水利泵站運行的電氣自動化系統(tǒng)應(yīng)用分析

李斌

摘要：我國的自動化技術(shù)在當今社會的大環(huán)境下發(fā)展很快，已經(jīng)在各個行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，并且收到了很好的成效。水利泵站的電氣自動化是其主要功能之一。通過實踐證明，將電氣自動化技術(shù)引入到水利泵站中，能極大地改善其安全性、穩(wěn)定性，從而在一定程度上改善其運行效率與效益，促進我國水利泵站的高性價比運行。

關(guān)鍵詞：水利泵站;電氣自動化;自動化系統(tǒng)

1 水利泵站的電氣自動化系統(tǒng)組成分析

1.1 保護系統(tǒng)

在水利泵站的運行中，保護系統(tǒng)是保證各個電氣設(shè)備安全、有效地工作的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。主要是在不同的機箱結(jié)構(gòu)或其它電氣設(shè)備間進行有效的連接，形成一個完整的安全防護體系。在保護系統(tǒng)中，為了確保水利泵站監(jiān)測系統(tǒng)的可下沉性，通過總線控制和網(wǎng)絡(luò)下至的方式實現(xiàn)了對各電氣操作終端的系統(tǒng)聯(lián)接，使保護工作更加及時、全面。在保護系統(tǒng)的運行中，既可以利用現(xiàn)有的通信網(wǎng)絡(luò)進行高效率的數(shù)據(jù)傳輸與分析，又能實現(xiàn)人機交互的靈活控制，有效地防止了通信系統(tǒng)發(fā)生故障時對保護系統(tǒng)造成的干擾，確保了整個運行期間各機箱結(jié)構(gòu)的獨立性。

1.2 監(jiān)控系統(tǒng)

在水利泵站的電力自動化中，監(jiān)控系統(tǒng)是一個非常關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。主控模塊是實現(xiàn)整個監(jiān)控系統(tǒng)的核心部分，它由操作站、通信站、工程師站等組成。在實際操作中，能夠?qū)崟r采集到泵站內(nèi)的各種電氣設(shè)備的工作情況，使其能夠更好地進行數(shù)據(jù)的上傳性和分析。當監(jiān)控系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)有可能出現(xiàn)的問題時，會立刻報警，提醒操作人員進行檢查和調(diào)試，確保水利泵站的運行安全。現(xiàn)地控制的監(jiān)控模塊，主要是對水利泵站的機組和門閘等位置，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)。建立連接框架的基礎(chǔ)上，對終端設(shè)備進行更好的控制與管理，通過自動化控制進行精確的識別和調(diào)整，對具有較高優(yōu)先級的LCU調(diào)控也有一定優(yōu)勢，是實現(xiàn)水利泵站的電氣系統(tǒng)下沉管理的重要條件。

1.3 圖像監(jiān)視系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

在水利泵站的電氣控制系統(tǒng)使用中，要與監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，就必須安裝相應(yīng)的圖像監(jiān)視系統(tǒng)，使有關(guān)人員能夠?qū)崟r地看到各種設(shè)備的工作狀況，并根據(jù)有關(guān)的數(shù)據(jù)和資料，使之能夠更好地發(fā)揮作用。

在水利泵站電氣自動化系統(tǒng)中，采用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，將圖像監(jiān)視與監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，從而實現(xiàn)對信號的傳遞，相關(guān)人員能在遠端對水利泵站進行各種電氣設(shè)備的監(jiān)視與控制。系統(tǒng)采用的是彩色/黑白攝像機系統(tǒng)，加上云臺轉(zhuǎn)動、透鏡調(diào)整，使監(jiān)視范圍得到相應(yīng)的改善，這對整個水利泵站的運行具有十分重要。

2 電氣自動化系統(tǒng)在水利泵站中的主要應(yīng)用

2.1 保護系統(tǒng)應(yīng)用

在電氣自動化系統(tǒng)中，保護系統(tǒng)是最基礎(chǔ)的一種，它以微機設(shè)備為核心，通過計算機來完成對終端系統(tǒng)的接線及繼電保護。在這個保護體系中，有很多的終端組件。在電力系統(tǒng)的檢測與保護中，跳閘保護是為了避免出現(xiàn)電力故障，在信號檢測的操作中，能夠確保信號的正確識別。采用計算機通信接口，可以更好地建立起一條安全的檢測數(shù)據(jù)傳輸渠道，為水利泵站電氣自動化系統(tǒng)的全面、靈活的使用奠定基礎(chǔ)。在保護系統(tǒng)的應(yīng)用中，管理員可以通過對系統(tǒng)的顯示、查詢等方式，掌握有關(guān)故障的具體情況，特別是在人機交互的情況下，可以實現(xiàn)對設(shè)備的保護和自動鎖定，防止誤操作，從而為電氣自動化系統(tǒng)的智能化水平提升，提供了基礎(chǔ)保證。

