泵站监控管理及汛期调度的探讨

摘要：近年来，随着泵站规模的不断扩大，其复杂程度越来越高，这对泵站的运行调度管理工作提出了更高的要求。为此，应当采取相应的技术手段，加强对泵站的监控管理。本文就泵站监控管理及汛期调度展开探讨。

关键词：水利泵站；监控管理系统；汛期调度

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一、水利泵站监控管理系统的设计实现

在整个水利系统当中，水利泵站起着防洪和保护自然生态环境的重要作用，为了进一步减少洪涝灾害造成的损失，并有效提高调度管理的总体水平，有必要建立泵站监控管理自动化系统，下面本文就系统设计与实现展开研究。

（一）系统设计原则

在对泵站监控管理自动化系统进行设计时，应当遵循以下几点原则：其一，测点分布合理性原则。应当依据系统本身的规律再结合相应的工艺要求，选择最为合理的测点位置和数量，并指导电气设备完成运行状态触点的预留工作；其二，控制时效性。所有信号的的输出与输入应当直接利用接口通讯的方式来完成，并在此基础上开放全部控制流程，进而实现整个工艺生产过程的顺序控制和逻辑控制；其三，管理规范性。应当以控制效果为前提建立与之相适应的管理机制，并以管理的能动性对生产过程的控制算法进行优化，以此来达到提高生产效率的目的。

（二）系统的框架结构

水利泵站监控管理自动化系统主要由以下几个部分组成：计算机监控系统、微机保护系统、图像监控系统等等。其中计算机监控系统采用的是目前最为流行的分层分布式结构设计，计算机监控系统共分为两层，一层为集中监控层，另一层为现场监控层。

1.集中监控层。该层由以下几个部分组成：①操作员工作站。这部分是集中监控层的计算机主机共有两台，它们既是终端服务器也是操作员工作站，其工作方式是互为备用。当主用计算机出现故障时，备用计算机会肩负起主用计算机的所有功能，两者的切换过程无扰动。②网络设备。网路交换设备为国外进口的以太网交换机，其优点是速度快，交换速度最高可达100Mbps，有效确保了数据、语言信息和图形图像的高速传输；集中监控层与现场监控层采用的是双绞线连接，能够确保信号的可靠传输。③UPS电源。采用的是集中供电方式，UPS电源设置在中央控制室内，电源采用的是进口电池，其容量按照能够满足30min备用工作时间配置。

2.现场监控层。该层主要由以下部分组成：①机组LCU控制柜。其主要负责对同步电动机、水泵、防洪闸、励磁装置、冷却水系统等进行数据采集和控制。控制柜由PLC数控单元组成，机组的LCU与PLC之间采用的是Mod bus-RTU通讯。②共用LCU控制柜。其主要是由共用PLC数控单元组成，共用温度检测由泵站温度巡检设备负责测量，电量测量由10kV母线和站用变压器微机保护装置的电量测量模块负责测量，其余的均由智能电表负责测量。

（三）系统功能

1.集中控制层的功能。该层的具体功能如下：①运行监视功能。集中控制层会定期从现场LCU中采集全站机组、线路开关、公用设备、闸门等的运行参数和状态，并以此为依据完成数据库的实时更新。同时LED显示屏上能够显示出监视图等画面和趋势曲线以及测点索引，这样操作人员便可以清楚地看到全站的运行状态以及报警信息。②调节与控制功能。操作人员可以在控制台借助显示屏向LCU下发各种调节和控制指令，同时对整个操作过程进行监视，在必要时还能对控制操作进行干预。此外，在操作执行的过程中，显示屏能够显示出操作各个阶段的进程，当某项操作完成后，可以使相应的设备图标改变颜色。③统计报表功能。按照水利泵站提供的基础资料信息以及泵站控制管理的实际需求，系统能够自行生成统计报表，具体内容如下：可生成对机组的考核内容，如排水量、排水成本、排水效率以及安全运行率等等；按照泵站对机组运行的实际管理需要，系统可以设置各个机组的运行记录表，管理人员只需要输入正确的日期便可以查询到具体的机组运行记录。④通讯功能。集中监控层能够与现场监控层的LCU进行通讯，并且还能与上级水利站监控中心进行通讯。⑤人机接口功能。具体包括LED显示屏、鼠标、键盘以及外置打印机，其不仅能够为操作人员提供系统监控的各种手段，而且还具备系统自诊断、投切设备等功能。

2.现场监控层的功能。该层应当具备以下功能：①开关量采集与处理。机组LCU应当按照一定的周期对全部开关量进行扫描检查，并对数据库进行更新，当开关量出现异常时，应当能够产生事件记录，并按照具体的控制流动进行动作处理，所有的事件记录除了应当保存在机组LCU当中以外，还应传输给集中监控层。②模拟量采集与处理。机组设备的电气模拟量采集由相应的微机保护装置来完成，主要采集的参数有电流电压、有功无功、功率因数、频率等等。同时温度量的采用有RTD模块完成，采集对象具体包括电机定子、水泵推力轴承等等。③通信与诊断功能。LCU与集中控制层的通信是由以太网来负责实现的，具体内容包括由LCU采集到的相关信息、执行的控制操作、自诊断结果等等。此外，LCU具有对自身硬件以及各个控制单元进行保护性检验的功能，按照相应的诊断记录，操作人员能够进一步了解LCU的运行状态。

二、水利泵站汛期调度优化管理措施

对水利泵站的汛期调度优化管理可从以下两方面着手：

（一）非汛期调度管理

在非汛期时，应当充分发挥出水利泵站监控管理自动化系统的功能作用，对各个泵站的开停泵水位进行合理调整，借此来减少开泵次数和台数，同时应当在确保不影响区域内各企事业单位正常、安全工作的基础上，尽可能将水泵安排在适当高的水位上运行，这样不仅有利于降低地下水的排放量，而且还能充分利用水泵运行的高效段减少运行电流，有助于节约能源。

（二）汛期调度管理

在汛期到来时，应当听从上级单位的指令，对水泵机组的启停车和加车的工作程序进行合理安排，以此来确保汛期排水及时，保障居民出行安全。每年应当定期对泵站的高低压设备进行清洁，并对水泵机组进行严格检修，在检修过程中应及时更换掉损坏的零部件，同时管理人员应当进一步加强对水泵机组的日常维护工作。此外，汛期时应当充分结合泵站的具体情况，建立完善的信息系统，积极应用计算机监控系统和各种优化技术对泵站中的机电设备进行监测，并做好各类事故的预防措施。借助计算机监控不仅能够确保机组动作及时准确，从而减少运行人员的工作量，而且还能对不符合实际运行要求的机组进行调整和维修，这有助于确保设备始终处于良好的运行状态。总之，应当努力实现水利泵站内部运行管理的自动化无人管理目标，以达到科学化、现代化、规范化的管理要求。

参考文献

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