浅谈瓜步汛泵站自动化系统设计与实现

摘 要：泵站担负着抗御洪水涝、干旱灾害、农田灌溉、改善农业生产条件，实现稳产，跨流域调水等方面的起着重要作用，故实现泵站自动化系统是现代泵站建设的一项重要任务，它可以大大提高泵站的高速化、高效率、实时性、可靠性、灵活性等方面有着明显的优势，能提高泵站运行的经济效益。

关键词：轴流泵 自动化系统 视频图像系统 大屏幕显示系

中图分类号：TY675 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2012)07(a)-0031-02

1 绪论

泵站在抵御洪涝、干旱灾害，改善农业生产条件，实现高产稳产，跨流域调水，乡镇给排水等方面起着极为重要的作用。

1.1 选题的意义

大沥瓜步汛泵站是以提高大沥城西的部分城区、罗村西隆片涝区的排涝工程。上述片区的降雨特点是：雨量大，强度大，年际变化大，年内分配不均匀。由于现状排涝体系的不完善，北村水闸及瓜步汛水闸关闸后，围内河涌水位上涨，由于机场涌水位比香基河～雅瑶水道的水位高，导致机场涌的水向香基河、大布涌倒流，使机场涌、大布涌和香基河的水位上涨。而现有的排涝能力已不适应经济发展的需要，特别是上述片区的工业化进展迅速，大量禾田、鱼塘转化为工业用地，河涌萎缩，过流能力降低，从而导致两岸低洼地的内涝。

瓜步汛泵站工程的设计标准为按远期10年一遇24小时暴雨1天排干；设计排涝流量48.0m3/s，采用4台1800ZXB12－3.4斜式轴流泵机组，配套电机单机容量为630kw，总装机容量为2520kw；水泵进水流道底珠基高程-4.1m。

本工程属社会福利和公益性工程建设范畴，工程建成后达到10年一遇24小时暴雨1天半排干的近期目标，解决大沥西部的谭边、兴贤等村委会以及罗村西隆片涝区洪涝灾害的逼切问题。

1.2 泵站存在的主要问题及要解决的办法

1.2.1 泵站存在的主要问题

泵站存在的主要问题突出地表现在泵站设施老化，效益出现明显衰减。造成以上情况的原因有以下几点。

(1)使用时间长，磨损老化严重，加之排灌设备多在潮湿、通风散热不良的环境和多泥沙、杂质的水中运行，则更加快了设备的老化。

(2)有些设备质量低劣，施工安装质量差。

(3)有些工程或因规划布局不当，或因选型配套不合理、工程不配套，不能达到设计标准。

(4)很多站管理粗放，管理人员素质低。

1.2.2 泵站应解决的办法

(1)有计划地更新改造。泵站设备要分年列入计划，有计划地更新改造。

(2)提高泵站管理单位的管理水平。

(3)加强科学研究和技术推广工作。要搞好泵站的更新改造、经营管理和规划设计工作，必须重视科学研究，依靠科学技术进步。

2 瓜步汛泵站工程施工概况

2.1 工程概述

南海区大沥镇瓜步汛电排站工程水泵选用1600ZLB9-5型立式轴流式水泵，电机配用TL800-20/2150型10kV、300r/min、630kW立式同步电动机4台，总装机容量2520kW；辅助设备主要有主机组安装检修用的16/5t双梁桥式起重机1台、4台防洪闸门QPQ2x8t卷扬式启闭机、电动清污机6台、进口流道检修闸门和安全栅用电动葫芦1台，以及泵站油、水系统。泵站变压器选用容量为400kVA的干式变压器1台。

根据佛山市南海区水利局建设规划要求，为了提高工程自动化监控水平，本工程按“无人值班、少人值守”的原则进行计算机自动化监控系统设计。

2.2 轴流泵的工作原理及运行管理

2.2.1 轴流泵的工作原理

轴流泵是由悬臂式翼形叶片和轮毂组成。由于这种泵的吸水能力很小，叶轮一般都浸没在吸水池中，使水流经喇叭形的进水管直接进入泵内。当电动机通过主轴带动叶轮旋转时，叶片则推动水体流动，水流在叶片升力的作用下增大了动能和压能。在叶片的上方还装置了一组固定导叶，它的作用是顺直水流方向，并将水流在流出叶轮后的旋转速度的动能转变成压能。

轴流泵大多做成单级，多级轴流泵可以提高扬程，但结构复杂而且轴向尺寸也将增大。为了使电动机装置在吸水池水面以上，轴流泵多采用立式装置。

2.2.2 水泵的运行管理

水泵运行的要求是安全可靠、高效率、低耗能，在运行管理中应采取下列措施。

（1）严格遵守安全操作规程，做好运行值班工作。

（2）根据水泵的特性，使机组经常在高效率区运行。

（3）定期进行机组检修，经常进行机组各个部件的检查维护、发现问题及时处理，使机组处于良好的技术状态。

（4）进行有关技术指标的观测工作，以便于检查分析机组的运行状态。

2.3 计算机自动化监控系统

本工程计算机自动化监控系统包括计算机监控系统、微机保护系统和图像监视系统三个部分。主要的计算机监控、微机保护和图像监视对象如下。

2.3.1 计算机监控

本工程计算机监控对象包括以下几方面。

（1）主机组(立式轴流式水泵轴和配套同步电动机)：4台。

（2）站用电变压器：2台。

（3）10kV进线、母联断路器：1台。

（4）10kV同步电动机控制断路器：4台。

（5）10kV变压器控制断路器：2台。

（6）0.4kV进（出）线和励磁装置控制断路器：21台。

（7）水系统：1套。

（8）油系统：1套。

（9）防洪闸门卷扬式启闭机：4台。

（10）清污机：6台。

（11）其它公用设备。

2.3.2 图像监视对象

本工程图像监视系统的监视对象有：检修闸门、防洪闸、内江、外江、清污机、电机层、低电室、高电室、变压器室、中控室。

2.4 设计原则

总体设计原则是自动控制系统必须实用经济、安全可靠、技术先进、易于维护。