有专人24小时监管，每个泵站需2-6人，而实现电控系统以后，大大降低了运营成本，而且使运行的安全性、可靠度进一步加强。另外，电控系统由于采用变频控制，水泵的停止为软停车，管路不会形水锤，保护设备和管路不受水锤冲击破坏，大大延长了设备的使用寿命。

泵站电控系统的日常维护

4.1、电控系统的注意事项

首先电控柜必须接地。在接地时，有水位控制或其它自动控制元件时，根据该电控柜的原理图，将相应的控制元件的引接线，接到电控柜内相应的接线排（接线柱）上，并且所有接线必须连接接触良好，紧固件拧紧无松动现象。当电泵第一次通电运行2小时后，需切断电源，将主回路与控制回路上的螺母等紧固件再次紧固，以消除由于热、胀而造成的松动。还要保证所控制的电泵与其匹配；其次是不允许在有易燃、易爆物的环境中使用，同时不能在高湿度及有腐蚀性气体的环境中使用；第三是严禁在没有切断电源的情况下，对电控柜、电缆线、电气元器件等进行维护、保养及维修操作。另外，电控柜一旦发生故障，必须迅速切断电源，由专业人员进行维护，维修，非专业人员不能操作电控柜。

4.2、电控系统的日常保养

首先在系统安装时，应仔细校核铭牌所列各项数据是否合要求，按照随机文件中的电气原理图正确地将水泵的动力电缆线，保护控制信号线、电源线与电控柜连接（在切断电源的情况下进行）；其次是要注意自耦降压起动方式不能频繁启起动，连续与频繁启停产生的冲击电流会影响电泵与电控柜的使用寿命；第三是投入运行前要测试电网电压与功率因数是否符合要求，检查使用环境是否符合要求。在电控柜外壳应安全可靠接地，并且需经常维护保养，以防螺丝松动或灰尘污染，影响使用和安全；第四是电泵在较长的时间的停止使用后再次运行前须检查电泵冷态绝缘电阻，杜绝控制柜的器件损坏情况发生；第五电泵控制柜如电流异常、噪音异常或振动异常应迅速切断电源，前提是必须先切断电源，再分析与排除故障后，在重新启动；第六 新安装柜或经维修后的电控柜首次使用前以及每次保养均必须检查各处的紧固螺栓、螺钉是否拧紧，各导线的接头处是否又松动现象，固件、导线是否有脱落、松动现象。因故掉电后，必须切断控制柜电源；第七电控柜必须每半年检查、保养一次，在使用频繁、环境恶劣及重要的工作适用场所必须适当增加检查频次，用户应自行编制本产品的相关维护保养制度。第八在设备运输是运输时应摆放平稳并固定，不可堆放、不得倒置，不要倾翻及三级以上震动、颠簸，不得随意拆卸电控柜和不得淋雨与露天存放等。

结语

泵站电控系统的应用完善了泵站监测和控制功能，满足安全监视、控制调节及生产管理等多方面的要求，现场运行稳定可靠、经济节能，大大减轻了泵站运行人员的劳动强度。而泵站设备管理是城市排水泵站运行非常重要的组成部分，是保障泵站正常运行的关键所在。因此，要不断完善泵站电控系统，真正的实现泵站的现代化建设和管理，从而使日常排水调度管理工作能及时、准确、可靠地掌握水情信息，并且能科学、及时、准确地调度泵站设施，使之协调、正常的工作。这样就能确保城市排水系统高效正常运行和保障人们生产生活的正常秩序。

参考文献：

[1]张鑫.排水泵站电控系统分析研究[J].科技创新与应用,2012,21:130.

[2]黎明.城市供水泵站电控系统的典型范例研究[J].电气传动自动化,2004,02:29-32.