2.2 監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)用

由于水利泵站的建設(shè)場地比較偏僻，所以在運行狀態(tài)和下達操作指令時，必須采取搖桿響應(yīng)的方法來確保電氣自動化系統(tǒng)有效運行。在此基礎(chǔ)上，采用通信網(wǎng)路與自動系統(tǒng)主機間通訊的方式，進行遠程控制與調(diào)度。在泵站系統(tǒng)的運行中，要根據(jù)有關(guān)的水利環(huán)境參數(shù)來決定其開啟和關(guān)閉的具體操作。電氣自動化控制系統(tǒng)可以采用中央控制平臺和軟件程序?qū)崿F(xiàn)，也可以由管理員根據(jù)人工指令進行調(diào)節(jié)，從而保證了整個系統(tǒng)的整體性能。LCU是一種運行等級最高的監(jiān)測與調(diào)整技術(shù)，利用相應(yīng)的按鈕，管理人員可以調(diào)節(jié)泵站的各類開閉設(shè)備，并能在應(yīng)急狀態(tài)下迅速啟動，達到防旱、防澇等功能，使水利泵站的實際應(yīng)用得到了極大的改善。

2.3 圖像監(jiān)視系統(tǒng)應(yīng)用

該系統(tǒng)可實現(xiàn)不同分屏、不同視頻切換、實時現(xiàn)場定時錄像、視頻抓拍（捕捉）、云臺控制、鏡頭控制、視頻凍結(jié)、動作輸出、報警預(yù)錄、防盜報警、預(yù)設(shè)功能、檢索、鎖定、解鎖、完善的自我保護、遠程發(fā)送和接收功能。綜合實現(xiàn)上述各項功能，使圖像監(jiān)視系統(tǒng)具有先進性、可靠性和實用性。同時，該系統(tǒng)還具備了很強的擴充能力，既可以在任何時候增加攝像機等前端設(shè)備，也可以在計算機上增加相應(yīng)的軟件，增加分控系統(tǒng)，并根據(jù)系統(tǒng)管理員的權(quán)限和優(yōu)先級來設(shè)定。

3 泵站電氣自動化系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計思路

3.1 對供電發(fā)電機組的綜合自動化控制

在大型泵站中，機組容量較大，水泵電機的起動和運轉(zhuǎn)對地區(qū)電網(wǎng)有較大的影響。該類型的泵站必須同時兼顧地區(qū)電站的發(fā)電機和水泵站的運行。目前各個電站對發(fā)電機組的運行狀態(tài)進行了自動化控制。盡管泵站大功率電機的起動可以采取軟起動、變頻起動等方法，但若這種大型泵站采用與區(qū)域發(fā)電站實時通訊的聯(lián)合自動控制系統(tǒng)，則會在水泵站開始前，對其進行預(yù)熱，并做好相應(yīng)的準備工作，以達到發(fā)電功率與水泵、電機需求同步的目的，從而極大地減少了泵站機組的啟動、運行對區(qū)域電能品質(zhì)的影響。

3.2 對水泵電機的自動化控制

水泵電機是泵站的主要動力裝置，它是把電力轉(zhuǎn)換成機械能來驅(qū)動水泵正常工作的一個重要環(huán)節(jié)。它的運行可靠性、安全性、經(jīng)濟性都很重要。隨著科技進步，各水利自動化設(shè)備廠商亦能提供一套集工業(yè)控制電腦、數(shù)據(jù)采集板、通訊模塊、繼電器及電源控制于一體的一體化自動化控制柜。借助溫度傳感器、絕緣監(jiān)測儀等儀器，對水泵電機進行全方位的保護，并能根據(jù)需要，自動采取相應(yīng)的動作，或發(fā)出警報，通知工作人員，及時解決水泵電機運行中出現(xiàn)的異常情況。

結(jié)束語

從文章中可以看到，傳統(tǒng)的水利泵站運營方式已無法適應(yīng)社會發(fā)展和人民群眾的需要。在此背景下，將電氣自動化系統(tǒng)引入水利泵站顯得尤為重要，它能有效地改善泵站的運行狀況。因此，必須在實踐中不斷地對其進行優(yōu)化與改進，以適應(yīng)我國水利水電工程的發(fā)展。

參考文獻

[1]昌寧.對泵站電氣自動化的探討[J].建筑·建材·裝飾，2018，（2）：136.